Avaa päävalikko

Muutokset

213 merkkiä lisätty ,  4 vuotta sitten
p
kh
|moolimassa = 17,03 g/mol
|ulkomuoto = Väritön pistävänhajuinen kaasu
|sulamispiste = −77−77,73  °C (195,42  K)
|kiehumispiste = −33−33,34  °C (239,81  K)
|tiheys = 0,6813 &nbsp;g/dm<sup>3</sup>
|liukoisuus = 89,9 &nbsp;g / 100 &nbsp;ml (0 &nbsp;°C)
}}
'''Ammoniakki''' on huoneenlämmössä [[olomuoto|olomuodoltaan]] pistävänhajuinen, väritön [[kaasu]]. Ammoniakin läpitunkeva, pistävä haju muistuttaa voimakasta [[virtsa]]n hajua. Ammoniakin [[kemiallinen kaava]] on [[typpi|N]][[vety|H]]<sub>3</sub>, [[moolimassa]] 17,03 &nbsp;g/mol, [[sulamispiste]] −78 &minus;78&nbsp;°C, [[kiehumispiste]] −33&minus;33 °C, [[itsesyttymislämpötila]] 651 &nbsp;°C ja [[CAS-numero]] 7664-41-7.<ref>{{verkkoviite | Osoite = http://kappa.ttl.fi/kemikaalikortit/khtml/nfin0414.htm | Nimeke = Vedettömän ammoniakin kansainvälinen kemikaalikortti | Viitattu = 27.2.2013}}</ref> Ammoniakki on [[emäs|emäksinen]] aine, ja sen kaasumuoto on ensimmäisen luokan myrkky ja vesiliuos toisen. Ammoniakin liittohappo on '''[[ammoniumioni|ammonium]]''' (NH<sub>4</sub><mathsup>NH_4^+</mathsup>), joka esiintyy monissa [[suola|suoloissa]], kuten [[ammoniumkloridi]]ssa.
 
== Sidokset ==
== Ominaisuudet ==
 
Ammoniakki on tavallisissa lämpötiloissa pistävänhajuinen, väritön ja ilmaa kevyempi kaasu. Sen [[sulamispiste]] on −77&minus;77,7&nbsp;°C ja [[kiehumispiste]] −33&minus;33,4&nbsp;°C.<ref name=Kemia347 /> Se on huonosti [[palaminen|palavaa]], mutta sekoittuessaan ilmaan noin 19−2519&ndash;25&nbsp;% se muodostaa helposti [[räjähdys|räjähtävän]] seoksen.<ref name=Facta>{{kirjaviite | Nimeke = Facta 2001, 1. osa (A-&ndash;Asa) | Sivu = 459-&ndash;460, art. Ammoniakki | Julkaisija = WSOY | Julkaisupaikka = Porvoo, Helsinki | Vuosi = 1981 | Tunniste = 951-0-10222-9}}</ref>
 
Noin 8 - &ndash;9 [[ilmakehä]]n paineessa ammoniakki voidaan nesteyttää huoneenlämmössäkin..<ref name=Fokus>{{kirjaviite | Nimeke = Otavan iso Fokus | Sivu = 156, art. Ammoniakki | Julkaisija = Otava | Vuosi = 1973 | Tunniste = ISBN 951-1-00273-1}}</ref>
Esiintyessään [[neste]]enä ammoniakin molekyylit ovat osittain liittyneet toisiinsa [[vetysidos|vetysidoksilla]], joskin vähäisemmässä määrin kuin [[vesi]]molekyylit. Vähäisessä määrin nestemäisessä ammoniakissa esiintyy myös [[autoprotolyysi]]a, jossa syntyy [[ammonium|NH<sub>4</sub><sup>+</sup>]]- ja [[amidi|NH<sub>2</sub><sup>-&minus;</sub>]] -ioneja.<ref name=Kemia347 /> Nestemäinen ammoniakki on hyvä [[liuotin]] ja liuottaa useita [[metalli|metallejakin]], varsinkin elektropositiivisimpia metalleja kuten [[natrium]]ia, jolloin muodostuu [[metalliamidi|metalliamideja]] ja vetyä, esimerkiksi:
 
* 2 Na + 2 NH<sub>3</sub> → 2NaNH<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>.
=== Ammoniakin vesiliuos ===
 
Ammoniakki liukenee runsaasti veteen, 0&nbsp;°C:ssässa yhteen litraan vettä liukenee jopa 12001&nbsp;200 litraa eli noin 950 grammaa ammoniakkia.<ref name=Fokus /> Liukoisuus kuitenkin pienenee lämpötilan noustessa.<ref name=Facta />
 
Ammoniakki on [[emäs]], jonka [[emäsvakio|pK<sub>b</sub>-arvo]] on 4,8.<ref>Kivinen, & Mäkitie, s. 194-&ndash;195</ref>. Tämän vuoksi liuoksessa osa ammoniakkimolekyyleistä vastaanottaa vesimolekyyliltä [[protoni#protoni kemiassa|protonin]], jolloin syntyy [[ammonium]] (NH<sub>4</sub><sup>+</sup>- ja [[hydroksidi]]-ioneja (OH<subsup>-&minus;</subsup>):
 
* NH<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O → NH<sub>4</sub><sup>+</sup> + OH<sup>-&minus;</sup>
 
Syntyvien hydroksidi-ionien vuoksi liuos on [[emäksisyys|emäksinen]], ja esimerkiksi 0,1 [[molaarisuus|M]] liuoksen [[pH]] on 11,1.<ref>Kivinen, & Mäkitie, s. 197-&ndash;198</ref>.
 
Sisältämiensä ionien vuoksi ammoniakin vesiliuosta sanotaan usein myös [[ammoniumhydroksidi]]ksi.<ref name=Fokus /> Varsinaista ammoniumhydroksidia, ammonium- ja hydroksidi-[[ioni]]en muodostamaa [[ioniyhdiste]]ttä NH<sub>4</sub>OH, ei kuitenkaan ole voitu eristää puhtaana tai kiteyttää, vaan se esiintyy ainoastaan liuoksissa.
 
Ammoniakin väkevä (yli 25 &nbsp;%) vesiliuos on voimakkaasti syövyttävää ja erittäin myrkyllistä vesieliöille. Sen vuoksi sitä käsiteltäessä on käytettävä suojakäsineitä ja -vaatetusta, ja erityisesti silmät on suojattava, eikä sitä saa päästää ympäristöön.<ref>{{verkkoviite | Osoite = http://www.isvet.fi/tiedotteet/ammoniakki.pdf | Nimeke = Käyttöturvallisuustiedote: Ammoniakki | Julkaisija = Is-Vet | Viitattu = 27.2.2013}}</ref>
 
== Valmistus ==
=== Teollinen valmistus ===
 
Teollisesti ammoniakkia valmistetaan [[Haber&ndash;Bosch-Bosch menetelmä]]llä ammoniakkiuunissa. Menetelmässä [[typpi]] ja [[vety]] (suhteessa 1:3) puristetaan [[katalyytti]]en (rautaoksidi- /tai metallikarbidijauheet) yli 200 [[baari]]n paineeseen ammoniakkiuuniin, jonka lämpötila on noin 500 &nbsp;°C. Lämpötila ei saa olla liian korkea, muutoin syntyvä ammoniakki hajoaisi takaisin alkuaineikseen. [[Katalyytti]]na käytetään hienojakoista [[rauta]]a tai [[karbidi|metallikarbideja]].<ref name=Kemia347>{{kirjaviite | Tekijä = Antti Kivinen, OsmoAntti & Mäkitie, Osmo | Nimeke = Kemia | Sivu = 347-&ndash;348 | Julkaisija = Otava | Vuosi = 1988 | Tunniste = ISBN 951-1-10136-6}}</ref>
 
Prosessissa käytettävät typpi ja vety on ensin puhdistettu niin tarkasti, että katalyytit eivät juuri syövy, ja kestävät parhaimmillaan jopa 20 vuotta.<ref name="lty">[http://www3.lut.fi/webhotel/teke/kklemola/2006-ammoniakki.pdf Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto: Ammoniakin tuotanto]</ref>
Kauppaan ammoniakki toimitetaan painesäiliöissä ja -tankeissa tai 25&nbsp;%:n vesiliuoksena<ref name=Facta />, jota sanotaan myös ''väkeväksi ammoniakiksi''<ref name=Fokus />.
 
Vuonna 2004 maailmassa valmistettiin kaikkiaan 109 miljoonaa tonnia ammoniakkia.<ref name="usgs">[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nitrogen/nitromcs05.pdf United States Geological Survey publication]</ref> Eniten sitä valmistettiin [[Kiina]]ssa, 28,4&nbsp;% maailman tuotannosta. Muita suuria tuottajamaita ovat [[Intia]], [[Venäjä]] ja [[Yhdysvallat]], joista kussakin sitä valmistettiin noin 8–98&ndash;9&nbsp;%.<ref name="usgs"/> Ammoniakki on yksi maailmassa eniten synteettisesti valmistetuista kemikaaleista. Yli 80&nbsp;% tuotannosta käytetään [[lannoite|lannoitteiden]] valmistukseen.<ref name="usgs"/>
 
=== Valmistaminen laboratoriossa ===
Laboratoriossa ammoniakkia voidaan valmistaa vahvojen [[emäs|emästen]] ja [[ammoniumkloridi]]n välisellä reaktiolla.
 
:NaOH + NH<sub>4</sub>Cl → NH→NH<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O + NaCl
<ref name=Kemia347 />
 
== Ammoniakki sisäilmassa ==
 
[[Sisäilma]]n korkea ammoniakkipitoisuus voi aiheuttaa sekä esteettisiä ongelmia että terveysoireita. Vaikka sisäilman ammoniakkipitoisuudelle ei ole määritetty terveysperusteista ohjearvoa, voidaan [[Asumisterveysopas|Asumisterveysoppaan]] mukaan ammoniakin sisäilmapitoisuudet luokitella tavanomaisiksi (10−20 10&ndash;20&nbsp;μg/m<sup>3</sup>) tai tavanomaisista poikkeaviksi (yli 40 &nbsp;μg/m<sup>3</sup>). Ammoniakki aiheuttaa ärsytysoireita pitoisuuksien kohotessa yli 160−410 160&ndash;410&nbsp;μg/m<sup>3</sup>. Kohonneiden arvojen syy tulisi selvittää, koska kemikaalin lähteenä voivat toimia esimerkiksi [[kosteusvaurio]]iset rakenteet tai vaurioituneet [[viemäri]]t. Tämänkaltaiset vauriot voivat olla itsessään merkittäviä [[terveyshaitta|terveyshaittoja]]. Sisäilman ammoniakkipitoisuus tulee määrittää esimerkiksi silloin, kun sisäilmassa tuntuu pistävä tai mädän haju. Haju voi vaihdella lämpötilan ja kosteuden mukaan. Ammoniakin hajukynnys vaihtelee suuresti (100−37 100&ndash;37&nbsp;000 &nbsp;μg/m<sup>3</sup>).
 
Sisäilman ammoniakkilähteenä voivat toimia esimerkiksi rakennusmateriaalit, maalit, lakat, puhdistus- ja pesuaineet sekä ihmisen tai eläinten eritteet. Kohonnut ammoniakkipitoisuus voi myös viitata kostuneissa rakennusmateriaaleissa tapahtuvaan orgaanisten aineiden hajoamiseen. Tällaisissa reaktioissa syntyy usein myös muita kemiallisia yhdisteitä ([[VOC]]), kuten [[amiini|amiineja]], [[aldehydi|aldehydejä]] ja orgaanisia rikkiyhdisteitä. Nämä yhdisteet ovat ammoniakin tavoin ärsyttäviä yhdisteitä. Myös tupakointi lisää sisäilman ammoniakkipitoisuutta, koska ammoniakkia on lisätty tupakkaan valmistusvaiheessa.<ref>http://articles.cnn.com/1998-02-04/us/9802_04_minnesota.tobacco_1_highnicotine-nicotine-levels-nicotine-content?_s=PM:US</ref>