Công nghệ sản xuất Amoniac, Acid Nitric, Đạm

amoniac là một hợp chất vô cơ có công thức phân tử NH3. Ở điều kiện tiêu chuẩn, nó là một chất khí độc, có mùi khai, tan nhiều trong nước. Trên nguyên tử nitơ của amoniac có cặp electron tự do..

Nội dung trình bày

•Sơ lược về tính chất vật lý , tính chất hóa học cũng như trạng thái tồn tại tư nhiên của Amoniac, Acid Nitric, Phân đạm.

•Một số ứng dụng của Amoniac, Acid Nitric

và Phân đạm vào đời sống.

•Quy trình sản xuất và điều chế ở phòng thí nghiệm cũng như ở quy mô công nghiệp

I.Amoniac

 Amoniac đã được ngành giả kim thuật biết đến vào khoảng thế kỉ 13 bởi Albertus Magnus.

 Nhưng khí amoniac được tinh chế lần đầu tiên bởi Joseph Priestley năm 1774.

 11 năm sau ,năm 1785 Clause Louis Berthollet tìm được chính xác cấu trúc của nó.

107 0

0,1

02 nm

Sơ đồ cấu tạo của phân tử NH3

1.Cấu tạo, trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý

 Cấu tạo: hình tứ diện,

có tính chất phân cực,

momen lưỡng cực lớn.

 Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý

- NH3:Thối rửa protit, xác sinh vật và phân giải urê, là sản phẩm phụ trong sản xuất than cốc….

2.Tinh chất hóa học :

a.Tính bazơ yếu :

NH3 + H2O NH4+ + OH

Tác dụng với nước :

Ion OH- làm cho dung dịch amoniac có tính bazơ

-Tác dụng với axit : tạo thành muối amoni

Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2

(Màu xanh thẫm)

c.Tạo phức:

NH3 có thể tạo thành dung dịch phức với

Cu(OH)2 , Zn(OH)2 , AgOH, AgNO3 …do tạo liên kết cho nhận giữa cặp e chưa sử dụng của nguyên

tử N với ion kim loại

3.Ứng dụng:

 NH3 sử dụng chủ yếu sản xuất axit nitric, phân đạm urê, amoni nitrat, amoni sunfat,…

 Làm chất tẩy rửa.

 Dd NH3 kết hợp với các axit tạo ra các muối

amoni-là nguồn nguyên liệu quý được dùng

trong công nghệ chế tạo thức ăn khô,trong y

học, trong nông nghiệp

 Dùng trong công nghiệp đông lạnh,sản xuất

nước đá và bảo quản thực phẩm,…ngoài ra NH3

để điều chế N2H4 làm nguyên liệu cho tên lửa.

- Đun sôi dung dịch amoniac hoặc cho vôi bột tác

dụng với muối amoni

2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O

Để làm khô khí NH3, cho khí đi qua KOH rắn hoặc CaO mới nung.

 Trong công nghiệp:

II.Acid nitric

Sự tổng hợp axít nitric đã được ghi nhận lần đầu vào khoảng năm 800 TCN bởi một nhà giả kim người Ả Rập tên là Jabir ibn Hayyan

1.Tính chất:

a.Tính chất vật lý:

ánh sáng hay nhiệt độ cao.

các sản phẩm khử khác nhau của Ni-tơ.Kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao nhất.

 HNO3 đ,n làm thụ động hóa Al, Fe, Cr =>có thể

kim S, C, P…

Phá hủy các hợp chất hữu cơ (bông, giấy, vải, mùn cưa, dầu thông…)

toan (cường thủy) có tính oxi hóa mạnh có thể hoà tan Au,Pt…

2 Sản xuất Acid Nitric

-Giai đoạn 1 : oxi hoá NH3 thành NO ( PP tiếp xúc)

Tuỳ điều kiện và chất phản ứng mà xảy ra theo các

phản ứng

(1) (2) (3): một chiều, đồng thể, toả nhiệt  TPSP phụ thuộc vào tốc độ các phản ứng Vậy để sản xuất HNO3 người ta tìm cách để phản ứng (1) xảy ra với tốc độ nhanh nhất và hạn chế phản ứng (2) (3) với tốc độ nhỏ nhất

-Giai đoạn 2: oxi hoá NO thành NO2

2NO + O2  2NO2 Nhiệt độ < 1500oC phản ứng xảy ra hoàn toàn theo chiều thuận (1 chiều)

Nhiệt độ > 1500oC phản ứng thuận nghịch, nhiệt độ >

8000oC sự oxi hoá không xảy ra

Nếu trong điều kiện không đủ O2  hh khí ngoài NO2

còn có N2O3, N2O4, NO

(N2O4 tạo thành ở nhiệt độ thấp dư O2,

2NO + O2 N2O4) Thực nghiệm cho thấy để đạt hiệu suất NO2, N2O4 cao thì

P = 8 – 10atm, to < 2000oC.

(1):thiết bị làm sạch kk (H 2 O hoặc

(2):thiết bị lọc các tạp chất cơ học (3),(9): quạt

(4):thiết bị lọc cactong cùng với khí NH3

(5):thiết bị oxi hóa NH3

(6):thiết bị thu hồi

(7),(8):tháp làm lạnh

(10):tháp hấp thụ

Ngoài ra HNO3 còn dùng để :

Phân bón

Sử dụng HNO3

3.Ứng dụng

III.Phân đạm:

Phân đạm là tên gọi chung của các loại phân bón

vô cơ cung cấp đạm cho cây dưới dạng

NO3-,NH4+.Phân đạm kích thích quá trình sinh trưởng, làm tăng tỉ lệ protein thực vật nên phân đạm là chất dinh dưỡng rất cần thiết và rất quan trọng đối với cây - thành phần chính của clorophin, prôtit, các axit amin, các enzym và nhiều loại vitamin trong cây.

Có 3 nhóm đạm chính

1.Nhóm đạm amit

 Phân Urê CO(NH4)2:

Phân urê có 44 – 48% N, chiếm khoảng 59% các loại phân đạm được sản xuất ở các nước trên thế giới.Có 2 loại phân urê:

− Loại tinh thể màu trắng, hạt tròn, dễ tan trong nước, có nhược điểm là hút ẩm mạnh

− Loại có dạng viên nhỏ, có thêm chất chống ẩm nên dễ bảo quản,dễ vận chuyển được dùng nhiều trong sản xuất nông nghiệp

 Phân Urê bón thích hợp trên đất chua phèn, được dùng để bón thúc

 Trong chăn nuôi, urê được dùng trực tiếp vào khẩu phần thức

ăn cho lợn, trâu bò Phân này cần được bảo quản kỹ trong túi pôliêtilen và không được phơi ra nắng Bởi vì khi tiếp xúc với không khí và ánh nắng urê rất dễ bị phân huỷ và bay hơi

Điều chế: nguyên liệu chủ yếu từ NH3 và CO2

- CaCN2 chứa 20 – 21% N, 20 – 28% vôi, 9 – 12%

C Phân này có dạng bột không có tinh thể, màu xám tro hoặc màu trắng.Vì có than cho nên phân có màu xám đen ,đốt không có mùi khai Phân này dễ bốc bụi

làm hỏng giác mạc mắt

chóng hoai mục Phân này không được dùng để phun lên lá cây

•Phân Xianamit Canxi

• Phân amôn nitrat (NH 4 NO 3 ):

được sản xuất hàng năm trên thế giới

nổ, khó bảo quản và khó sử dụng Là loại phân sinh lý chua

loại đất khác nhau (thuốc lá, bông, mía, ngô…)

bốc hơi, ngày nay người ta sử dụng phương pháp bốc hơi:

2.Nhóm đạm Nitrat

Phân đạm Clorua (NH4Cl):

thể mịn, màu trắng hoặc vàng ngà.

cục, thường tơi rời nên dễ sử dụng

lân và các loại phân bón khác.

khoai tây, hành, tỏi, bắp cải, vừng, v.v Ở các vùng khô hạn, ở các chân đất nhiễm mặn không nên bón phân đạm clorua, vì ở những nơi này trong đất có thể tích luỹ nhiều clo, dễ làm cho cây bị ngộ độc

3.Nhóm đạm amoni

Phân sunphat đạm (NH4)2SO4 ( còn gọi là phân SA) :

nước tiểu (mùi amôniac), vị mặn và hơi chua, dễ tan trong nước, thường ở trạng thái tơi rời nên dễ bảo quản, dễ sử dụng

dưỡng thiết yếu cho cây

cho nên thường được dùng để bón thúc và bón thành nhiều lần

để tránh mất đạm

chua thêm đất

Điều chế: (NH4)2SO4 là một trong những sản phẩm phụ của nhà máy luyện than cốc

Ngoài ra con có một số loại đạm khác như:

phân phôtphat đạm (còn gọi là phốt

phátamôn):

dạng viên, màu xám tro hoặc trắng, dễ chảy nước =>thường được sản xuất dưới dạng viên và đựng trong các bao nilông

Thường dùng thích hợp ở đất nhiễm mặn vì không làm tăng độ mặn, độ chua Phân có tỷ lệ đạm hơi thấp so với lân, cho nên cần bón phối hợp với các loại phân đạm khác, nhất là khi bón cho các loại cây cần nhiều đạm.