الكيمياء غير العضويهالكمياء البيئيةالكيمياء

معلومات مهمة عن النشادر(الأمونيا)

النشادر أو الأمونيا عبارة عن غاز عديم اللون يتكون من الهيدروجين والنيتروجين له الصيغة الكيميائية NH 3.

معلومات مهمة عن النشادر(الأمونيا)

النشادر أو الأمونيا عبارة عن غاز عديم اللون يتكون من الهيدروجين والنيتروجين له الصيغة الكيميائية NH 3.
ويسمى في شكله المائي هيدروكسيد الأمونيوم.وهو مركب غير عضوي له رائحة نفاذة.
و يجب توخي الحذر منه لأن في شكله المركّز ، فهو خطير وكاوي.

الأمونيا أخف من الهواء بكثافة 0.769 كجم / م 3 عند STP ، و يستخدم على نطاق واسع كسماد.

كما أنها تستخدم في تصنيع المتفجرات مثل النيتروسليلوز ومادة  تي إن تي (TNT ). أيضًا ،

يساهم بشكل كبير في المتطلبات الغذائية للمخلوقات الأرضية من خلال كونه مقدمة لـ 45 ٪ من الأغذية والأسمدة في العالم. من الناحية البيولوجية ، فهي نفايات نيتروجينية شائعة ، خاصة بين الحيوانات المائية.

يتم تصنيع الأسمدة في مجموعة متنوعة من التركيبات ، بما في ذلك اليوريا وثنائي فوسفات الأمونيوم ، من حوالي 70٪ من الأمونيا المنتجة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم رش الأمونيا النقية مباشرة على الأرض.

من المعروف أن الأمونيا تتصرف كقاعدة ضعيفة لأنها تتحد مع العديد من الأحماض لتكوين الأملاح. على سبيل المثال ، عندما تتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك ، يتم تحويل الأمونيا إلى كلوريد الأمونيوم .

 من المعروف أن جميع الأملاح التي يتم إنتاجها من مثل هذه التفاعلات الحمضية القاعدية تحتوي على كاتيون الأمونيوم ، المشار إليه بواسطة NH + .

أيون الأمونيوم الموجب
أيون الأمونيوم الموجب

من المثير للاهتمام ملاحظة أن الأمونيا تظهر أيضًا صفات حمضية ضعيفة وبالتالي يمكن اعتبارها مركب مذبذب. تسمح الصفات الحمضية للأمونيا بتكوين أميدات مع بعض الفلزات القلوية والفلزات القلوية الترابية. يمكن ملاحظة مثال على مثل هذا التفاعل عند تعرض الليثيوم للأمونيا السائلة، مما يؤدي إلى تكوين أميد الليثيوم (مركب كيميائي له الصيغة LiNH 2).

الامونيا أو النشادر
الامونيا أو النشادر

هل تعمل الأمونيا السائلة كمذيب؟

الأمونيا السائلة هي المذيبات المؤينة غير المائية الأكثر شيوعًا والأكثر شهرة. إن الخاصية الأكثر بروزًا لهذا المركب هي قدرته على إذابة الفلزات القلوية لتكوين محاليل موصلة كهربائيًا ملونة بقوة تحتوي على إلكترونات محلولة.

تستخدم الأمونيا السائلة على نطاق واسع كمذيب غير مائي . نجد أن  المعادن القلوية الثقيلة والمعادن القلوية الترابية وحتى بعض المعادن الانتقالية الداخلية تذوب في الأمونيا السائلة ، وتنتج المحاليل الزرقاء.

توفر القياسات الفيزيائية ، بما في ذلك دراسات التوصيل الكهربائي ، دليلاً على أن هذا اللون الأزرق والتيار الكهربائي ناتج عن الإلكترون المذاب.

 مع زيادة تركيز المعدن المذاب ، يصبح المحلول لونه أزرق أغمق ويتحول أخيرًا إلى محلول نحاسي اللون مع بريق معدني. تنخفض الموصلية الكهربائية ، وهناك دليل على أن الإلكترونات المنحلة تترابط لتكوين أزواج إلكترونية  تذوب معظم أملاح الأمونيوم بسهولة في الأمونيا السائلة.

تحضير النشادر (الأمونيا)

تم تحضير الأمونيا النقية لأول مرة من قبل عالم الفيزياء الإنجليزي جوزيف بريستلي في عام 1774 ، وتم تحديد تركيبها الدقيق بواسطة الكيميائي الفرنسي كلود لويس بيرثوليت في عام 1785.

حتى أوائل القرن العشرين ، تم إنتاج الأمونيا في الغالب عن طريق التقطير الجاف لمنتجات فضلات الحيوانات جنبًا إلى جنب مع نفايات نباتية معينة كانت غنية بالنيتروجين. أدى تقطير منتجات النفايات هذه إلى تقليل النيتريت وأحماض النيتروز جنبًا إلى جنب مع الهيدروجين.

في النهاية ، تم الحصول على الأمونيا كمنتج. اليوم ، يتم إنتاج الأمونيا صناعيًا عبر عملية هابر بوش ، والتي تتضمن تفاعلًا في المرحلة الغازية بين النيتروجين الجزيئي والهيدروجين الجزيئي. من المهم ملاحظة أن هذا التفاعل يحدث في درجات حرارة وضغط مرتفعين نسبيًا (في حدود 450 درجة مئوية وأكثر من 10000 كيلو باسكال).

تفاعل هابر-بوش لتحضير الأمونيا صناعيا :

الطريقة التجارية الرئيسية لإنتاج الأمونيا هي بواسطةعملية هابر بوش ، والتي تتضمن التفاعل المباشر للهيدروجين الأولي والنيتروجين الأولي .

N2 + 3H2 → 2NH3

يتطلب هذا التفاعل استخدام عامل حفاز ، وضغط مرتفع (100-1000 ضغط جوي) ، ودرجة حرارة مرتفعة (400-550 درجة مئوية [750-1020 درجة فهرنهايت]).

في الواقع ، فإن التوازن بين العناصر والأمونيا يفضل تكوين الأمونيا عند درجة حرارة منخفضة ، ولكن درجة الحرارة المرتفعة مطلوبة لتحقيق معدل مرضٍ لتكوين الأمونيا.

يمكن استخدام عدة عوامل حفازة مختلفة. عادة ما يكون العامل الحفاز هو الحديد المحتوي على أكسيد الحديد .

أين يمكن العثور على النشادر(الأمونيا) بشكل طبيعي؟

من المعروف أن الأمونيا تحدث بشكل طبيعي في أجزاء كثيرة من البيئة مثل التربة والهواء والغطاء النباتي.

يمكن أيضًا ملاحظة أن جسم الإنسان ينتج الأمونيا بشكل طبيعي أثناء تكسير المواد الغذائية المحتوية على البروتين إلى أحماض أمينية. ثم يتم تحويل هذه الأمونيا إلى اليوريا.

مشتقات النشادر(الأمونيا):

اثنان من أهم مشتقات الأمونيا هما الهيدرازين والهيدروكسيل امين .

1-الهيدرازين

الهيدرازين  (N 2 H 4) ، هو جزيء يتم فيه استبدال ذرة هيدروجين واحدة في NH 3 بمجموعة  ―NH 2 .

 المركب النقي هو سائل عديم اللون له رائحة خفيفة مماثلة لرائحة الأمونيا.

 في كثير من النواحي يشبه الماء في خصائصه الفيزيائية. تبلغ درجة انصهارها 2 درجة مئوية (35.6 درجة فهرنهايت) ، ونقطة غليانها 113.5 درجة مئوية (236.3 درجة فهرنهايت) ، وثابت عازل كهربائي مرتفع (51.7 عند 25 درجة مئوية [77 درجة فهرنهايت]) ، وكثافة1 جرام لكل سم مكعب.

كما هو الحال مع الماء والأمونيا ، فإن القوة الرئيسية بين الجزيئات هي الرابطة الهيدروجينية .

أفضل طريقة لتحضير الهيدرازين هي عملية Raschig ، والتي تتضمن تفاعل محلول أمونيا قلوي مائي مع هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl).

2NH3 + NaOCl → N2H4 + NaCl + H2O

تم استخدام الهيدرازين ومشتقاته كوقود في الصواريخ الموجهة والمركبات الفضائية بما في ذلك المكوكات الفضائية  وقاذفات الفضاء .

 الاستخدامات التجارية الرئيسية للهيدرازين هي :

كعامل نفخ (لعمل ثقوب في المطاط الرغوي) ، و كعامل مختزل ، في تخليق الكيماويات الزراعية والطبية ، مثل مبيدات الطحالب ، ومبيدات الفطريات ، ومبيدات الحشرات ، و كمنظم لنمو النبات.

2- الهيدروكسيل امين

قد يُعتقد أن الهيدروكسيل امين ، NH 2 OH ، مشتق من الأمونيا عن طريق استبدال ذرة الهيدروجين بمجموعة هيدروكسيل (―OH).

المركب النقي عبارة عن مادة صلبة عديمة اللون وهي ماصة للرطوبة (تمتص الماء بسرعة) وغير مستقرة حرارياً. يجب تخزينها عند 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) حتى لا تتحلل. يذوب عند 33 درجة مئوية (91.4 درجة فهرنهايت) ، وبكثافة 1.2 جرام لكل سم مكعب عند 33 درجة مئوية ، وله ثابت عازل مرتفع (ε = 78).

 المحاليل المائية لهيدروكسيل أمين ليست أساسية بقوة مثل الأمونيا أو الهيدرازين. يمكن تحضير الهيدروكسيل امين بعدد من التفاعلات. يتضمن التركيب المختبري تقليل نتريت البوتاسيوم المائي ، KNO 2 ، أو حمض النيتروز ، HNO 2، مع أيون كبريتيت الهيدروجين ، H SO  . بشكل عام ، يتم تخزين هيدروكسيل أمين واستخدامه كمحلول مائي أو كملح ( على سبيل المثال ، NH 3 OH + NO  ). غالبًا ما يستخدم في تحضير الأوكسيمات .

استخدامات NH 3 النشادر (الأمونيا)

1- الاستخدام الرئيسي للأمونيا كسماد ، حيث  يتم تطبيقه عادة مباشرة على التربة من الخزانات التي تحتوي على الغاز المسال. يمكن أن تكون الأمونيا أيضًا على شكل أملاح أمونيوم ، مثل نترات الأمونيوم ، ،كبريتات الأمونيوم ، و فوسفات الأمونيوم .

ملاحظة هامة: اليوريا هي المصدر الأكثر استخدامًا للنيتروجين للأسمدة في جميع أنحاء العالم.

2- تستخدم الأمونيا أيضًا في صناعة المنتجات التجارية مثل المتفجرات ، ثلاثي نيتروتولوين [TNT] والنيتروجليسرين والنيتروسليلوز.

3- صناعة النسيج ، تستخدم الأمونيا في صناعة الألياف الاصطناعية ، مثل النايلون والحرير الصناعي . بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في صباغة وتنظيف القطن والصوف والحرير .

4- تعمل الأمونيا كعامل مساعد في إنتاج بعض الراتنجات الاصطناعية .

5-تستخدم ايضا في أنها تحيد المنتجات الثانوية الحمضية لتكرير البترول ، وفي صناعة المطاط تمنع تخثر مادة اللاتكس الخام أثناء النقل من المزارع إلى المصنع.

6- تجد الأمونيا أيضًا تطبيقًا في كل من عملية الأمونيا والصودا(وتسمى أيضًا عملية Solvay) ، وهي طريقة مستخدمة على نطاق واسع لإنتاج رماد الصودا ، وعملية Ostwald ، وهي طريقة لتحويل الأمونيا إلى حمض النيتريك .

7- يتم استخدامها في المنزل كمنظف – يتم خلط NH 3 بالماء لتنظيف الفولاذ المقاوم للصدأ والزجاج

8- يتم استخدامها في المنتجات الغذائية كعامل مضاد للميكروبات

9- يتم استخدامها لتحييد الملوثات مثل أكاسيد النيتروجين المنبعثة من محركات الديزل

ما هي الآثار الجانبية المصاحبة لاستنشاق النشادر(الأمونيا)؟

عندما يتم استنشاق تركيزات كبيرة من الأمونيا ، فإن الأعراض الأكثر شيوعًا التي تظهر تشمل حرقًا فوريًا في الحلق والأنف والجهاز التنفسي. في النهاية ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى ضيق في التنفس أو فشل في الجهاز التنفسي. إذا كان تركيز الأمونيا في الغلاف الجوي منخفضًا ، فإن الآثار الجانبية الشائعة هي تهيج الحلق وتهيج الأنف.

كيف يتم معالجة التعرض للنشادر أو الأمونيا؟

لا يوجد ترياق للتسمم بالأمونيا ، ولكن يمكن علاج آثار الأمونيا ، ويتعافى معظم الناس. يعد التطهير الفوري للجلد والعينين بكميات وفيرة من الماء أمرًا مهمًا للغاية.

يتكون العلاج من تدابير داعمة ويمكن أن يشمل إعطاء الأكسجين المرطب وموسعات الشعب الهوائية وإدارة مجرى الهواء. يتم تخفيف الأمونيا التي يتم تناولها بالحليب أو الماء.

في الختام، نجد أن النشادر أو الأمونيا (NH3) هو مركب كيميائي يتميز بخواصه واستخداماته المتنوعة ،  ومع ذلك، يجب أن نكون حذرين عند التعامل مع النشادر بسبب خطورته الكيميائية.

قد يسبب استنشاق الأمونيا تهيجًا للجهاز التنفسي والعيون، وقد تظهر آثار جانبية مثل السعال والحكة والتهيج الجلدي. لذا، يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة واتباع إرشادات السلامة عند التعامل مع النشادر.

 

 المراجع :
1- موقع www.byjus.comأطلعت عليه بتاريخ 19/5/2023.
2- موقع www.britannica.comأطلعت عليه بتاريخ 19/5/2023.
3-موقع www.health.ny.gov   أطلعت عليه بتاريخ 20/5/2023.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى