Hva er forbindelsen mellom ammoniakk og svovelsyre?
Ammoniakk og svovelsyre er to av de mest brukte kjemikaliene og produseres i store mengder over hele verden. Begge har en rekke bruksområder, men den største forbindelsen mellom ammoniakk og svovelsyre skyldes deres bruk i gjødselindustrien. Ammoniakk brukes til produksjon av en rekke gjødsel, slik som urea, ammoniumsulfat, ammoniumnitrat og indirekte annen nitratgjødsel. Svovelsyre brukes til fremstilling av "superfosfat" gjødsel og ammoniumsulfat, laget ved å kombinere det med ammoniakk.
Den industrielle produksjonen av ammoniakk (NH 3 ) utføres for det meste ved Haber-Bosch-prosessen, hvorved hydrogen og nitrogen kombineres direkte ved oppvarming under trykk med en katalysator - vanligvis en blanding av jernoksider. Mest ammoniakk brukes i produksjon av gjødsel. Den katalytiske oksidasjonen av ammoniakk til nitrogendioksid (NO 2 ) er i dag den viktigste industrielle prosessen for fremstilling av salpetersyre, som brukes i produksjonen av nitratgjødsel som ammonium, natrium og kaliumnitrat. Begrepet "ammoniakk" refererer strengt tatt til den rene forbindelsen, som er en gass ved romtemperatur; Imidlertid brukes ofte begrepet for å referere til en løsning av ammoniakkgass i vann.
Det er to hovedprosesser for industriell produksjon av svovelsyre. Den første som ble introdusert involverer oksidasjon av svoveldioksid - produsert ved forbrenning av svovel eller oppvarming av svovelholdige mineraler - med nitrogendioksid (NO 2 ) gjennom reaksjonen: SO 2 + NO 2 -> SO 3 + NO. Nitrogenoksid (NO) produsert ved reaksjonen oksyderes tilbake til NO 2 ved kontakt med luft, og kan således resirkuleres.
Ammoniakk er kilden til NO 2 for denne reaksjonen, og blir produsert ved katalytisk oksidasjon i henhold til salpetersyreproduksjonsprosessen. Svoveltrioksydet blir deretter kombinert med vann for å produsere svovelsyre. Størstedelen av svovelsyren som produseres i dag, kommer imidlertid fra oksidasjon av svoveldioksid i luft ved bruk av en vanadiumpentoksydkatalysator.
I likhet med ammoniakk er en av de viktigste bruksområdene av svovelsyre i produksjonen av gjødsel. Fosfatbergart og benmel fra dyr kan brukes til å produsere "superfosfat" - monokalsiumfosfat - ved reaksjonen: Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2H 2 SO 4 -> 2CaSOsub> 4 + Ca (H 2 PO 4 ) 2 . Svovelsyre og ammoniakk kan også kombineres for å gi saltet ammoniumsulfat: 2NH3 + H2SO4 -> (NH4) 2SO4. Dette saltet er en viktig gjødsel som fungerer som en kilde til både nitrogen og svovel, og hjelper til med å senke pH i alkalisk jordsmonn.
En annen forbindelse mellom ammoniakk og svovelsyre er i sprengstoffindustrien. Nesten alle kommersielle og militære eksplosiver er nitrerte organiske forbindelser, for eksempel trinitrotoluen (TNT). Nitreringsprosessen innebærer erstatning av hydroksylgrupper (OH) i den organiske forbindelsen med nitro (NO 2 ) -grupper, og utføres vanligvis ved å behandle forbindelsen med en blanding av salpetersyre og svovelsyrer. Denne blandingen tilveiebringer nitronium (NO 2 + ) -ionene for nitreringsprosessen. Ammoniakk er det viktigste råstoffet som brukes i produksjonen av salpetersyre.
Ammoniakk og svovelsyre finnes også som miljøgifter i atmosfæren. Svovelsyre kommer fra naturlig oksidasjon av svoveldioksid produsert ved forbrenning av fossilt brensel og ved vulkansk aktivitet. Ammoniakk kommer fra forfallet av nitrogenholdige organiske materialer. De to kan kombinere i atmosfæren for å produsere partikler av ammoniumsulfat ved den samme reaksjonen som i den industrielle produksjonen av denne forbindelsen, eller for å produsere ammoniumhydrogensulfat - også kjent som ammoniumbisulfat - ved reaksjonen NH 3 + H 2 SO 4 - > (NH 4 ) HSO 4 . Disse forbindelsene er veldig oppløselige i vann og har derfor en tendens til å absorbere atmosfærisk vanndamp, noe som får dem til å fungere som kondensasjonskjerner; sammen med andre partikkelformede forbindelser i atmosfæren, naturlige og menneskeskapte, antas de å være en viktig faktor i skyformasjonen.