استخدامات الامونيا في الصناعة

استخدامات الامونيا في الصناعة

استخدامات الامونيا في الصناعة الأمونيا أو النشادر وهي من أكثر الغازات انتشارًا وعلى الرغم من أنها تحتوي على العديد من الخصائص الخطرة،  إلا أن لها أيضًا العديد من الاستخدامات المفيدة، الأمونيا من الغازات القلوية، ولها استخدامات عديدة في الماضي وبسبب ضررها على صحة الإنسان، فقد تم الاستغناء عن معظم استخداماتها ومع ذلك لا تزال الأمونيا تستخدم في العديد من الصناعات،  وفي هذا المقال سنتعرف على الأمونيا وأهم استخداماتها.

النشادر أو الأمونيا غاز بلا لون برائحة نفاذة

  • الأمونيا أو الأمونياك أو النشادر بالعربية هو غاز قلوي (قادر على الارتباط بذرات الهيدروجين)، وهو عديم اللون وله رائحة نفاذة قوية ويهيج بعض أغشية الجسم مثل العين والحلق.
  • تتكون الأمونيا من مزيج من ذرة نيتروجين واحدة (N) وثلاث ذرات هيدروجين (H)، لأن كل من الروابط النيتروجينية الثلاثة يتم دمجها مع ذرة هيدروجين مع رابطة شريكة لتكوين مركب أمونيا (NH3)، كما ان لون النيتروجين أزرق  والهيدروجين أبيض.

خواص الأمونيا (النشادر)

الأمونيا شديدة الذوبان في الماء ويشكل محلول يسمى NH4OH  هيدروكسيد الأمونيوم والأمونيا ليست فعالة جدًا عند التجفيف هيدروكسيد الأمونيوم يحيد العديد من الأحماض، ويشكل ملح الأمونيوم مثلا إذا أُضيف حمض الهيدروكلوريك (HCL) إلى هيدرو كسيد الأمونيوم (NH4OH)، ينتج محلول كلوريد الأمونيوم NH4CL حسب المعادلة:NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O

  • رائحته قوية نفاذة تسبب تهيج في أعضاء جهاز التنفس والعيون وله طعم حادّ.
  • قابليته للذوبان في الماءشديدة  تقلُّ هذه القابلية مع ارتفاع درجة الحرارة.
  • أخف من الهواء (حوالي نصف الكتلة الحجمية للهواء).
  • ينصهر عند الدرجة (-77.73 درجة مئوية) ويغلي عند الدرجة (-33.34).
  • يمتص درجة حرارة كبيرة عند تحول حالته  من سائل إلى غازلذلك كان يستخدم في أجهزة التبريد.
  • يملك ثابت تشرد (تأين) ضعيف (1.8×〖10〗^(-5)) لذلكفإنالأملاحالتييشكلهافي تفاعلاته مع الأحماض تكون ضعيفة الحموضة.
  • يمكن الكشف عنه في التفاعلات الكيميائية بسهولة فهو يقوم بتحويل ورق عباد الشمس إلى اللون الأزرق.
  • عند خفض درجة حرارة الغاز بشكل عام يتحول لسائل وعند الاستمرار في تخفيض درجة الحرارة يتحول لصلب بشكل مشابه للماء فهو غاز في حالة بخار الماء سائل في الحالة الطبيعية صلب عند التبريد.

طرق تحضير غاز الأمونيا

يتم تحقيق هذه الطريقة عن طريق سحق مركب كربيد الكالسيوم (CaC2) ومن ثم تسخينه إلى 1100 درجة مئوية بالنيتروجين وفقًا للتفاعل التالي:

  • CaC2+N2→Ca CN2+C
  • حيث ينتج لدينا سياناميد الكالسيوم  (CaCN2)، إضافةً للغرافيت (C) وهو أحد أشكال الكربون.
  • ثم نقوم بتسخين سياناميد الكالسيوم مع الماء تحت ضغط مرتفع جداً فيحدث التفاعل التالي:
  • CaCN2+3H2 O→Ca CO3+2NH3
    ناتجاً بذلك كربونات الكالسيوم (CaCo3) إضافة لغاز النشادر أو الأمونيا.

تفاعل هابر

يتم تحضير النشادر بعدة طرق أهمها:

  • طريقة السياناميد هي طريقة اخترعها الألماني “فريتز هابر” عام 1913 حازت هذه الطريقة على جائزة نوبل لاكتشافها عام 1918 وتعتمد الطريقة على التفاعل المباشر بين النيتروجين والهيدروجين، لكن يتم إجراؤها تحت ضغط مرتفع (300 ضغط جوي) ودرجة حرارة عالية (475 درجة مئوية)، وفي وجود مادة وسيطية (مما يساعد على حدوث التفاعل) مثل اكسيد الألمونيوم  ويمكن كتابة التفاعل على النحو التالي:N2+3H2→2NH3

إنتاج الامونيا

  • بدأ إنتاج الأمونيا في عام 1914 وهو العام الذي بدأت فيه الحرب العالمية الأولى ويمكن تصنيع حمض الآزوت (HNO3) منه وهي المادة لتصنيع المتفجرات TNT (تري نترو تولوين) ونترو غليسيرين وفي عام 1918 نال هابر جائزة نوبل على الرغم من الانتقادات المتعدّدة لاختياره ويستخدم أكثر من 25٪ من إنتاج الأمونيا العالمي كالأسمدة، يستخدم الباقي للحصول على مركبات النيتروجين الأخرى الأمونيا هي المادة في العديد من الصناعات و تستخدم بشكل مباشر أو غير مباشر لأنها من المواد الأساسية لإنتاج النايلون والمنظفات وتنقية المياه والمستحضرات الصيدلانية.

استخدامات الأمونيا استعمالات غاز النشادر (الأمونيا)

يعتبر النشادر أيضًا جوهريًا في صناعة الكثير من المواد الكيميائية والبلاستيكية والفيتامينات والعقاقير،فمثلاً يقوم النشادر بدور العامل الحافز في صناعة مواد بلاستيكية مثل الراتينج الصناعي وراتينج الميلامين.

كما ان للأمونيا العديد من الاستخدامات الصناعية والزراعية الاخرى ومن أهم استخداماته:

  1. يستخدم في التبريد والتكييف وذلك بسبب كمية الحرارة الكبيرة التي يمتصها عند تحوله من سائل إلى غاز (372 سعرة حرارية)، لكن في الوقت الحالي تم استبداله بغاز الفريون بسبب سموم الأمونيا وتأثيرها على الصحة.
  2. يستخدم كوقود للآليات الكبيرة في المصانع شرط أن لا تحتوي الآلة على النحاس حيث أن الأمونيا يسبب الصدأ للنحاس عند اختلاطه مع الأوكسيجين.
  3. يُستخدم بشكل كبير في صناعة الأسمدة وهذا السبب الأساسي الذي دفع فريتز هابر لاكتشاف طريقة جديدة لإنتاجه حيث أن النشادر يُستخدم في صناعة 75% من الأسمدة.
  4. يستخدم على نطاق واسع كمنظف للقطن والصوف وغيرهما من البقع الصعبة.
  5. تتم أكسدة الأمونياك بكميات كبيرة لتحضير حمض الآزوت (HNO3) المسمى أيضاً بماء الفضة، الذي يدخل في صناعات هامة مثل صناعة المواد الطبية والمرايا العاكسة إضافةً للمتفجرات عند خلطه مع حمض الكبريتيك المركز.

مخاطر غاز النشادر (الأمونيا) على صحة الإنسان

  • كما ذكرنا سابقًا يمكن للأمونيا أن تسبب تهيجًا لأغشية معينة من جسم الإنسان  لكن هذا التأثير خارجي فقط، لأن جسم الإنسان سينتج أيضًا الأمونيا بعد استهلاك البروتينات في الجسم ومن ثم يقوم جسم الإنسان بتحويل الأمونيا إلى مادة أقل سمية،  وهي اليوريا في الكليتين، ومع ذلك قد تتعطل وظيفة الكلى مما يؤدي إلى زيادة مستويات الأمونيا في الدم وهذه الحالة خطيرة للغاية، وقد تؤدي إلى التهابات في الدماغ والوفاة.
  • قد يتعرض البالغون لتأثيرات الأمونيا من خلال انسكاب او تسرب خزانات الأمونيا أو خطوط الأنابيب خاصة في المزارع المستخدمة فيها الأمونيا كأسمدة،  وتقتصر الآثار الخطرة للتعرض للأمونيا على الأجزاء التي تلامس الأمونيا بشكل مباشر وهي: الجلد والعينين والجهاز التنفسي والفم والجهاز الهضمي.
  • على سبيل المثال إذا صببت زجاجة من الأمونيا على الأرض فإن استنشاقها سيسبب السعال بسبب رائحتها القوية  بالإضافة إلى أن الغاز سوف يسبب تهيجًا عند ملامسته للعينين، كما أنه سيغلق العينينومع ذلك عند التعرض لتركيزات عالية جدًا من الأمونيا (مثل ملامسة الأمونيا المركزة)  قد يصاب الجلد أو العينين أو الرئتين بحروق شديدة، مما قد يؤدي إلى العمى وأمراض الرئة وحتى الموت ولا يوجد دليل واضح على أن الأمونيا يمكن أن تسبب السرطان.
  • والأطفال أقل تعرضًا للغاز من البالغين لأن معظم التعرض يحدث في الأماكن المهنية،  ولكن يمكن التعرض له من خلال المنظفات المنزلية التي تحتوي على الأمونيا  وفي معظم الحالات يكون تأثير الأمونيا على الأطفال، هو نفس تأثيره على البالغين مثل حرق الجلد والعينين والفم والرئتين، ولا يوجد دليل واضح على أن التعرض لمركبات الأمونيا الموجودة في البيئة المحيطة بالمرأة الحامل سيسبب أي تشوهات خلقية في الجنين، وليس من الواضح ما إذا كان يمكن نقل الأمونيا من الأم الحامل إلى الجنين أو من الأم المرضعة  للطفل عن طريق لبن الأم إلى الطفل.

Add Comment