Ammoniak | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ammoniakmolekyle |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identifikation | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IUPAC navn | azan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Synonymer |
hydrogennitrid |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.760 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EF | 231-635-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o RTECS | BO0875000 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ChEBI | 16134 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
FEMA | 4494 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SMILE |
N , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
InChI |
InChI: InChI = 1 / H3N / h1H3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Udseende | Komprimeret flydende gas, farveløs til let farvet, skarp, intens, kvælende, irriterende lugt. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kemiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Formel | N H 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar masse | 17,0305 ± 0,0004 g / mol H 17,76%, N 82,25%, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pKa | 9,23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dipolært øjeblik | 1,4718 ± 0,0002 D | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molekylær diameter | 0,310 nm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fysiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° fusion | −77,7 ° C , −77,74 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° kogning | −33,35 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Opløselighed | i vand ved 20 ° C : 540 g l -1 , i alkohol dvs. 14,8 g pr. 100 g alkohol ved 95 ° til 20 ° C , ethylether og organiske opløsningsmidler | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Opløselighedsparameter δ |
33,4 MPa 1/2 ( 25 ° C ); 29,2 J 1/2 cm −3/2 ( 25 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse |
0,86 kg / m 3 ( 1,013 bar, kogepunkt ) 0,769 kg / m 3 ( CNTP ) ligning:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Automatisk tænding temperatur | 651 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eksplosionsgrænser i luft | Nedre: 15,5 (Weiss, 1985) Øvre: 27 (Weiss, 1985) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mættende damptryk | ved 26 ° C : 1013 kPa
ligning:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritisk punkt | 112,8 bar , 132,35 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termokemi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S 0 gas, 1 bar | 192,77 J / mol • K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 gas |
-39,222 kJ · mol -1 ( -273,15 ° C ) -46,222 kJ · mol -1 ( 24,85 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 væske | −40,2 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ vap H ° |
23,33 kJ mol −1 ( 1 atm , −33,33 ° C ) 19,86 kJ mol −1 ( 1 atm , 25 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C s |
2097,2 J · kg -1 · K -1 ( 0 ° C ) 2226,2 J · kg -1 · K -1 ( 100 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
STK | 382,8 kJ · mol -1 ( 25 ° C , gas) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PCI | 317,1 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroniske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re ioniseringsenergi | 10.070 ± 0,020 eV (gas) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystallografi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pearson symbol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystalklasse eller rumgruppe | P2 1 3 (nr. 198) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Strukturbericht | D1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Typisk struktur | NH 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Optiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brydningsindeks | 1.325, samme værdi for flydende ammoniak ved 16,5 ° C under tryk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fare H221 , H314 , H331 , H400 , P210 , P261 , P273 , P280 , P305 , P310 , P338 og P351 H221 : Brandfarlig gas H314 : Forårsager svær forbrænding af huden og øjenskader H331 : Giftig ved indånding H400 : Meget giftig for organismer, der lever i vand P210 : Holdes væk fra varme / gnister / åben ild / overflader varme. - Rygning forbudt. P261 : Undgå indånding af støv / røg / gas / tåge / dampe / spray. P273 : Undgå udledning til miljøet. P280 : Bær beskyttelseshandsker / beskyttelsestøj / øjenbeskyttelse / ansigtsbeskyttelse. P305 : Hvis i øjnene: P310 : Ring omgående til et GIFTINFORMATIONSCENTER eller en læge / læge. P338 : Fjern kontaktlinser, hvis offeret bærer dem, og hvis de let kan fjernes. Fortsæt med at skylle. P351 : Skyl forsigtigt med vand i flere minutter. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A, B1, D1A, E, A : Absolut damptryk ved komprimeret gas ved 50 ° C = 2.070 kPa B1 : Brandfarlig gasantændelighed - koncentrationsområde = 13% D1A : Meget giftigt materiale, der forårsager øjeblikkelige alvorlige virkninger Akut dødelighed: LC50 indånding / 4 timer (mus) = 2.115 ppm E : Ætsende materiale Transport af farligt gods: Klasse 8 Offentliggørelse ved 1,0% i henhold til ingrediensoplysningslisten Kommentarer: Som præsenteret i fortolkningen af en Health Canada-politik behøver symbolet for fare D1 (kraniet) ikke at blive vist på leverandørens etiket . Dog skal alle sundheds- og sikkerhedsrisici, der præsenteres af dette produkt, vises på etiketten og sikkerhedsdatabladet. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NFPA 704 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 3 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Transportere | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
268 : giftig og ætsende gas UN-nummer : 1005 : vandfri ammoniak Klasse: 2.3 Klassificeringskode: 2TC : Flydende gas, giftige, ætsende Mærkater: 2.3 : Giftige gasser (svarer til de grupper, der er betegnet med et stort T, dvs. T, TF, TC, TO, TFC og TOC). 8 : Ætsende stoffer
20 : kvælende gas eller gas, som ikke udgør en sekundær risiko UN nummer : 2073 : ammoniak i vandig opløsning med en densitet på mindre end 0,880 ved 15 ° C indeholder mere end 35 procent, men ikke mere end 50 procent af ammoniak Class : 2.2 Klassifikationskode: 4A : Gas opløst under tryk, kvælende; Mærkater: 2.2 : Ikke-brændbare, ikke-giftige gasser (svarer til grupper udpeget af et A eller et stort O); 8 : Ætsende stoffer
80 : ætsende stof eller et stof, der viser en mindre grad af korrosivitet UN-nummer : 2672 : AMMONIA OPLØSNING vandig med en densitet mellem 0,880 og 0,957 ved 15 ° C indeholdende mere end 10 procent, men ikke mere end 35 procent ammoniak Klasse : 8 Klassifikationskode: C5 : Ætsende stoffer uden subsidiær risiko; Materialer af grundlæggende karakter: Uorganisk, flydende; Label: 8 : Ætsende stoffer Emballage: Packing gruppe III : stoffer med lav fare.
268 : giftig og ætsende gas UN-nummer : 3318 : AMMONIA OPLØSNING vandig med en densitet på mindre end 0,880 ved 15 ° C indeholdende mere end 50 procent ammoniak Klasse: 2.3 Klassificeringskode: 4TC : Gas opløst under tryk, giftig, ætsende ; Mærkater: 2.3 : Giftige gasser (svarer til de grupper, der er betegnet med et stort T, dvs. T, TF, TC, TO, TFC og TOC). 8 : Ætsende stoffer |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indånding | Dampe er meget irriterende og ætsende. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hud | Koncentrerede opløsninger kan forårsage forbrændinger. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Øjne | Farlig, irritation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indtagelse | Indtagelse kan medføre forbrændinger i munden, tungen, spiserøret. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Økotoksikologi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lugttærskel | lav: 0,04 ppm høj: 53 ppm |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den ammoniak er en kemisk forbindelse med formlen N H 3 (generisk gruppe af brint nitrider ). Under normale temperatur- og trykforhold , det er en gas betegnet NH 3 gas . Det er farveløst og irriterende med en skarp lugt i lave doser; det brænder øjnene og lungerne i højere koncentration.
Det produceres industrielt ved hjælp af Haber-Bosch-processen fra nitrogen og brint . Det er en af de mest syntetiserede forbindelser i verden, der anvendes som kølemiddel og til syntese af mange andre forbindelser (inklusive en stor mængde gødning ). Det er også et flydende opløsningsmiddel i ren udnyttelse på 20 ° C og 8 bar, eller flydende NH 3 .
Den selv- ionisering af flydende ammoniak er meget svag, kendetegnet ved en ionisk dissociationskonstant K i = [NH 4 + ] [NH 2 - ], som er cirka 10 -33 mol 2 l -2 ved -50 ° C .
I protiske væske NH 3 opløsningsmiddel , den ammonium kation NH 4 + er den stærkeste syre mens amidet NH 2 - anion er den stærkeste base.
Dens elektroniske dublet gør det både til en base , en nukleofil , en ligand og et reduktionsmiddel . Dens grundlæggende egenskab gør den nyttig til forskellige ammoniumsalte. Dens nukleofile egenskaber gør det til et basisk reagens i organisk kemi til fremstilling af amider , imider osv. Dets ligandegenskaber har været kendt siden begyndelsen af koordineringskemi og den berømte videnskabelige debat mellem Sophus Mads Jørgensen og Alfred Werner , der tiltrak juryen for Nobelprisen , der blev tildelt sidstnævnte i 1913. Endelig er dens egenskab at reducere middel tillader, at det oxideres industrielt til salpetersyre og hydrazin , især to industriprodukter med høj tonnage.
I kemiteknik udgør systemet (luft - NH 3 - vand) en meget undersøgt model af flydende gasfaser, da ammoniak er en meget opløselig gas i vand med en opløselighed på 89,9 g pr. 100 g vand ved 0 ° C og kun 7,4 g ved 96 ° C . Gassen er opløselig i vand, i form af vandig NH 3 svagt dissocieret i ammoniumkationer og hydroxyl anioner , er denne vandige opløsning kaldet ammoniak .
Fysiologisk spiller det en vigtig rolle i landbruget; det er via ammoniak, at kvælstof kunstigt inkorporeres af planter. Hos dyr er det involveret i at fjerne kvælstof fra kroppen og regulere blodets pH .
På land er den i det væsentlige fanget i jordskorpen (mineralske ammoniaksalte såsom bicarbonater, nitrater, nitrit, chlorider, fosfater osv. ) Eller i organisk stof ( kul , tørv , råolie ) ... Overskydende i luften, det er et forsurende og eutrofisk forurenende stof i miljøet. Efter en forbedring fra 1990 til 2011 begyndte dets niveauer i luften, der nu overvåges af satellit, at stige igen i Europa og Frankrig, hovedsageligt på grund af mere industriel landbrugspraksis (data fra 2016). I 2011 var landbruget ifølge EEA ansvarlig for 94% af NH 3- emissionerne . Husdyr via gødning og slam er en st kilde. Dens indhold i luften skal være minimalt (undtagen i nærvær af fæces eller nedbrydende urin , gæring af mikroorganismer i et begrænset miljø eller forrådnelse i anaerobt miljø ).
Ordet ammoniak , afsluttet i XIV th århundrede, kommer fra det latinske Ammoniacum , selv stammer fra det oldgræske : ἀμμωνιακόν "ammoniak eller ammoniak salt tyggegummi", som fremkaldte navnet på den egyptiske gud Amon (som i Libyen , næsten fra den tempel for Jupiter Ammon, der ekstraherede et mineral ( salmiak ), der kunne frigive ammoniak). Denne alkali blev også i oldtiden produceret ved opvarmning af frisk ekskrementer eller en blanding af salt og urin . Man kunne mærke det og basisk Handling var kendt anvendelse af andre materialer (i det mindste fra XII th dynasti Egypten 2000 år før Kristus ). Men som alt gasformigt materiale forblev det længe dårligt forstået.
I middelalderen opnåede smeden denne alkalidestillation Amonhorn og hove fra kvæg (nitrogenrig materiale).
Britisk kemiker Robert Boyle opfinder test for at detektere denne gasformige alkali (solsikke tinktur eller violet sirup, der bliver blå i nærvær af denne gas).
Om et århundrede senere, med fremkomsten af kviksølv -Tank pneumochemistry blev dets fremstilling og isolering lettes ved Joseph Priestley i 1774 , ved simpel opvarmning ammoniumsalte med kalk CaO eller kalksten som en sten kalk. ; med en vandtank opnås ved at fange i vandet i tanken, ammoniak eller ammoniakvand.
I 1785 gav kemikeren Berthollet dette kemiske legeme en formel på et kvælstof til tre hydrogener.
Fra 1850'erne , kvælstofkredsløbet begynder at blive opfattet: det forstås især, at atmosfærisk ammoniak direkte kan optages og udnyttes af planter: De Ville (1850) og Schlösing (1874) udsætte planterne indtil der holdes i nitrogen underskud til luft beriget med ammoniak, og de viser, at de kan absorbere og metabolisere det. Samtidig, Boussingault (1856) viser den grundlæggende rolle, nitrater når vi begynder at måle ammonium indskud (NH 4 ) i nedbør (ca. 5 kg N-NH 4 + per hektar og årligt ifølge Lawes og Gilbert i midten af XIX th århundrede (1851) Kort efter, Bineau (1854) trap (i en "syrefjernende middel"), og måle tør aflejring af ammoniak fra den omgivende luft. Caluire og Lyon : 15 til 50 kg N-NH 3 pr hektar og pr. år. Tilsvarende måler Heinrich (1881) i Rostock (Tyskland), Kellner et al. (1886) i Tokyo henholdsvis aflejringer på 31 og 12 kg N- NH 3 pr. hektar og årligt. Derefter Hall og Miller (1911) havde ideen om at beskytte deres ammoniakfælde mod støv og insekter med et fint gitter (hvilket kunne have fået dem til at undervurdere de tørre aflejringer, bemærker Loubet i sin afhandling i 2000) og at have sådanne fælder i forskellige højder, som gjorde det muligt for dem at fremhæv graderinger af "koncentration" over vegetationen og lokaliser er "sink" -zoner (ufrugtede) og kildezoner (emissioner sandsynligvis over befrugtede zoner).
Senere vil fysikere finde ud af, at den oscillerende bevægelse af NH 3 - gasmolekylet , hvor nitrogen passerer mellem den trekantede base dannet af de tre HS for at nå sin dobbelte position øverst i pyramidearrangementet, blev opdaget af den alsaceiske fysiker Alfred Kastler . Denne regelmæssige oscillerende bevægelse af ammoniakmolekylet er oprindelsen til det første atomur fra Bureau of stantards i De Forenede Stater i 1948 .
Efter Anden Verdenskrig genoplivede udviklingen af industrielt og produktivistisk landbrug undersøgelser om tab af kvælstof fra organisk gødning (mineralisering) og kemisk gødning (udvaskning af nitrater, et tab, der er en kilde til dyrt affald af gødning, og stigende og generelt forurening af grundvand såvel som eutrofiering af overfladevand, som vi først vil være bange for meget senere). Allison (1955) demonstrerer, at fordampningen af nitrater tidligere er blevet undervurderet. Disse tab er stadig genstand for forskning ( f.eks. Whitehead og Raistrick, 1990).
Udtrykket af adjektiv oprindelse ammoniak kvalificerede tidligere et medicinsk stof, ammoniakgummi , der blev brugt af apoteker , præsenteret som følger i 1752 af den fransk-latinske ordbog for Trévoux :
"Ammoniak; et tyggegummi, der bruges på apoteker. Gummi ammoniacum. Det bringes til os fra Østindien, og det antages, at det stammer fra en umbelliferous plante . Det skal være tørre tårer, hvidlig indvendigt, lidt rødlig udvendigt, let at blande, gummiagtig og harpiksagtig, lidt bitter, med en skarp lugt og smag, der holder hvidløg. Det bringes også i masser fyldt med små, meget rene og meget hvide tårer. Dette tyggegummi brænder med alderen; Dioscorides & Plinius nævner det. Dioscorides siger, at ammoniak er saften af en arter af ferrule, der vokser i Afrika nær Cirène de Barbarie. Planten, der bærer den, og dens rod kaldes Agafillis. God ammoniak er farverig og krypteres ikke med skrot, sand eller sten. Det har mange små korn som røgelse , fjerner lugten af castoreum og er bitter efter smagen (...) Plinius kalder det træ, hvorfra det stammer, Metopion (...) Apotikernes ammoniak reduceres i masse som harpikshøjde i stedet for bliver malet og tynd som røgelse. Det hævdes, at det blev brugt som røgelse af de gamle i deres ofre. Denne tyggegummi anvendes i flere sammensætninger; det er udrensende , smeltende og opløsende og anvendes eksternt. Gafer trækker deraf en ånd og en olie, som ifølge hvad han siger har store dyder, der kun kommer fra det flygtige salt, den indeholder. Men da den blandes med en syre, der forhindrer dens aktivitet, giver den midlerne til at adskille disse to spiritus, som ifølge ham er i stand til at frembringe helt forskellige effekter (...) Der er et salt, der også kaldes armonia eller ammoniak. "
Adjektivet ammoniak , bekræftet i 1575 i de franske skrifter af André Thevet , kvalificerer et tyggegummi eller et ammoniaksalt, der er opsamlet nær Amuns tempel i Libyen . "Sal ammoniak" er simpelthen den oprensede salmiak , let sublimerbar. Tyggegummiet er sandsynligvis en blanding af blødt eller pastaagtigt plantestof indeholdende salmiak.
I 1787 , Guyton de Morveau indføres i den franske kemisk nomenklatur materielle ammoniak , der definerer den kemiske krop. Udtrykket ammoniak , der karakteriserer vandige opløsninger af ammoniak eller ammoniak , er imidlertid attesteret omkring 1748 . Ordet ammonisering , der betegner omdannelsen af organisk kvælstof til ammoniakkvælstof, attesteres i det fælles ordforråd af Grand Larousse fra 1933 . I dag er ifølge IUPAC-nomenklaturen ammoniak den enkleste af azanerne eller acykliske nitrogenhydrider .
Den industrielle produktion af ammoniak sker hovedsageligt ved direkte syntese fra brint og nitrogen . Brint kan komme fra metan og kvælstof fra luft. Udviklingen af den første reaktor blev designet af tysk kemiker og er stadig hemmelig, når den resulterer i 1913 med metoden Haber-Bosch , opkaldt efter dets kemikere, der udvikler jernkatalysator (Fe) og nikkel (Ni) og reaktorrørsprocessen ved en temperatur på 550 ° C .
Syntesen af ammoniak er eksoterm og frigiver 12,9 kalorier pr. Mol ved atmosfærisk tryk. Det involverer to gasser, nitrogen og brint. Under "omgivende" betingelser er det færdige produkt en farveløs gas (der producerer kondensationsrøg med høj koncentration) og afgiver en meget ubehagelig, ubehagelig lugt.
Den industrielle produktion af ammoniak, ofte kaldet gødningsbehov, var dengang strategisk, fordi den var afgørende for våbenindustrien og den fælles sprængstofindustri og afhængig i det væsentlige af eksporten af nitrater fra Chile, de facto kontrolleret af det britiske maritime imperium. . I 1901 var reaktionen blevet undersøgt af den franske kemiker Le Chatelier med en katalysator baseret på Fe, K på en aluminiumoxidbærer.
Haber-Bosch-processen, der allerede er forbedret på det kinetiske niveau med et moduleret tryk på op til mere end 200 atm i løbet af verdens konflikten , gendannes af de sejrende allierede nationer, især ONIA-gruppen i Toulouse . Franske og italienske kemiske grupper kan investere for at ændre og forbedre det på kontinentet. Således vises mindst fire processer i mellemkrigstiden , der attesterer vitaliteten i den industrielle gassektor i Frankrig:
Det lave tryk proces Moncenisio er kendetegnet ved et lavere tryk på 100 til 150 bar ved en temperatur på omkring 430 ° C .
Allerede i 1960'erne blev industriel ammoniakgas solgt i stålbeholdere kalibreret med et tryk på 12 atm . Ved sin høje fordampningsvarme ved den normale temperatur på 0 ° C er det nødvendigt for køleindustrien.
I 1990'erne vendte et verdensomspændende boom i produktionsenheder for ammoniak og urinstofderivater geografi for industriel ammoniaksyntese på hovedet i korrelation med produktion og efterspørgsel efter kemisk gødning . I 2000 Trinidad og Tobago havde den største enhed i verden, men det konkurrerede aktivt: i 1998 Persiske Golf erhvervet andele i Abu Dhabi på 400.000 tons om året, Qatar . 300.000 tons om året et, Suvi af Oman , etc . , da sidstnævnte region er godt placeret til at levere det asiatiske marked, der absorberede mere end en tredjedel af verdensproduktionen af ammoniak i 1999.
Olieproducerende lande genvinder deres naturgas og omdanner den til ammoniak. I praksis kommer dinitrogen fra luft, og dihydrogen kommer fra dampreformerende metan ( naturgas ).
Som kan opdeles i:
produktion af brint ved dampreformering (se artiklen Dihydrogen ):Verdensproduktionen fra H 2 og N 2 : Det blev anslået til 122 millioner tons i 2006. Udtrykt oftest i millioner af tons kvælstof N, ville det nærme 136,5 i 2012.
Det blev lavet ved indirekte syntese fra ammoniakalt vand. Så det kunne opnås ved destillation af flydende gødning og gødning . Men det var mere almindeligt fra malm under kulsyreindholdet af kul eller endda koks efter 1880 (biprodukt fra behandlingen af koksovnsgasser).
I begyndelsen af XX th århundrede , har forskellige syntetiske metoder blevet udtænkt.
En af dem er baseret på hydrolyse af calciumcyanamid , der selv er fremstillet af calciumcarbid .
Den anden bruger hydrolyse af nitridet af aluminium , selv produceret ved nitrering ved høj temperatur af aluminiumoxidet .
Det var ikke før 1913 at se vises processen Haber-Bosch stadig ansat på XXI th århundrede.
En fremtid biokemisk vej er brugen af nitrogenase enzymer , intime komponenter af bakterier, som katalyserer reduktionen af N 2 til NH 3 .
Kvælstof er et essentielt element i de aminosyrer, der udgør proteiner. Det er derfor vigtigt for alle levende ting. Selvom de udgør 75% af atmosfærens volumen, ved meget få levende væsener, hvordan de bruger det direkte til at biosyntetisere deres aminosyrer. Kun få mikrober ekstraherer det direkte fra luften ved hjælp af et enzym ( nitrogenase ); de er især cyanobakterier eller proteobakterier ( f.eks. Azotobacter ). De fleste bælgfrugter , såsom bønner , kløver og lupiner, har udviklet symbioser med nogle af disse bakterier, som gør det lettere for dem at producere aminosyrer og fungere som en vask for ammoniak og grøn gødning . Omvendt er der ammoniakvaske, hovedsageligt forbundet med absorption af ammoniak af bakterier og planter og forbundet med omdannelse af ammoniak til nitrit af bakterier af slægten Nitrosomonas .
I miljøet, er hovedsageligt til stede i sin syreform, det ammonium ion ( N H 4 + ), som er en kilde af nitrogen direkte optages af planter. Normalt omdannes det til nitrit og derefter til nitrater i nitrogencyklussen , hvor sidstnævnte er den vigtigste måde til kvælstofassimilering af planter på. Men i overskud er kvælstof en kilde til dystrofiering .
Det hovedsagelig kommer fra nedbrydning af urinstof CO (NH 2 ) 2og urinsyre , der stammer fra det (urinstof er slutproduktet af nitrogenholdig udskillelse af animalsk cellemetabolisme , for eksempel i pattedyr, er det produceret af bakterier og gær , og også af visse planter via et enzym : l ' urease Ammoniak er således den skarpe gas, der karakteriserer ostemodningskældre, især bløde oste vasket i saltet vand, såsom maroilles , munster eller gerome, udsat for virkningen af bakteriel fermentering og nogle enzymer.
I naturen finder ammoniakproducerende reaktioner sted diffust i friske og marine farvande på og i jord. I verden i volumen ville 25 til 30% af al naturlig ammoniak komme fra havet (primær kilde til atmosfærisk ammoniak) og derefter fra nedbrydning af urin, ekskrementer og lig fra terrestriske vilde dyr, forskellige udskillelser , vedhæng osv. og lidt af visse planter). Andelen af naturlige emissioner er faldet kraftigt i lande og regioner med intensivt landbrug. Som i renseanlæg og dyrehold, opstår ammoniak fra nedbrydning af urinstof og urinsyre (indeholdt i store mængder i disse excretates) ind ammoniumion NH 4 + , under hydrolyserende handling urease enzym (også fundet i fæces ); afhængigt af reaktionen:
CO (NH 2 ) 2 + 3 H 2 O→ 2 NH 4 + + HCO 3 - + OH - .I opløsning (flydende fase), ammoniumionen er i ligevægt med NH 3 (dens konjugerede base , selv i ligevægt med NH 3 i gasfase). Disse reaktioner bidrager til fordampning af ammoniak mod atmosfæren, mere eller mindre hurtig afhængigt af temperaturen (hurtigere når den er varm og derfor i tropiske klimaer) og afhængig af opløsningens pH.
I atmosfæren , efter nitrogen (N 2 ), den mest almindelige form for nitrogen er NH 3 gas (ammoniak). I dag kommer den først fra kemisk gødning og industriel husdyrfoder , efterfulgt af forbrænding af fossil biomasse ( kul , olie , naturgas ) eller undertiden biomasse (inklusive via skovbrande. ). Det er muligt, at nedbrudt og opvarmet jord taber også noget ammoniak. Det bringes ned til jorden af regnen, som indirekte gør det surt og gør eutrofisk. Det forsyrer sekundært jorden og bidrager således også til eutrofiering af miljøet. Da svovlforureningen i 1970'erne og 1980'erne faldt, blev den hovedårsagen til sur regn og forsuring af ferskvand .
I havene har Bouwman et al. anslået i 1997, at havene er den første naturlige kilde til ammoniak, men også den mest usikre og dårligt forståede (fx jo koldere vandet er , jo mere ammoniak kan det opløse, men mange andre faktorer er involveret, og det samme hav er begge en vask og en kilde til ammoniak: når ammoniakkoncentrationen af overfladevand overstiger luftens, er der emission fra havet til atmosfæren, og omvendt. Asman et al. viste i 1994, at forurenede områder i Nordsøen udsender ammoniak mens andetsteds er det en vask. Tilstedeværelsen af ammoniak (naturlig eller menneskeskabt) i overfladevand er knyttet til terrigenous input (tørre og pluviale aflejringer, input fra floder og flodmundinger), men også knyttet til zooplanktonaktivitet og nedbrydning af fytoplankton eller zooplankton eller andre marine organismer. Ammoniakindgange afhænger også af havstrømme, opsvulmninger eller endopvækst og stadig fotokemi og d grad af intensitet af kemiske dræn af NH 3 i troposfæren placeret over havet, som intensitet afhænger af den mulige dannelse af sulfaterede aerosoler (NH 4 ) 2 SO 4 , hvor sulfatet kommer fra oxidation med OH ° og NO 3 grupper af dimethylsulfid ( DMS), en organosvovloverflade forbindelse med formlen (CH 3 ) 2 S massivt produceret af phytoplankton og nebullized eller fordampet i luften. Anden kemisk vask af ammoniak er oxidationen af NH 3 ved hydroxidgrupper .
Det har tre hovedoprindelse: den kemiske industri, nedbrydningen af vores urin og ekskrementer og urin, affald og ekskrementer, der udsendes af dyr, der lever under avlsforhold.
Som en indikation, i 1987, Buijsman et al. anslog, at på europæiske gårde er de dyr, der udsender mest ammoniak, kvæg (18 kg NH 3 pr. dyr i gennemsnit pr. år), før heste (9,4 kg ), får (3,1 kg ), svin (2,8 kg ) og derefter fjerkræ (0,26 kg ), tal, der varierer efter avlstype, og som er relateret til antallet af hoveder pr. avl eller pr. hektar, og som ikke kan duplikeres i de tropiske regioner.
Dens toksicitetstærskel varierer afhængigt af arten, eksponeringens varighed og niveau og deres miljø, men overskydende ammoniak i luften eller i et miljø er giftigt og økotoksisk.
Ammoniakgas (NH 3 ) er en kilde til ammonium i nedbør (regn, sne, men også dug, tåge). Fra 1980 til 2008 faldt den franske NH 3- emission kun med 4% (kilde Citepa ). Ammoniumaflejringer forsyres indirekte, når de frigiver H + -ioner i jorden ved transformation til nitrit (NO 2 - ) eller nitrater (NO 3 - ), mens de eutrofiserer miljøet, hvor det deponeres; ammoniak er ikke den eneste involverede form for kvælstof, men undersøgelsen af ammoniakforurening skal foretages som en del af en mere global tilgang, der gør status over miljøeffekterne udtrykt i total kvælstof.
De fleste landplanter udnytter ammoniak og andet nitrogenholdigt affald, der er inkorporeret i jorden ved rådnende materiale . Nogle er parasitter eller hemiparasitter fra andre planter. Andre, som kvælstoffikserende bælgfrugter , drager fordel af symbiotiske forhold til rhizobia, der skaber ammoniak fra atmosfærisk kvælstof, men overskydende ammoniak i jorden eller endda i luften kan på den anden side have negative virkninger. Negative virkninger på mange plantearter, så snart de toksiske virkninger af NH 3 overstiger hastigheden og afgiftning kapacitet in vivo af planterne udsættes for den.
Fra landbrugs- eller industrielle kilder deponeres ammoniak i gennemsnit temmelig hurtigt (inden for de første fire til fem kilometer efter udsendelse fra kilden). I kontakt med bladene kan NH 3 forårsage:
Før den falder til jorden, en del af den menneskeskabte eller naturlige NH 3 vil der allerede er omlagt i atmosfæren til nanopartikler og aerosoler af NH 4 + ( ammonium ), som udgør et problem på mindst regionale skalaer. Ifølge de tilgængelige videnskabelige data ville den kritiske belastning, der ikke skal overskrides for de mest sårbare miljøer (heder, tørvemyrer, oligotrofiske vådområder og visse miljøer, der huser kryptogamer ), faktisk være 5 til 10 kg i alt kvælstof pr. Hektar. (Belastning pr. år i kombineret tør og / eller våd aflejring af alle former for atmosfærisk kvælstof). Indfødte planter er de mest sårbare; skove ser ud til at være i stand til at modstå højere belastninger (10-20 kg / ha pr. år), mere eller mindre afhængigt af jordforhold , men de fleste af de kryptogamer (lav, bryophytes, liverwort), de har, er alligevel meget sårbare over for NH 3 og andre nitrogenholdige eutrofiske midler . Utvivlsomt fordi de er blevet udvalgt i tusinder af år til at understøtte tilførsel af gødning og gylle, er dyrkede planter dem, der bedst modstår nedfaldet af NH 3 . Disse kritiske tærskler overskrides meget ofte i industrielle og intensive landbrugsregioner (en dyrket hektar kan miste op til 40 kg / år kvælstof i form af ammoniak).
De synergier eller fælles additive virkninger med andre forurenende stoffer ( ozon og CO 2 især som synes at stige næsten overalt) er stærkt mistænkt, men med toksikologiske og økotoksikologiske mekanismer stadig dårligt forstået.
Hos dyr spiller ammoniak en rolle i både normal og unormal fysiologi . Som luftforurenende stof påvirker det dyr, mere eller mindre afhængigt af arten og varigheden af eksponeringen. Inde i cellen, som et affaldsprodukt ved metabolisme af aminosyrer, er det hurtigt giftigt for cellen og derefter for kroppen. Kroppen skal derfor styre og eliminere den.
De to mest anvendte mellemprodukter i dyreverdenen er:
Bemærk: urinstof kan så være (gen) fraktioneret i ammoniak og carbondioxid med enzymet urease til stede i visse planter (sojabønner, bønner), visse hvirvelløse dyr og i visse bakterier (navnlig findes i vommen af drøvtyggere , hvilket forklarer, at deres møg og gødning er mere ammoniak end i andre arter (den første menneskeskabte kilde til ammoniak i miljøet).
Ammoniak deltager i normale syrebasebalancer hos dyr. Efter dannelsen af ammonium fra glutamin kan α-ketoglutarat nedbrydes til dannelse af to molekyler bicarbonat, som bliver tilgængelige som en "buffer" for fødevaresyrer. Ammonium udskilles i urinen , hvilket resulterer i et nettotab af syre.
Ammoniak kan yderligere diffundere gennem nyretubuli og kombinere der med en hydrogenion, hvilket tillader yderligere udskillelse af syre.
Ammoniak kan passere ind i den menneskelige organisme, hovedsageligt ved inhalation, eller undertiden skyldes det en patologisk produktion fra selve organismen (" endogen forgiftning ") efter en dysfunktion i nyrerne , leveren , musklerne eller tarmen ). Det er ”en særlig giftig gas. Ved en koncentration på 500 ppm i en 30 minutters eksponering frembringer det irreversible effekter. Ved en koncentration på 3.400 ppm er det fatalt på 60 minutter ” . Eksponering for høje doser er dog sjælden (forbundet med en industriel eller utilsigtet sammenhæng).
Kronisk eksponering for lave doser påvirker imidlertid en stor del af verden; i dyrkede regioner er dens primære kilde til NH 3 kvælstofgødning ( "0 til 90% af den samlede mængde ammoniumnitrogen, der leveres, kan fordampe" i form af ammoniak) og dets produktionsanlæg. I Europa er den flygtige ammoniak, der går tabt af landbrugsgødning (mineral og organisk), efter udvaskning af den anden kilde til kvælstoftab. Op til 20% af mineralgødningsindgangene (afhængig af form, jord og tilførselsforhold) og op til 70% af den ammoniakfraktion af gylle kan gå tabt i atmosfæren i løbet af få dage til et par uger efter spredning med op til 40 kg / ha og pr. År.
I human og veterinær patologi , en stigning i blodet ammoniak niveau er et tegn på lever dysfunktion . NH 3 kommer naturligt fra nedbrydningen af aminosyrer . Det omdannes til urinstof i leveren for at blive fjernet fra kroppen ( afgiftning ) via urinen ; enhver forringelse af leverfunktionen fører derfor til en stigning i niveauet af ammoniak i blodet. Og overskydende ammoniak i blodet kan føre til encefalopati med forskellige symptomer:
Ammoniak absorberet (eller produceret unormalt) af kroppen inducerer:
Oprindelsen af hyperammonæmi kan være direkte (muligvis genetisk erhvervet):
Oprindelsen kan også være indirekte med:
Det normale ammoniakniveau i blodet er 11 til 45 µmol l −1 . Ud over 50 µmol l -1 kan vi tale om hyperammonæmi (et par hundrede til mere end 1000 µmol l -1 ), som kan udløses af en større ændring i diæt, betydelig stress, infektion.
Symptomerne er: mavesmerter, hepatomegali , cytolyse , IHC med fordøjelsesproblemer ( anoreksi , afsky for protein retter især kød og fisk ), neuropsykologiske lidelser ( asteni , sløvhed , etc. ), humørsvingninger , adfærdsmæssige og personlighedsforstyrrelser lidelser ( irritabilitet, etc.), tale lidelser , hallucinationer , ataktiske eller krampeanfald derefter " hyperammonemic koma "). Disse symptomer er ikke specifikke, diagnosen kan være vanskelig at stille. Hos voksne kan det antydes af mental og / eller psykomotorisk retardering , adfærdsforstyrrelser, mikrocefali med cerebral atrofi, en vegetarisk diæt forbundet med en aversion mod proteiner, Reye's syndrom .
Ammoniak, der er labil , skal blodprøven (mindst 1 ml serum i heparinrør eller med EDTA ) udføres, hvis det er muligt under en krise, og transporteres hurtigt i is (på mindre end 15 minutter ), centrifugeres og dekanteres så hurtigt som muligt ved et laboratorium underrettet om dets ankomst. Det kan holdes i 2 timer ved 4 ° C eller 48 timer ved -20 ° C . Venøst blod indeholder naturligt næsten dobbelt så meget som arterielt eller kapillærblod, og den nyfødte producerer naturligt mere (34-102 µmol l -1 for venøst blod og 50 til 128 µmol l -1 til arterielt blod for en tre dage gammel nyfødt) end barnet eller den voksne.
Differential diagnoseHan skal fjerne:
Kommercielle adsorbenter, der anvendes i gasmasker, er aktivt kul , undertiden imprægneret med kobberoxider . I 2017 er de stadig moderat effektive for ammoniak. Forskellige mikroporøse adsorbenter bliver undersøgt for bedre at adsorbere NH 3 : disse er carbonatomer, zeolitter og metal - organiske rammer (MOF); nogle UIO-66 type MOF'er har vist sig at være effektive under våde og tørre forhold).
Tærskler, der ikke skal overskrides på arbejdspladsen: et europæisk direktiv har fastsat emissionstærskler, der ikke skal overskrides (lofter) for at reducere de europæiske NH 3- emissioner inden 2010 og derefter 2020. NH 3 er en af de vigtigste forløbere for fine partikler, hvis negative sundhedseffekter har blevet bredt demonstreret.
Til eksponering af arbejdstagere og andre ansatte i branchen anbefaler den amerikanske konference for statslige industrielle hygiejneister (ACGIH) og Canada ikke at overskride:
NH 3 anvendes hovedsageligt til produktion af gødning ; Ammoniak (indeholdende 82% nitrogen) bruges undertiden også som kvælstofgasgødning; den injiceres derefter direkte i jorden i form af flydende ammoniak under tryk. Da det er meget opløseligt i vand, opløses meget af gassen i jordvand.
I gasform bruges ammoniak også af industrien til fremstilling af sprængstoffer .
Ammoniak er en ingrediens i fremstillingen af forskellige polymerer ( plast , syntetisk fiber , etc. ).
Det findes også i cigaretter eller piptobak. Producenter tilføjer det under tilberedningen af tobak, fordi ammoniak ved at reagere med nikotin ( alkaloid ) producerer en fri basisk nikotinforbindelse, som kroppen kan assimileres endnu mere end i syreform. Dette multiplicerer i høj grad den vanedannende virkning af nikotin på hjernen; rygeren er således en fange for hans afhængighed og skubbes stærkt for at indtage mere og mere tobak
Ammoniak er et kølemiddel med fremragende termodynamisk og termisk kapacitet på trods af de begrænsninger, det indebærer; derefter betegnet med referencen R717 .
Ammoniak anvendes i vid udstrækning i den industrielle kølesektor i installationer med høj effekt (flere hundrede kW). På grund af dets toksicitet skal den begrænses til maskinrummet.
Ammoniak er en energibærer, fordi det gør det muligt at transportere brint i en form, hvis opbevaring er relativt enkel. Det brænder med vanskeligheder i luften, men forbrændingen lettes ved delvis nedbrydning ved at passere en katalysator . Det kan bruges som brændstof i egnede motorer, men der er stadig problemer med at løse korrosion , katalysator , additiver , uforbrændte emissioner og et bidrag til emission af forurenende NOx .
I 1872 emigrerede Dr. Emile Lamm , fransk tandlæge til USA, flere patenter for en ammoniakmotor og placerer dette system under en linje med sporvogne i New Orleans .
Under 2. verdenskrig kørte køretøjer (især busser i Belgien) på ammoniak. I 1960'erne interesserede det amerikanske militær sig for det som en del af MED-konceptet ( Mobile Energy Depot ) , der havde til formål direkte at producere brændstof på slagmarken fra transportable atomreaktorer.
I XXI th århundrede, ammoniak er genstand for nye undersøgelser for konventionelle motorer uden emission af CO 2og til drift af brændselsceller .
Dens særlige lugt gør, at en ammoniaklækage let rapporteres, men søgningen efter lækagepunktet på en ammoniakinstallation skal altid kun ske ved hjælp af et isolerende åndedrætsapparat på grund af dets meget høje toksicitet. Tidligere blev der anvendt en svovlstang, som antændtes i nærheden af ammoniakudstråling, og producerer en tæt hvid røg, hvilket gør det muligt at finde lækagens oprindelse. teknik nu forbudt på grund af dens farlighed. Søgningen efter en lækage udføres normalt ved hjælp af elektroniske detektorer eller papirer gennemblødt i phenolphthalein .
Bortset fra ved lave doser er ammoniak en økotoksisk, forsurende og eutrofisk gas. Omkring dets kilder (oftest landbrug) i form af våde eller tørre aflejringer og i større eller mindre afstande afhængigt af mængden af udsendt gas og i henhold til den omgivende fugtighed, vindens kraft og retning bidrager det til den forsuring af regnskyl , tåger, tåge dug (fordi meget opløseligt i vand) og af miljøet.
I friske eller marine farvande bidrager det især til algblomstring og bidrager til opvarmning.
Det deponeres hurtigt på neglebåndene på blade, hvor det også kan komme ind gennem stomataen og på jorden, hvor det er en kraftig eutrofikator .
Det er også indirekte en kilde til fine partikler (af PM2.5- typen (den farligste, fordi de trænger dybt ind i luftvejene), hvilket forklarer, hvorfor det at blive kronisk udsat for dem nedsætter den forventede levetid .
Med hensyn til husdyrsbygninger er de ofte lave, hvilket tilskynder nedfald i nærheden af dem snarere end meget langt, hvilket bekræftes af observationen af nitrofile planter (nældebær, bedstraw og urteagtige planter såsom Deschampsia flexuosa og Holcus lanatus ), som er tættere til stede nær et hønehus (i dette tilfælde placeret i en tempereret zone nær en nåletræskov), hvis NH 3- emissioner nåede op til 50 μg ammoniak pr. kubikmeter luft, og i nærheden af hvilke aflejringerne af kvælstof oversteg 40 kg N-NH 3 pr. ha pr. år) . Bladene af træer og endnu flere bryophytter ser også deres kvælstofindhold stige i hundreder eller snesevis af meter placeret rundt om bygningen, især under den fremherskende vind (kvælstofindholdet i bladene af bryophytes stiger til ca. 3% af tørvægten af bladet, når ammoniakindholdet i luften overstiger 20 til 40 μg / m 3 luft. Disse floristiske ændringer (overbegunstigede nitrofiler) er dog mindre synlige, så snart man bevæger sig væk fra en avl (i gennemsnit 90% af floraen var igen normalt omkring halvtreds meter i gennemsnit omkring hønehuset, men de arter, der var meget sårbare over for eutrofiering, var i synlig regression op til omkring 300 m omkring de samme gårde.
Det er vist, at gårde også udsender ammoniak om natten , men at det derefter er mindre spredt (i gennemsnit er der mindre vind- og luftturbulens om natten). Luftens varme og fugtighed , som varierer meget i forskellige dele af verden, er også faktorer, der spiller ind.
Mekanistiske modeller af dispersion og aflejring af NH 3 er blevet udviklet; de viser alle, ligesom feltobservationer, at den kumulative tørre aflejring kan variere fra nogle få tiendedele% til næsten 20% af den udsendte mængde 400 m nedstrøms fra en kilde (disse parametre varierer hovedsageligt i henhold til kildens højde i forhold til vegetationsdækket, men også i henhold til den termiske lagdeling, vindens kraft og retning).
Graden af " forurening " af planter afhænger af vejrforholdene og interaktioner med bladets stomatale og kutikulære modstand: Når det er varmt og tørt, er det gennem stomataen, at ammoniak kommer ind i planten. Når vejret er køligt / fugtigt, dominerer kutikulærruten (og den er stadig dårligt forstået).
I verden er de vigtigste diffuse kilder til ammoniak blevet (overvældende) intensivt landbrug ( intensiv avl, kvælstofgødning, spredning), langt foran transporten (køretøjer udstyret med katalysatorer er kilder til ammoniak minder om CITEPA). Dårligt målt diffus forurening er forbundet med forbrændinger (i hovedstadsområdet Frankrig betragtes udbrændthed som ansvarlig for 0,2% af emissionerne) og skovbrande, kloakker , opvarmet jord og vand, der mister ammoniak. Nylige satellitdata viser, at gødningsfabrikker ofte stadig er hotspots med intense emissioner, og mere lokalt bestemte renseanlæg, visse steder, hvor der er opbevaring af organisk materiale (gylle, gødning, organisk affald) eller meget lokalt og lejlighedsvis visse metaniseringsenhedspositioner .
Ifølge de foreliggende undersøgelser, i slutningen af det XX th århundrede landbrug er blevet den kilde på 80 til 96% af menneskeskabt ammoniak. Anvendelsen af nitrogenholdig mineralsk gødning til befrugtning (nitrat og / eller ammonium) forårsager fordampning af en del af den ammoniak, der ifølge de videnskabelige forfattere er ansvarlig for 15 til 20% af alle emissioner, primært i tropiske områder, hvor de meteoklimatiske forhold favoriserer dette fænomen. Udviklingslandene er derfor mest berørt (80% af emissionerne kom fra det i slutningen af 1990'erne ifølge Bouwman og van der Hoek i 1997, som derefter blev bekræftet af satellitdata).
Bemærk : afhængigt af klimaet, årstiden og typen af landbrugsmetoder, der anvendes der, kan en mark eller eng være en "vask" eller "kilde" til ammoniak til luft og jord og vandet.
Som miljøforurenende stof blev ammoniak ignoreret i lang tid, fordi dets landbrugskilder er meget spredte og gav indtryk af at være langt væk eller endda uden effekt på befolkede områder. Men det spores nu globalt på afstand over hele planeten i luftsøjlen takket være det atmosfæriske sonderende infrarøde interferometer (IASI, en ultrafølsom interferometrisk sensor, udviklet af National Center for Space Studies (CNES) og EUMETSAT ) om bord på europæiske meteorologiske satellitter MetOp og takket være en NASA-satellit (Nasa Aqua), der i stor skala kvantificerer NH 3 i atmosfæren og viser en konstant stigning i ammoniakniveauer fra 2002 til 2016 fra landbrugscentre i USA, Kina og Indien og lidt mindre fra Europa; Ifølge NASA kunne en lille del af denne stigning skyldes atmosfærisk kemi (kampen mod sur regn reducerede effektivt SOx-niveauet i luften, men sidstnævnte fjernede en del af ammoniak fra atmosfæren menneskeskabt) og opvarmning af jord ( som derefter bevarer mindre ammoniak)
Otte års akkumulerede data (2008-2016) gjorde det muligt for CNRS og Free University of Brussels at offentliggøre i 2018 det første verdenskort over atmosfærisk ammoniak med hidtil uset detaljer (maske pr. Km 2 ).
I 2018 i tidsskriftet Nature Van Damme et al. bekræftede, at kvælstofforurening ved intensivt husdyrbrug var blevet kraftigt undervurderet af luftforureningsopgørelser og kort i planetarisk målestok; Denne forurening er også blevet kronisk og katastrofal (på næsten kontinentale skalaer) i det nordlige Indien og det sydlige Vestafrika (hvor skyen af kvælstofforurening strækker sig bredt over Atlanterhavet.). Andetsteds, i rige lande, er områder, der er stærkt forurenet af ammoniak, mindre og centreret om kemiske fabrikker eller særlig intensive fabriksbedrifter. Dette arbejde bekræfter hovedansvaret for intensivt dyrehold og industriel produktion af gødning (fra råolie). Det viser også, at et stort antal kilder ikke tidligere var identificeret på grund af in situ målefejl . Ud af 248 store kilder til NH 3, der var meget tydeligt synlige fra satellit (med en diameter på mindre end 50 km ), var to tredjedele endnu ikke identificeret af stater eller miljømyndigheder. 83 var intensive husdyrbrug og 130 gødningsfabrikker. Den mest emitterende region i verden (hovedsagelig agroindustrielle kilder) er Ganges dal , som udsender 475 kg af NH 3 per sekund, eller 1,1 × 10 17 molekyler per kvadratcentimeter ( Pakistan og det nordlige Indien ). For husdyr er rekorden en gennemsnitlig emission på 0,81 kg / s , observeret på de gigantiske gårde Bakersfield og Tulare ( Californien ), der huser hundreder af tusinder af køer. Hvad angår den mest forurenende fabrik (0,75 kg / s ), er det et kemisk kompleks fra Usbekistan , fra Ferghana-dalen , der fremstiller gødning i en ellers intensiv landbrugsregion. Satellitkortlægning registrerede kun et enkelt naturligt fokus i Tanzania .
De toksikologiske virkninger af ammoniak virker ret velkendte, men dens økotoksikologiske virkninger , bortset fra relateret til dens grundlæggende eller eutrofiske natur, er mindre velundersøgte.
Vi ved det :
I Frankrig er atmosfæriske ammoniakemissioner ifølge CITEPA faldet en smule i tredive år (fra 1980 til 2012; i gennemsnit 0,5% om året i denne periode til 636.000 tons / år i 2012). Det Göteborg-protokollen sætter en yderligere reduktion: -4% fra 2005 til 2020, eller 636.000 tons om året.
Grænseoverskridende forurenende stof : i Europa med EMEP ( europæisk overvågnings- og evalueringsprogram ) og i anvendelse af Genève- konventionen kendt som konventionen om langtrækkende grænseoverskridende luftforurening og dens "protokol" om forsuring, eutrofiering og ozon- og regnens surhed overvåges , centraliseret for den franske del af EcoLab (laboratorium for funktionel økologi og miljø), er vært for det nationale kontaktpunkt, der er ansvarlig for modellering af kritiske atmosfæriske belastninger).
I Frankrig er regnens surhed faldet takket være en kraftig reduktion i svovldioxidemissionerne (SO 2 ), men deres ammoniakindhold er ikke faldet, advarede miljøministeriet i 2011, mens protokollen til konventionen kræver underskrivende stater at anvende "de bedste tilgængelige teknikker til forebyggelse og reduktion af ammoniakemissioner, der er anført i vejledningsdokument V, der blev vedtaget af eksekutivorganet på dets syttende samling (afgørelse 1999/1) og eventuelle relaterede ændringer" især "god landbrugspraksis med respekt for miljøet" . I artikel 8 hedder det, at parterne skal udvikle "strategier til yderligere reduktion af emissioner af svovl, nitrogenoxider , ammoniak og flygtige organiske forbindelser baseret på kritiske belastninger og kritiske niveauer samt på teknisk fremskridt og forbedret integreret vurderingsmodellering til beregning af den internationalt optimerede tildeling af emissionsreduktioner under hensyntagen til behovet for at undgå store omkostninger for enhver part. Der bør lægges særlig vægt på emissioner fra landbrug og transport ” .
For Frankrig, den anden mest ammoniak-emitting europæisk land bag Den Russiske Føderation, 1990-niveau var blevet evalueret på 814 tusind t af NH 3 gas om året, og Genève-konventionen forpligtet til at gå under en "loft" på 780.000 t / år , dvs. en indsats på -4%, mens Slovakiet, som udledte 62.000 t / år, blev bedt om at reducere sine emissioner med 37%.
Der findes kun få data om dette emne i økosystemer, fordi ammoniak ikke ser ud til at være et produkt, der er meget til stede i et normalt økosystem. Det har imidlertid vist sig, at: