Amonyak ve Sülfürik Asit Arasındaki Bağlantı Nedir?
Amonyak ve sülfürik asit, en yaygın kullanılan kimyasallardan ikisidir ve dünya genelinde büyük miktarlarda üretilmektedir. Her ikisinin de çeşitli kullanımları vardır, ancak amonyak ve sülfürik asit arasındaki ana bağlantı, gübre endüstrisindeki kullanımlarından kaynaklanmaktadır. Amonyak, üre, amonyum sülfat, amonyum nitrat ve dolaylı olarak diğer nitrat gübreleri gibi bir takım gübrelerin üretiminde kullanılır. Sülfürik asit, "süperfosfat" gübre ve amonyum sülfat üretiminde, amonyakla birleştirilerek kullanılır.
Amonyağın endüstriyel üretimi (NH3) çoğunlukla Haber-Bosch işlemiyle gerçekleştirilir, burada hidrojen ve azot doğrudan basınç altında bir katalizörle - genellikle demir oksitlerin bir karışımı ile ısıtılarak birleştirilir. Çoğu amonyak gübre üretiminde kullanılır. Amonyağın azot dioksite (NO2) katalitik oksidasyonu, günümüzde amonyum, sodyum ve potasyum nitrat gibi nitrat gübrelerinin üretiminde kullanılan nitrik asit üretimi için ana endüstriyel işlemdir. "Amonyak" ifadesi, kesinlikle, oda sıcaklığında bir gaz olan saf bileşiği ifade eder; ancak, terim genellikle sudaki bir amonyak gazı çözeltisine atıfta bulunmak için kullanılır.
Sülfürik asidin endüstriyel üretimi için iki ana işlem vardır. Girilecek ilk kükürt dioksitin - kükürdün yanması veya kükürt içeren minerallerin ısıtılmasıyla - azot dioksit (NO2) ile reaksiyona girmesi sonucu: SO2 + NO2 -> S03 + NO. Reaksiyon tarafından üretilen nitrik oksit (NO), hava ile temasında tekrar NO2'ye oksitlenir ve geri dönüştürülebilir.
Amonyak, nitrik asit üretim prosesine göre katalitik oksidasyonla üretilen bu reaksiyon için N02 kaynağıdır. Sülfür trioksit daha sonra sülfürik asit üretmek için suyla birleştirilir. Bununla birlikte, bugün üretilen sülfürik asidin büyük kısmı, bir vanadyum pentoksit katalizörü kullanılarak havadaki sülfür dioksitin oksidasyonu ile sağlanır.
Amonyak gibi, sülfürik asidin en büyük kullanımlarından biri gübre üretimidir. Hayvanlardan elde edilen fosfat kayası ve kemik unu, "süperfosfat" - monokalsiyum fosfat - üretmek için kullanılabilir: Ca3 (P04) 2 + 2H2S04 -> 2CaSOsub> 4 + Ca (H2P04) 2 . Sülfürik asit ve amonyak ayrıca tuz amonyum sülfat: 2NH3 + H2S04 - (NH4) 2S04 vermek üzere birleştirilebilir. Bu tuz, hem azot hem de kükürt kaynağı olarak görev yapan ve alkali toprakların pH'ını düşürmeye yardımcı olan önemli bir gübredir.
Amonyak ve sülfürik asit arasındaki başka bir bağlantı patlayıcı endüstrisindedir. Neredeyse tüm ticari ve askeri patlayıcılar, trinitrotoluen (TNT) gibi nitratlı organik bileşiklerdir. Nitrasyon işlemi, organik bileşikteki hidroksil (OH) gruplarının nitro (N02) gruplarıyla değiştirilmesini içerir ve genellikle bileşiğin bir nitrik ve sülfürik asit karışımı ile işlenmesiyle gerçekleştirilir. Bu karışım nitrasyon işlemi için nitronyum (NO2 + ) iyonları sağlar. Amonyak, nitrik asit üretiminde kullanılan ana hammaddedir.
Amonyak ve sülfürik asit de atmosferde kirletici olarak bulunur. Sülfürik asit, fosil yakıtların yanması ve volkanik aktivite ile üretilen sülfür dioksitin doğal oksidasyonundan gelir. Amonyak azot içeren organik maddelerin çürümesinden gelir. İkisi, atmosferde, bu bileşiğin endüstriyel üretimindeki ile aynı reaksiyonla amonyum sülfat parçacıkları üretmek ya da amonyum bisülfat olarak da bilinen amonyum hidrojen sülfat üretmek için NH3 + H2S04 ile reaksiyona sokulabilir. > (NH4) HS04. Bu bileşikler suda çok çözünürler ve bu yüzden atmosferik su buharını emme eğilimindedirler, bu da yoğunlaşma çekirdeği olarak etki etmelerine neden olur; atmosferdeki diğer tanecikli bileşiklerle birlikte, doğal ve insan yapımı, bulut oluşumunda önemli bir faktör olduğu düşünülmektedir.