基本介紹
- 中文名：氨氣
- 英文名：Ammonia
- 化學式：NH3
- 分子量：17.031
- 熔點：-77.7℃
- 沸點：-33.5℃
- 水溶性：極易溶於水
- 密度：0.771g/L
- 外觀：無色有刺激性惡臭的氣味
分子結構,物理性質,化學性質,氨氣製法,工業製法,工業製備流程,實驗製備,銨鹽,噴泉實驗,氨氣檢驗,氨氣的危害,臨床表現,急救措施,泄漏應急處置措施,火災應急處置措施,職業危害預防措施,主要用途,
分子結構
物理性質
相對分子質量 17.031
氨氣在標準狀況下的密度為0.771g/L
臨界點132.4℃
蒸汽壓 506.62kPa(4.7℃)
溶解性：極易溶於水(1:700)
相對密度(水)0.82(-79℃)
相對密度(空氣)0.5971
自燃點651.1℃
臨界壓力11.2mPa
臨界體積72.47cm3/mol
臨界密度0.235g/cm3
臨界壓縮係數0.242
液體熱膨脹係數,25℃時 0.0025 1/℃
表面張力,25℃時 19.75×10-3 N/m，19.75dyn/cm
汽化熱,沸點下 1336.97kj/kg，574.9BTU/1b
熔化熱,熔點下 332.16kj/kg，142.83BTU/1b
氣體定壓比熱容cp，25℃時 2.112kj/(kg* k)，0.505BTU/(1b·R)
氣體定容比熱容cp，25℃時 1.624kj/(kg* k)，0.388BTU/(1b·R)
氣體比熱容比,cp/cv 1.301
氣體摩爾熵,25℃時 192.67j/(mol*k )
氣體摩爾生成焓,25℃時 -45.9kj/mol
氣體黏度，25℃時 101.15×10-7Pa *s，101.15μP
液體黏度 ，25℃時 0.135mPa *s，0.082cp
燃燒熱，25℃(77oF)氣態時 18603.1kj/kg，7999.3BTU/1b
空氣中爆炸低限含量16.1%( φ )
空氣中爆炸高限含量25%( φ )
化學性質
（1）跟水反應
氨在水中的反應可表示為：NH3+H2O=NH3·H2O
一水合氨不穩定受熱分解生成氨和水
氨水在中學化學實驗中三套用
①用蘸有濃氨水的玻璃棒檢驗HCl等氣體的存在
②實驗室用它與鋁鹽溶液反應制氫氧化鋁
③配製銀氨溶液檢驗有機物分子中醛基的存在。
（2）跟酸反應
NH3+HNO3===NH4NO3
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
NH3+HCl===NH4Cl
3NH3+H3PO4===(NH4)3PO4
NH3+CH3COOH===CH3COONH4
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
（3）在純氧中燃燒
4NH3+3O2==點燃==2N2+6H2O
（4）催化氧化
4NH3+5O2=催化劑加熱=4NO+6H2O
（5）與碳的反應
NH3+C=加熱=HCN+H2(劇毒氰化氫)
（6）液氨的自偶電離
液氨的自偶電離為：
2NH3==（可逆）NH2+ NH4K=1.9×10^-30(223K)
（7）取代反應
COCl2+4NH3==CO(NH2)2+2NH4Cl
HgCl2+2NH3==Hg(NH2)Cl+NH4Cl
（8）與水、二氧化碳
NH3+H2O+CO2==NH4HCO3
此反應可逆，碳酸氫銨受熱會分解
NH4HCO3=（加熱）=NH3+CO2+H2O
（9）與氧化物反應
3CuO+2NH3==加熱==3Cu+3H2O+N2
氨氣製法
工業製法
工業上氨是以哈伯法通過N2和H2在高溫高壓和催化劑存在下直接化合而製成：
工業上制氨氣
N2+3H2==高溫高壓催化劑===2NH3（可逆反應）
△rHθ =-92.4kJ/mol
工業製備流程
工業制氨絕大部分是在高壓、高溫和催化劑存在下由氮氣和氫氣合成製得。氮氣主要來源於空氣；氫氣主要來源於含氫和一氧化碳的合成氣（純氫也來源於水的電解）。由氮氣和氫氣組成的混合氣即為合成氨原料氣。從燃料化工來的原料氣含有硫化合物和碳的氧化物，它們對於合成氨的催化劑是有毒物質，在氨合成前要經過淨化處理。
1、哈伯法制氨：
高溫高壓
N2(g)+3H2(g)========2NH3(g)（可逆反應） △rHθ=-92.4kJ/mol
高溫高壓
N2(g)+3H2(g)========2NH3(g)（可逆反應） △rHθ=-92.4kJ/mol
催化劑
2、天然氣制氨：天然氣先經脫硫，然後通過二次轉化，再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序，得到的氮氫混合氣，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%～0.3%（體積），經甲烷化作用除去後，製得氫氮摩爾比為3的純淨氣，經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路，製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
3、重質油制氨：重質油包括各種深度加工所得的渣油，可用部分氧化法製得合成氨原料氣，生產過程比天然氣蒸汽轉化法簡單，但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化，氮用於氨合成原料。
實驗製備
Li3N + 3H2O === 3LiOH + NH3↑
實驗室快速製得氨氣的方法
用濃氨水加固體NaOH製備氨氣
銨鹽
銨鹽是氨與酸作用得到銨鹽，銨鹽是由銨根離子(NH4+)和酸根離子組成的化合物。一般為無色晶體，易溶於水，是強電解質。從結構來看，NH4+離子和Na+離子是等電子體。NH4+離子的半徑比Na+離子的大，而且接近於K+離子，一般銨鹽的性質也類似於鉀鹽，如溶解度，一般易溶，易成礬。銨鹽和鉀鹽是同晶型等，在化合物分類中常把銨鹽和鹼金屬鹽歸為一類。
1.水解
因為氨是弱鹼，銨鹽是弱鹼強酸鹽或弱鹼弱酸鹽，前者水解後溶液顯酸性：
NH4++H2O== NH3·H2O+H+
2.受熱分解
所有的銨鹽加熱後都能分解，其分解產物與對應的酸以及加熱的溫度有關。分解產物一般為氨和相應的酸。如果酸具有氧化性，則在加熱條件下，氧化性酸和產物氨將進一步反應，使NH3氧化為N2或其氧化物：
碳酸氫銨最易分解，分解溫度為30℃：
氯化銨受熱分解成氨氣和氯化氫。這兩種氣體在冷處相遇又可化合成氯化銨。
硝酸銨受熱分解的產物隨溫度的不同而不同。加熱溫度較低時，分解生成硝酸和氨氣：
溫度再高時，產物又有不同；在更高的溫度或撞擊時還會因分解產物都呈氣體而爆炸。
硫酸銨要在較高的溫度才分解成NH3和相應的硫酸。強熱時，還伴隨有氨被硫酸氧化的副反應，所以產物就比較複雜。
3.跟鹼反應放出氨氣
實驗室里就是利用此反應來製取氨，同時也利用這個性質來檢驗銨離子的存在。
噴泉實驗
在常溫，常壓下，一體積的水中能溶解700體積的氨。
在乾燥的圓底燒瓶里充滿氨氣，用帶有玻璃管和滴管（滴管里預先吸入水）的塞子塞緊瓶口。立即倒置燒瓶，使玻璃管插入盛水的燒杯里（水裡事先加入少量的酚酞試液），把實驗裝置裝好後。打開橡皮管的夾子，擠壓滴管的膠頭，使少量的水進入燒瓶。觀察現象。
實驗的基本原理是使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內，在尖嘴導管口形成噴泉。
氨氣檢驗
方法一：
用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍證明有氨氣。
方法二：
用玻璃棒蘸濃鹽酸或者濃硝酸靠近，產生白煙，證明有氨氣。
方法三：
氨氣檢測儀表可以定量測量空氣中氨氣的濃度。
方法三：
氨氣檢測儀表可以定量測量空氣中氨氣的濃度。
氨氣的危害
臨床表現
吸入的危害表現
氨的刺激性是可靠的有害濃度報警信號。但由於嗅覺疲勞，長期接觸後對低濃度的氨會難以察覺。吸入是接觸的主要途徑，吸入氨氣後的中毒表現主要有以下幾個方面。
輕度吸入氨中毒表現有鼻炎、咽炎、喉痛、發音嘶啞。氨進入氣管、支氣管會引起咳嗽、咯痰、痰內有血。嚴重時可咯血及肺水腫，呼吸困難、咯白色或血性泡沫痰，雙肺布滿大、中水泡音。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸悶和胸骨後疼痛等。
急性吸入氨中毒的發生多由意外事故如管道破裂、閥門爆裂等造成。急性氨中毒主要表現為呼吸道黏膜刺激和灼傷。其症狀根據氨的濃度、吸入時間以及個人感受性等而輕重不同。
急性中度中毒：上述症狀加重，呼吸困難，有時痰中帶血絲，輕度發紺，眼結膜充血明顯，喉水腫，肺部有乾濕性噦音。
急性重度中毒：劇咳，咯大量粉紅色泡沫樣痰，氣急、心悸、呼吸困難，喉水腫進一步加重，明顯發紺，或出現急性呼吸窘迫綜合症、較重的氣胸和縱隔氣腫等。
嚴重吸入中毒：可出現喉頭水腫、聲門狹窄以及呼吸道黏膜脫落，可造成氣管阻塞，引起窒息。吸入高濃度的氨可直接影響肺毛細血管通透性而引起肺水腫，可誘發驚厥、抽搐、嗜睡、昏迷等意識障礙。個別病人吸入極濃的氨氣可發生呼吸心跳停止。
皮膚和眼睛接觸的危害表現
低濃度的氨對眼和潮濕的皮膚能迅速產生刺激作用。潮濕的皮膚或眼睛接觸高濃度的氨氣能引起嚴重的化學燒傷。急性輕度中毒：流淚、畏光、視物模糊、眼結膜充血。
皮膚接觸可引起嚴重疼痛和燒傷，並能發生咖啡樣著色。被腐蝕部位呈膠狀並發軟，可發生深度組織破壞。
高濃度蒸氣對眼睛有強刺激性，可引起疼痛和燒傷，導致明顯的炎症並可能發生水腫、上皮組織破壞、角膜混濁和虹膜發炎。輕度病例一般會緩解，嚴重病例可能會長期持續，並發生持續性水腫、疤痕、永久性混濁、眼睛膨出、白內障、眼瞼和眼球粘連及失明等併發症。多次或持續接觸氨會導致結膜炎。
急救措施
清除污染
如果患者只是單純接觸氨氣，並且沒有皮膚和眼的刺激症狀，則不需要清除污染。假如接觸的是液氨，並且衣服已被污染，應將衣服脫下並放入雙層塑膠袋內。
如果眼睛接觸或眼睛有刺激感，套用大量清水或生理鹽水沖洗20min以上。如患者戴有隱形眼鏡，又容易取下並且不會損傷眼睛的話，應取下隱形眼鏡。
對接觸的皮膚和頭髮用大量清水沖洗15min以上。沖洗皮膚和頭髮時要注意保護眼睛。
病人復甦
應立即將患者轉移出污染區，至空氣新鮮處，對病人進行復甦三步法（氣道、呼吸、循環）。
氣道：保證氣道不被舌頭或異物阻塞。
呼吸：檢查病人是否呼吸，如無呼吸可用袖珍面罩等提供通氣。
循環：檢查脈搏，如沒有脈搏應施行心肺復甦。
初步治療
氨中毒無特效解毒藥，應採用支持治療。
如果接觸濃度≥500ppm，並出現眼刺激、肺水腫的症狀，應立即就醫。
對氨吸入者，應給濕化空氣或氧氣。如有缺氧症狀，應給濕化氧氣。
如果呼吸窘迫，應考慮進行氣管插管。
如皮膚接觸氨，會引起化學燒傷，可按熱燒傷處理：適當補液，給止痛劑，維持體溫，用消毒墊或清潔床單覆蓋傷面。如果皮膚接觸高壓液氨，要注意凍傷。
誤服者給飲牛奶，有腐蝕症狀時忌洗胃。
泄漏應急處置措施
氨對人體生理的影響氨無色具有強烈的刺激臭味，對人體有較大的毒性。氨氣慢性中毒會引起慢性氣管炎、肺氣腫等呼吸系統病，急性氨中毒反映在咳嗽不止、憋氣等。
(1)少量泄漏。
撤退區域內所有人員。防止吸入蒸氣，防止接觸液體或氣體。處置人員應使用呼吸器。禁止進入氨氣可能匯集的局限空間，並加強通風。只能在保證安全的情況下堵漏。泄漏的容器應轉移到安全地帶，並且僅在確保全全的情況下才能打開閥門泄壓。可用砂土、蛭石等惰性吸收材料收集和吸附泄漏物。收集的泄漏物應放在貼有相應標籤的密閉容器中，以便廢棄處理。
(2)大量泄漏。
疏散場所內所有未防護人員，並向上風向轉移。泄漏處置人員應穿上全封閉重型防化服，佩戴好空氣呼吸器，在做好個人防護措施後，用噴霧水流對泄漏區域進行稀釋。通過水槍的稀釋，使現場的氨氣漸漸散去，利用無火花工具對泄漏點進行封堵。
向當地政府和“119”及當地環保部門、公安交警部門報警，報警內容應包括事故單位；事故發生的時間、地點、化學品名稱和泄漏量、危險程度；有無人員傷亡以及報警人姓名、電話。
禁止接觸或跨越泄漏的液氨，防止泄漏物進入陰溝和排水道，增強通風。場所內禁止吸菸和明火。在保證安全的情況下，要堵漏或翻轉泄漏的容器以避免液氨漏出。要噴霧狀水，以抑制蒸氣或改變蒸氣雲的流向，但禁止用水直接衝擊泄漏的液氨或泄漏源。防止泄漏物進入水體、下水道、地下室或密閉性空間。禁止進入氨氣可能匯集的受限空間。清洗以後，在儲存和再使用前要將所有的保護性服裝和設備清洗消毒。
火災應急處置措施
在貯存及運輸使用過程中，如發生火災應採取以下措施：
（1）報警：迅速向當地119消防、政府報警。報警內容應包括：事故單位；事故發生的時間、地點、化學品名稱、危險程度；有無人員傷亡以及報警人姓名、電話。
（2）隔離、疏散、轉移遇險人員到安全區域，建立500m左右警戒區，並在通往事故現場的主要幹道上實行交通管制，除消防及應急處理人員外，其他人員禁止進入警戒區，並迅速撤離無關人員。
（3）消防人員進入火場前，應穿著防化服，佩戴正壓式呼吸器。氨氣易穿透衣物，且易溶於水，消防人員要注意對人體排汗量大的部位，如生殖器官、腋下、肛門等部位的防護。
（4）小火災時用乾粉或CO2滅火器，大火災時用水幕、霧狀水或常規泡沫。
（5）儲罐水災時，儘可能遠距離滅火或使用遙控水槍或水炮撲救。
（6）切勿直接對泄漏口或安全閥門噴水，防止產生凍結。
（7）安全閥發出聲響或變色時應儘快撤離，切勿在儲罐兩端停留。
職業危害預防措施
（2）工作時應選用耐腐蝕的工作服、防鹼手套、眼鏡、膠鞋、防毒口罩，防毒口罩應定期檢查，以防失效。
（3）在使用氨水作業時，應隨身備有清水，以防萬一；在氨水運輸過程中，應隨身備有3%硼酸液，以備急救沖洗；配製一定濃度氨水時，應戴上風鏡；使用氨水時，作業者應在上風處，防止氨氣刺激面部；操作時要嚴禁用手揉擦眼睛，操作後洗淨雙手。
（4）預防皮膚被污染，可選用硼酸油膏。
（5）配備良好的通風排氣設施、合適的防爆、滅火裝置。
（6）工作場所禁止飲食、吸菸、禁止明火、火花。
（7）應急救援時，必須佩帶空氣呼吸器。
（8）發生泄漏時，將泄漏鋼瓶的滲口朝上，防止液態氨溢出。
（9）加強生產過程的密閉化和自動化，防止跑、冒、滴、漏。
（10）使用、運輸和貯存時應注意安全，防止容器破裂和冒氣。
（11）現場安裝氨氣監測儀及時報警發現。
