Раствор аммиака , также известный как аммиачная вода , гидроксид аммония , аммиачная жидкость , аммиачная вода , водный раствор аммиака или (неточно) аммиак , представляет собой раствор аммиака в воде. Его можно обозначить символами NH 3 (aq). Хотя название гидроксид аммония предполагает соль с составом [NH +
4][ОЙ−
] , фактически невозможно выделить образцы NH 4 OH. Ионы NH+
4и OH − не составляют значительной доли общего количества аммиака, за исключением крайне разбавленных растворов. [6]
Концентрация таких растворов измеряется в единицах шкалы Боме ( плотность ), при этом типичным высококонцентрированным коммерческим продуктом является раствор плотностью 26 градусов Боме (около 30% аммиака по весу при 15,5 °C или 59,9 °F). [7]
В водном растворе аммиак депротонирует небольшую часть воды, образуя аммоний и гидроксид в соответствии со следующим равновесием :
В 1 М растворе аммиака около 0,42% аммиака преобразуется в аммоний, что эквивалентно pH = 11,63, поскольку [ NH+
4] = 0,0042 М, [OH − ] = 0,0042 М, [NH 3 ] = 0,9958 М и pH = 14 + log 10 [OH − ] = 11,62. Константа ионизации основания равна
Как и другие газы, аммиак демонстрирует уменьшающуюся растворимость в растворяющих жидкостях по мере повышения температуры растворителя. Растворы аммиака уменьшаются в плотности по мере увеличения концентрации растворенного аммиака. При 15,6 °C (60,1 °F) плотность насыщенного раствора составляет 0,88 г/мл и содержит 35,6% аммиака по массе, 308 граммов аммиака на литр раствора, и имеет молярность приблизительно 18 моль /л. При более высоких температурах молярность насыщенного раствора уменьшается, а плотность увеличивается. [8] При нагревании насыщенных растворов выделяется газ аммиак.
В отличие от безводного аммиака, водный аммиак находит мало неспецифических применений за пределами чистящих средств .
Бытовой «аммиак» представляет собой раствор NH3 в воде и используется в качестве универсального очистителя для многих поверхностей. Поскольку аммиак дает относительно не оставляющий разводов блеск, одним из его наиболее распространенных применений является очистка стекла , фарфора и нержавеющей стали . Его также часто используют для чистки духовок и для замачивания предметов с целью удаления пригоревшей грязи. Концентрация бытового аммиака по весу составляет от 5% до 10%. [9] Американские производители чистящих средств обязаны предоставлять паспорт безопасности материала продукта , в котором указана используемая концентрация. [10]
Растворы аммиака (5–10% по весу) используются в качестве бытовых чистящих средств, особенно для стекла. Эти растворы раздражают глаза и слизистые оболочки (дыхательные пути и пищеварительный тракт), и в меньшей степени кожу. Эксперты советуют проявлять осторожность, чтобы убедиться, что химикат не смешан с любой жидкостью, содержащей отбеливатель , из-за опасности образования токсичного газа хлорамина. Смешивание с хлорсодержащими продуктами или сильными окислителями, такими как бытовой отбеливатель, может привести к образованию токсичных паров хлорамина . [11]
Эксперты также предупреждают, что не следует использовать чистящие средства на основе аммиака (например, средства для мытья стекол или окон) для сенсорных экранов автомобилей из-за риска повреждения антибликового и антиотпечаткового покрытия экрана. [12]
Разбавленный (1–3%) аммиак также входит в состав многочисленных чистящих средств, включая многие формулы для мытья окон. [13] Поскольку водный аммиак представляет собой газ, растворенный в воде, по мере испарения воды с окна газ также испаряется, оставляя на окне разводы.
Помимо использования в качестве ингредиента в чистящих средствах с другими очищающими ингредиентами, аммиак в воде также продается как чистящее средство сам по себе, обычно маркируется просто как «аммиак». Он может продаваться в чистом виде, с запахом лимона (и обычно окрашен в желтый цвет) или с запахом сосны (зеленый). Широко распространенный аммиак с добавлением мыла известен как «мутный аммиак».
В промышленности водный аммиак может использоваться в качестве предшественника некоторых алкиламинов , хотя обычно предпочтительнее безводный аммиак. Гексаметилентетрамин легко образуется из водного аммиака и формальдегида . Этилендиамин образуется из 1,2-дихлорэтана и водного аммиака. [14]
В первые годы двадцатого века был популярен и широко применялся цикл абсорбции пара с использованием водно-аммиачных систем, но после разработки цикла компрессии пара он утратил большую часть своего значения из-за низкого коэффициента полезного действия (примерно одна пятая от коэффициента полезного действия цикла компрессии пара). Холодильник Electrolux [15] и холодильник Einstein являются хорошо известными примерами такого применения раствора аммиака.
Аммиак используется для производства хлорамина , который может использоваться в качестве дезинфицирующего средства. [16] В питьевой воде хлорамин предпочтительнее прямого хлорирования из-за его способности дольше оставаться активным в стоячих водопроводных трубах, тем самым снижая риск инфекций, передающихся через воду.
Аммиак используется аквариумистами для создания нового аквариума с использованием аммиачного процесса, называемого циклом без рыб . [17] Для этого применения требуется, чтобы аммиак не содержал никаких добавок.
Пекарский аммиак ( карбонат аммония и бикарбонат аммония ) был одним из первых химических разрыхлителей . Его получали из оленьих рогов. [18] Он полезен в качестве разрыхлителя, поскольку карбонат аммония активируется при нагревании. Эта характеристика позволяет пекарям избегать как длительного времени расстойки дрожжей, так и быстрого рассеивания CO2 пищевой соды при подъеме хлеба и печенья. Он по-прежнему используется для приготовления аммиачного печенья и другой хрустящей выпечки, но его популярность пошла на убыль из-за неприятного запаха аммиака и опасений по поводу его использования в качестве пищевого ингредиента по сравнению с современными рецептурами разрыхлителя. Ему был присвоен номер E E527 для использования в качестве пищевой добавки в Европейском союзе .
Водный аммиак используется в качестве регулятора кислотности для снижения уровня кислотности в пище. Он классифицируется в Соединенных Штатах Управлением по контролю за продуктами и лекарствами как общепризнанный безопасный (GRAS) при использовании пищевой версии. [19] Его способность контролировать pH делает его эффективным противомикробным средством.
В производстве мебели традиционно использовалось окуривание аммиаком для затемнения или окрашивания древесины, содержащей дубильную кислоту . После того, как раствор аммиака был запечатан в контейнере с древесиной, пары аммиачного раствора вступают в реакцию с дубильной кислотой и солями железа, естественным образом содержащимися в древесине, создавая насыщенный, темный вид древесины. Эта техника широко использовалась во времена движения искусств и ремесел в мебели — мебельного стиля, который в основном изготавливался из дуба и окрашивался с использованием этих методов. [20]
Раствор аммиака используется для обработки соломы, в результате чего получается «аммонизированная солома», что делает ее более съедобной для скота . [21]
Водный аммиак используется в традиционном качественном неорганическом анализе в качестве комплексообразователя и основания. Как и многие амины, он дает темно-синюю окраску с растворами меди (II). Раствор аммиака может растворять остатки оксида серебра, например, те, которые образуются из реагента Толленса . Он часто встречается в растворах, используемых для очистки золотых, серебряных и платиновых украшений, но может оказывать неблагоприятное воздействие на пористые драгоценные камни, такие как опалы и жемчуг. [22]