Хлористый аммоний: формула, получение и применение

Хлористый аммоний – соединение с древней историей, уходящей корнями в Древний Египет и Грецию. Упоминания о нем встречаются в описаниях древних ритуалов жрецов. Чем же обусловлена такая популярность этого вещества на протяжении тысячелетий? Какие уникальные свойства позволяют ему оставаться актуальным и в наши дни? Давайте разберемся!

1. Формула и физико-химические свойства

Хлористый аммоний имеет молекулярную формулу NH₄Cl. Это белый кристаллический порошок без запаха. В чистом виде он не горюч и не взрывоопасен.

Растворимость аммония хлористого сильно зависит от температуры и растворителя:

• Хорошо растворяется в воде, особенно в горячей
• Растворяется в жидком аммиаке
• Плохо растворим в этиловом и метиловом спиртах

При нагревании до температуры 338°C хлористый аммоний полностью разлагается. Температура кипения насыщенных водных растворов составляет 116°C.

2. Получение в лаборатории и промышленности

В лабораторных условиях аммоний хлористый можно получить, например, пропуская газообразный аммиак через водный раствор соляной кислоты или хлорида натрия:

NH₃ + HCl → NH₄Cl

2NH₃ + NaCI → NH₄CI + NaNH₂

Промышленное производство аммония хлористого технического осуществляется путем взаимодействия оксида углерода, раствора аммиака и хлорида натрия. При этом образуются побочные продукты:

CO + 2NH₃ + 2NaCl → NH₄Cl + NaHCO₃ + NaCl

Согласно ГОСТ 2210-73, аммоний хлористый ГОСТ может иметь белый, желтоватый или розовый оттенок в зависимости от чистоты. Основные показатели качества:

Раствор хлористого аммония имеет слабокислую реакцию из-за гидролиза.

3. Применение в различных отраслях

Благодаря своим уникальным свойствам, аммоний хлористый нашел широкое применение в разных областях.

В металлургии и машиностроении его используют для травления металлов, удаления оксидных пленок при пайке, в качестве компонента электролитов.

В химпроме хлористый аммоний применяют как сырье для получения других соединений, например мочевины или азотной кислоты.

В медицине из аммония хлористого производят нашатырный спирт для ингаляций и компоненты сердечных лекарств.

В сельском хозяйстве аммоний хлористый является азотным удобрением для выращивания некоторых культур на нейтральных и щелочных почвах.

4. Требования при транспортировке и хранении

Для хранения хлористого аммония требуются сухие, закрытые, хорошо проветриваемые складские помещения вдали от источников тепла и огня. При контакте с влагой выделяется аммиак, образующий с воздухом взрывоопасные смеси.

Транспортировка возможна в твердом виде любым видом крытого транспорта, кроме авиа. При упаковке в мягкую тару - возможна и на открытых платформах.

5. Меры безопасности при работе

Согласно ГОСТ 12.1.007, аммоний хлористый относится к 3 классу опасности. При работе требуются защитный костюм, перчатки, очки и респиратор.

При уборке просыпей необходимо избегать пылеобразования, собирать в сухие емкости для последующей утилизации.

При отравлении оказывают помощь с введением щелочных растворов.

6. Утилизация отходов

Отходы аммония хлористого обезвреживают растворением в известковом молоке с последующей нейтрализацией.

Твердые отходы собирают в полиэтиленовые мешки и хранят в специальных контейнерах до вывоза на утилизацию.

7. Перспективы применения

В будущем ожидается расширение использования хлористого аммония в нефтедобыче для интенсификации добычи нефти.

Также ведутся работы по созданию огнезащитных составов на основе водных растворов данного вещества.

8. Рынок производства и потребления

По данным аналитиков, мировое производство аммония хлористого в 2022 году составило около 5 млн тонн. Крупнейшими производителями являются Китай, Индия и Россия.

Основными потребителями выступают предприятия химической и металлургической промышленности. Также растет использование в сельском хозяйстве в качестве азотного удобрения.

9. Экологические аспекты

Хлористый аммоний относится к умеренно опасным загрязнителям окружающей среды. При попадании в водоемы происходит эвтрофикация.

Необходим строгий контроль за сбросами промстоков, а также рециклинг и повторное использование данного вещества.

10. Научные исследования

В настоящее время ведутся исследования по изучению возможности использования аммония хлористого в качестве теплоносителя в солнечных батареях и для охлаждения электронных чипов.

Также изучается действие водных растворов данного вещества на рост и развитие различных сельскохозяйственных культур.

11. Перспективы роста цен

Эксперты прогнозируют дальнейший рост цен на аммоний хлористый из-за удорожания сырья, логистических проблем и инфляции. Особенно высокие темпы роста ожидаются на развивающихся рынках Азии и Африки.

12. Сравнение с аналогами

Помимо хлористого аммония, в промышленности применяются и другие соли аммония, обладающие схожими свойствами:

• Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ - также используется как азотное удобрение, производится дешевле хлористого аммония
• Нитрат аммония NH₄NO₃ - окислитель, компонент взрывчатых веществ и удобрений
• Фосфат аммония (NH₄)₃PO₄ - удобрение, пищевая добавка
• Карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ - неорганический реактив

По сравнению с вышеперечисленными аналогами, хлористый аммоний обладает большей химической стабильностью и меньшей гигроскопичностью.

13. Примеры практического использования

На одном из металлургических предприятий внедрили технологию травления стальных заготовок 15%-м водным раствором хлористого аммония перед нанесением защитных покрытий. Это позволило повысить адгезию покрытий на 12%.

14. Практические советы

При использовании хлористого аммония в быту в качестве чистящего средства рекомендуется:

• Разводить не более 100 грамм соли на 10 литров теплой воды
• После чистки промыть поверхность чистой водой
• Работать в резиновых перчатках, не допускать попадания раствора на кожу

15. Исторические факты

Первое документально зафиксированное получение хлористого аммония химиком Кункелем относится к 1670 году. Он назвал полученное вещество "духом соли аммиака".

16. Интересные свойства и применения

Раствор хлористого аммония, содержащийся внутри тела гигантских глубоководных кальмаров, позволяет им регулировать плавучесть на разных глубинах благодаря меньшей плотности по сравнению с морской водой.