암모니아(Ammonia : NH₃) 알아보기

암모니아(Ammonia : NH₃)       분자량:17[g]    비점:-33.3[℃]    융점:-77.7[℃]    임계온도:132.3[℃]    임계압력:111.3[atm]    증발잠열:313[㎈/ℓ]    허용농도:25[ppm]    폭발범위:15~28[%]    상태에 따른분류:액화가스    독성에 의한 분류:독성가스    성질에 따른 분류:가연성가스   (1)일반적 성질    ①물리적 성질      ㉮무색, 자극성의 기체로 물에 잘 용해된다.         NH₃+ H₂O → NH₄OH(암모니아수)      ㉯용해량은 물 1[CC]에 800~900[CC]가 용해된다.      ㉰상온에서 8.46[atm]이 되면 쉽게 액화된다.      ㉱증발잠열이 크므로 냉매로(대형냉방장치) 사용된다.      ㉲허용농도는 25[ppm]이다.(폭발범위 15~28[%])    ②화학적 성질      ㉮염화수소(HCL)와 만나면 흰연기(백연)를 낸다.         NH₃+ HCL → NH₄CL↑                               (백색)                HCL(염화수소),  NH₄CL(염화암모늄)          ㉯산소와 혼합하여 700[℃]로 백금(Pt) 존재하에서는 산화질소를 생성한다.                                     Pt         4NH₃+ 5O₂    →      4NO + 6H₂O                            700[℃]        ㉰암모니아는 동(Cu)이나 동합금 및 알미늄합금과 반응하여 착염을 생성하므로 완전하게 보관할 수 없으므로 사용할 수 없다.                                                        +²             -         Cu(OH₂) + 4NH₃→ Cu(NH)₄   +   2OH        ㉱암모니아의 용기 재질은 보통 탄소강을 사용한다.      ㉲고온, 고압하에서 강재를 질화, 취화 시키므로 18-8스테인리스강을 사용한다. (2)제조법    ①실험실적 제조법      ㉮암모니아수를 가열시켜 제조         NH₄→ NH₃↑ +  H₂O      ㉯염화암모늄에 강알카리를 가하여 제조         NH₄CL + Ca(OH₂) → CaCL₂+ 2NH₃↑ + 2H₂O         NH₄CL + KOH → KCL  +  NH₃↑  +  H₂O    ②공업적 제조법      ㉮하아버보시법 : 질소와 수소를 반응하여 450~550[℃] 촉매 Fe  +  Al₂O₃, 200~1000[atm]에서 제조         N₂+ 3H₂⇔ 2NH₃ + 23[㎉]      ㉯석회질소법         CaCO₃→ CaO + CO₂         CaO + 3C → CaC₂+ CO         CaC₂+ N₂→ CaCN₂+ C         CaCN₂+ 3H₂O → CaCL₃↓  +  2NH₃↑      ㉰암모니아 합성 공정에 따라 고압법, 중압법, 저압법, 등으로 나눌 수 있다.        *고압법(600~1000[㎏/㎠]이상) : 클로우드법, 카자레법        *중압법(300[㎏/㎠]) : 뉴파우더법, 동공시법, J·C·I 법        *저압법(150[㎏/㎠]) : 구우데법, 케로그법        통상적으로 경제적인 측면을 고려하여 저압법, 중압법 등을 많이 사용한다. (3)용도    ①요소, 질소비료 제조용(가장 많이 사용)    ②드라이아이스 제조용    ③대형 냉매에 사용(소형은 R12, R134a, 프레온 사용)    ④탄산암모늄, 탄산마그네슘 등의 탄산염 제조용 (4)누설검사    ①네슬러 시약 : 소형-황색(변화),   다량-자색(변화)    ②적색 리트머스 시험지 : 청색(변화)    ③HCL(염화수소) 백색연기    ④페놀프탈렌지 : 홍색(변화)    ⑤취기(냄새)