تويت
ما هو غاز الأمونيا وبماذا يُستخدم
تعد الأمونيا (NH3) أكثر المواد الكيميائية شيوعًا واستخدامًا في الصناعة والتجارة بالإضافة إلى كونه عنصرًا أساسيًّا في العمليات البيولوجية. ما هو غاز الأمونيا وماهي أهم خصائصه واستخداماته. هذا ما سنتعرف عليه بما يلي.
غاز الأمونيا NH3
هو غازٌ قلويٌّ عديم اللون ذو رائحةٍ قويةٍ، يتكون من النتروجين والهيدروجين، ويتواجد بشكلٍ طبيعيٍّ في البيئة، وتشكل التركيزات القوية منه خطرًا على الصحة. تعد الأمونيا عاملًا طبيعيًّا وبيولوجيًّا عند الكائنات الحية تساعد في تكوين الأحماض الأمينية التي تشكل الأساس للبروتينات، يتم إنتاجها من التربة من خلال العمليات البكتيرية بالإضافة إلى إنتاجها بشكلٍ طبيعيٍّ من تحلل المواد العضوية للنباتات والحيوانات والنفايات الحيوانية.
خصائص غاز الأمونيا الكيميائية والفيزيائية
تحضير غاز الأمونيا
تم تحديد التركيب الدقيق للأمونيا من قبل العالم الكيميائي الفرنسي كلود لويس بيرثوليت في عام 1785، لكن الأمونيا النقية تم إعدادها للمرة الأولى من قبل عالم الفيزياء الإنجليزي جوزيف بريستلي في عام 1774. يتم تحضير الأمونيا تجاريًّا من خلال عمليةٍ كيميائيةٍ تسمى عملية هابر بوش، والتي يتم فيها مفاعلة الهيدروجين الأولي مع النيتروجين الأولي بشكلٍ مباشرٍ وفق المعادلة التالية:
N2 + 3H2 → 2NH3
لإتمام هذا التفاعل يجب تحقيق بعض الظروف المناسبة له كالضغط العالي بين 100 و1000 وبدرجة حرارة مرتفعة بين 400 و550 درجةً مئويةً، بالإضافة إلى استخدام محفزاتٍ مثل الحديد الذي يحتوي أكسيد الحديد، يفضل تكوين الأمونيا في درجة حرارةٍ منخفضةٍ، ولكن يتم رفع درجة الحرارة لتكوين كميةٍ كبيرةٍ من الأمونيا في كل عمليةٍ.
يتم تحضير الأمونيا مخبريًّا بشكلٍ أفضل من خلال عملية التحلل المائي لنيتريد المعادن وفق المعادلة التالية:
Mg3N2 + 6H2O → 2NH3 + 3Mg (OH)2
الاستخدامات
تأثير الأمونيا على الصحة
يمكن للبالغين التعرض لتأثير غاز الأمونيا عن طريق الانسكاب أو التسرب من خزانات الأمونيا أو خطوط الأنابيب وخاصةً في المزارع التي يستخدم فيها كسمادٍ، وتقتصر التأثيرات الخطيرة عند التعرض للأمونيا على مواقع التلامس المباشر معها أي الجلد والعينين والجهاز التنفسي والفم والجهاز الهضمي.
على سبيل المثال، إذا سكبت زجاجة أمونيا على الأرض سيؤدي استنشاقها إلى سعالٍ بسبب الرائحة القوية له، بالإضافة إلى إغماض العينين بسبب التهيج الذي سيحصل عند ملامسة الغاز للعينين، لكن عند التعرض لنسبٍ عاليةٍ جدًا من الأمونيا مثل ملامسة الأمونيا المركزة قد يصاب الجلد أو العينان أو الرئتان بحروقٍ شديدةٍ يمكن أن تسبب العمى أو أمراض الرئة أو حتى الموت. إذا تم تناول جرعة مركزة من الأمونيا عن طريق الخطأ قد تسبب حروقًا في الفم والحلق والمعدة، ولا يوجد دليلٌ واضحٌ حتى الآن يشير إلى أن الأمونيا تسبب السرطان.
الأطفال أقل عرضةً من البالغين للتعرض للغاز؛ لأن معظم حالات التعرض تحدث في الأماكن المهنية لكن يمكنهم التعرض له عن طريق المنظفات المنزلية تحتوي على الأمونيا، وفي أغلب الأحيان تكون تأثيرات الأمونيا على الأطفال هي نفسها بالنسبة للبالغين مثل حروق في الجلد والعينين والفم والرئتين، ولا يوجد دليلٌ واضحٌ على أن التعرض لمركّب غاز الأمونيا الموجود في البيئة المحيطة بالحوامل يسبب أي تشوهاتٍ خلقيةٍ للأجنة، كما لا يُعرف ما إذا كان يمكن نقل الأمونيا من الأم الحامل إلى الجنين أو من الأم المرضعة إلى ولدها عبر حليب الأم.
تعد الأمونيا (NH3) أكثر المواد الكيميائية شيوعًا واستخدامًا في الصناعة والتجارة بالإضافة إلى كونه عنصرًا أساسيًّا في العمليات البيولوجية. ما هو غاز الأمونيا وماهي أهم خصائصه واستخداماته. هذا ما سنتعرف عليه بما يلي.
غاز الأمونيا NH3
هو غازٌ قلويٌّ عديم اللون ذو رائحةٍ قويةٍ، يتكون من النتروجين والهيدروجين، ويتواجد بشكلٍ طبيعيٍّ في البيئة، وتشكل التركيزات القوية منه خطرًا على الصحة. تعد الأمونيا عاملًا طبيعيًّا وبيولوجيًّا عند الكائنات الحية تساعد في تكوين الأحماض الأمينية التي تشكل الأساس للبروتينات، يتم إنتاجها من التربة من خلال العمليات البكتيرية بالإضافة إلى إنتاجها بشكلٍ طبيعيٍّ من تحلل المواد العضوية للنباتات والحيوانات والنفايات الحيوانية.
خصائص غاز الأمونيا الكيميائية والفيزيائية
- في درجة حرارة الغرفة يكون الغاز عديم اللون وذو رائحةٍ قويةٍ وخانقة ومهيج للغاية.
- يعرف باسم الأمونيا اللامائية عندما يكون بالشكل النقي له ويتميز بأنه يمتص الرطوبة بسهولةٍ.
- تتمتع الأمونيا بخصائصَ قلويةٍ مثل قابلة التآكل.
- يذوب بسهولةٍ في الماء مشكلًا هيدروكسيد الأمونيوم.
- يمكن ضغط الغاز بسهولةٍ للحصول على سائلٍ بحيث يمكن نقله بسهولةٍ.
- ليس شديد الاشتعال، لكن يمكن لحاويات الأمونيا أن تنفجر عند تعرضها للحرارة العالية.
تحضير غاز الأمونيا
تم تحديد التركيب الدقيق للأمونيا من قبل العالم الكيميائي الفرنسي كلود لويس بيرثوليت في عام 1785، لكن الأمونيا النقية تم إعدادها للمرة الأولى من قبل عالم الفيزياء الإنجليزي جوزيف بريستلي في عام 1774. يتم تحضير الأمونيا تجاريًّا من خلال عمليةٍ كيميائيةٍ تسمى عملية هابر بوش، والتي يتم فيها مفاعلة الهيدروجين الأولي مع النيتروجين الأولي بشكلٍ مباشرٍ وفق المعادلة التالية:
N2 + 3H2 → 2NH3
لإتمام هذا التفاعل يجب تحقيق بعض الظروف المناسبة له كالضغط العالي بين 100 و1000 وبدرجة حرارة مرتفعة بين 400 و550 درجةً مئويةً، بالإضافة إلى استخدام محفزاتٍ مثل الحديد الذي يحتوي أكسيد الحديد، يفضل تكوين الأمونيا في درجة حرارةٍ منخفضةٍ، ولكن يتم رفع درجة الحرارة لتكوين كميةٍ كبيرةٍ من الأمونيا في كل عمليةٍ.
يتم تحضير الأمونيا مخبريًّا بشكلٍ أفضل من خلال عملية التحلل المائي لنيتريد المعادن وفق المعادلة التالية:
Mg3N2 + 6H2O → 2NH3 + 3Mg (OH)2
الاستخدامات
- الأسمدة: يستخدم حوالي 90 في المائة من غاز الأمونيا التي يتم إنتاجها في الأسمدة التي تساعد في الحفاظ على توفير الغذاء لمليارات البشر في جميع أنحاء العالم.
- منتجات التنظيف المنزلية: يمكن أن تستخدم الأمونيا لوحدها أو تخل كمكون في تركيب العديد من منتجات التنظيف المنزلية كونها فعالةً في إزالة الأوساخ والبقع الناتجة عن الدهون الحيوانية أو الزيوت النباتية، وفي تنظيف الزجاج كونها تتبخر بسرعةٍ.
- الاستخدامات الصناعية: يستخدم الأمونيا في الكثير من الصناعات مثل:
- غاز التبريد في معدات التكييف باعتبار الأمونيا قادرة على امتصاص كمياتٍ كبيرةٍ من الحرارة من المناطق المحيطة بها.
- تصنيع العديد من المنتجات مثل المواد البلاستيكية والمتفجرات والأقمشة والمبيدات الحشرية والأصبغة والمطاط.
- معالجة الفضلات والمياه العادمة.
- المواد الغذائية والمشروبات كمثبّتٍ ومصدرٍ للنيتروجين.
- صناعة الأدوية.
تأثير الأمونيا على الصحة
يمكن للبالغين التعرض لتأثير غاز الأمونيا عن طريق الانسكاب أو التسرب من خزانات الأمونيا أو خطوط الأنابيب وخاصةً في المزارع التي يستخدم فيها كسمادٍ، وتقتصر التأثيرات الخطيرة عند التعرض للأمونيا على مواقع التلامس المباشر معها أي الجلد والعينين والجهاز التنفسي والفم والجهاز الهضمي.
على سبيل المثال، إذا سكبت زجاجة أمونيا على الأرض سيؤدي استنشاقها إلى سعالٍ بسبب الرائحة القوية له، بالإضافة إلى إغماض العينين بسبب التهيج الذي سيحصل عند ملامسة الغاز للعينين، لكن عند التعرض لنسبٍ عاليةٍ جدًا من الأمونيا مثل ملامسة الأمونيا المركزة قد يصاب الجلد أو العينان أو الرئتان بحروقٍ شديدةٍ يمكن أن تسبب العمى أو أمراض الرئة أو حتى الموت. إذا تم تناول جرعة مركزة من الأمونيا عن طريق الخطأ قد تسبب حروقًا في الفم والحلق والمعدة، ولا يوجد دليلٌ واضحٌ حتى الآن يشير إلى أن الأمونيا تسبب السرطان.
الأطفال أقل عرضةً من البالغين للتعرض للغاز؛ لأن معظم حالات التعرض تحدث في الأماكن المهنية لكن يمكنهم التعرض له عن طريق المنظفات المنزلية تحتوي على الأمونيا، وفي أغلب الأحيان تكون تأثيرات الأمونيا على الأطفال هي نفسها بالنسبة للبالغين مثل حروق في الجلد والعينين والفم والرئتين، ولا يوجد دليلٌ واضحٌ على أن التعرض لمركّب غاز الأمونيا الموجود في البيئة المحيطة بالحوامل يسبب أي تشوهاتٍ خلقيةٍ للأجنة، كما لا يُعرف ما إذا كان يمكن نقل الأمونيا من الأم الحامل إلى الجنين أو من الأم المرضعة إلى ولدها عبر حليب الأم.