Ammoniak

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Ammoniak

is een anorganische verbinding van stikstof en waterstof met als brutoformule NH₃. De structuur van de verbinding is niet vlak, maar vormt een tetraëder met de stikstof in het midden. De molecule is uitgesproken polair. In het lichaam wordt door afbraak van eiwitten de overmaat aan stikstof uit het lichaam via de nieren afgevoerd in de vorm van een in water oplosbaar ammoniumzout. In de lever wordt als tussenproduct het toxische ammoniak gevormd.

Ammoniak is bij kamertemperatuur een kleurloos giftig en brandbaar gas met een karakteristieke, sterk prikkelende geur. Het gas is in zeer grote hoeveelheden (tot wel 33 massa%) in water oplosbaar:^[2]

 Deze oplossing staat bekend als ammonia en is basisch. De bovenstaande reactie is eveneens een schoolvoorbeeld van een zuur-basereactie.

Toepassingen

Verdunde ammoniakoplossingen worden ammonia genoemd. Deze oplossingen worden wel als schoonmaakmiddel gebruikt, bijvoorbeeld om verf af te nemen voordat er opnieuw geschilderd wordt. Vet lost namelijk goed op in de ammoniakoplossing. Daarbij is goede ventilatie essentieel. Omdat de oplosbaarheid afneemt naarmate de temperatuur toeneemt, is het niet verstandig ammonia te verhitten omdat dan het merendeel van het ammoniak uit de oplossing vrij zal komen.

Ook wordt ammoniak gebruikt als koelmiddel in (grotere) koelinstallaties. Bovendien is ammoniakgas een belangrijk halffabricaat voor de productie van kunstmest.

Cocaïneverslaafden gebruiken ammoniak om de cocaïne op te koken tot crack, waarna de opgekookte cocaïne kan worden gerookt.

Ammoniak wordt tevens beschouwd als een mogelijk opslagmiddel voor waterstof: zuivere waterstof kan alleen onder extreme omstandigheden opgeslagen worden (zeer hoge druk). De opslag van ammoniak in vloeibare vorm daarentegen is vergelijkbaar met lpg.

Opmerkelijk is dat het giftige ammoniak met het bijtende zoutzuur reageert tot ammoniumchloride (salmiak), een onschuldige stof die in snoepgoed gebruikt wordt.

Vloeibare ammoniak als oplosmiddel

Omdat het kookpunt bij -33°C ligt is het niet moeilijk om met vloeibaar ammoniak te werken, hetzij bij lagere temperaturen hetzij bij wat hogere drukken. Als vloeistof heeft ammoniak op water gelijkende eigenschappen omdat het molecuul een dipool heeft en ook deze moleculen onderling waterstofbruggen vormen. Toch zijn er een aantal opmerkelijke verschillen in de oplosbaarheden van verschillende stoffen tussen water en ammoniak. Alkalimetalen zoals natrium en kalium lossen gemakkelijk op en geven karakteristieke blauwe oplossingen waaruit het metaal weer te herwinnen is door verdamping van het oplosmiddel. Met water reageren deze metalen heftig. Vrijwel alle fluoriden zijn onoplosbaar, maar jodiden lossen vaak goed op, zelfs bijvoorbeeld zilverjodide. Ook perchloraten, nitraten, thiocyanaten, cyanides en nitrieten zijn meestal oplosbaar. Daarentegen zijn carbonaten, oxalaten, sulfaten, sulfieten, sulfiden, arsenaten, fosfaten, hydroxiden en oxiden in de regel onoplosbaar ^[3]

 Synthese

 Ammoniak wordt in grote fabrieken gemaakt door hydrogenering van stikstof uit de lucht onder hoge druk met hulp van een katalysator (Haber-Boschproces). De ontwikkeling van deze katalysator vond plaats voordat er begrip over de werking van katalysatoren en de invloed op reacties bestond. Destijds (rond 1910) bestond de enige manier erin om duizenden verschillende stoffen te proberen en te kijken welke stof de beste katalysator vormde. De meest geschikte katalysator bleek magnetiet (ijzeroxide) te zijn.

Ammoniak wordt ook uitgescheiden als eindproduct van de eiwitvertering door sommige in water levende dieren. Uit gewone, natuurlijke mest komt ook ammoniak vrij. Vooral de hydrolyse van ureum is verantwoordelijk voor de vorming van ammoniak. Het is met name deze ammoniak die milieuproblemen oplevert:

 Milieueffecten

 Een teveel aan ammoniak schaadt het milieu. Ammoniak is basisch, maar wordt door oxidatie in de lucht en in de bodem omgezet tot salpeterzuur. Deze verzuring is schadelijk voor bos- en natuurgebieden. Meer dan de helft van de verzuring in Nederland komt door de uitstoot van ammoniak. Daarnaast leidt ammoniak tot vermesting of eutrofiëring. Ammoniak, kan net als door het lozen van afvalwater met een teveel aan nitraat en fosfaat, in het oppervlakte water aan een overmaat aan voedingsstoffen veroorzaken. De algengroei in het water kan explosief toenemen wat aan het einde van het groeiseizoen als de algen afsterven en gaan rotten weer tot hypoxie - het ontbreken van zuurstof - kan leiden). Aangezien algen alleen maar overdag zuurstof produceren en in het donker juist zuurstof verbruiken kan deze situatie al optreden als te veel algen 's nachts al het zuurstof aan het oppervlakte water onttrekt. Deze eutrofiëring treedt ook op het land. Planten die goed gedijen op mestrijke gronden, zoals brandnetels, krijgen de overhand terwijl planten die op schrale gronden groeien verdwijnen. Tot slot kan het uit ammoniak ontstane nitraat het grondwater vervuilen. De huidige overmaat aan ammoniak in het milieu is voor 90 procent uit de landbouw afkomstig. De ammoniak ontsnapt uit de stallen of komt in de lucht terecht na bemesting van het land (emissie). Via de lucht komt het ammoniak in de bodem of het water terecht (depositie).

De afgelopen decennia heeft de landbouw in Nederland inspanningen geleverd om de milieubelasting terug te dringen. Zo wordt de lucht in de stallen gezuiverd en drijfmest mag niet meer oppervlakkig uitgespreid worden maar moet emissiearm worden geïnjecteerd in de bodem. Ook door het afdekken van mestsilo's of het bouwen van emissie-arme stallen kan de emissie worden beperkt. Door deze en andere maatregelen is de ammoniakemissie uit dierlijke mest sinds 1980 tot 2003 gedaald met ruim een kwart. Verder is het zo dat bedrijven die dichter bij een bos of natuurgebied liggen, een veel grotere ammoniakbelasting op dit natuurgebied of bos veroorzaken dan bedrijven die verder weg liggen. Daarom worden boeren in de omgeving van dergelijke kwetsbare gebieden gestimuleerd om hun bedrijf te verplaatsen. In Nederland worden de effecten van ammoniak op de natuur gemeten met korstmossen.

Ammoniak

 Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Ga naar: navigatie, zoeken