Conceptos básicos de uso y manejo del amoníaco

 

1.       Confeccionar una ficha técnica del Amoniaco.

2.       Usos y aplicaciones del amoniaco, y de sus sales.

3.       Condiciones y materiales para su almacenaje.

4.       Averiguar:
   a) ¿Cómo varia la solubilidad del amoniaco en función de la presión y la temperatura.
   b) ¿Se puede licuar a temperatura ambiente? ¿Por qué?

5.       En general, ¿en qué se parecen y en que se diferencian los distintos métodos de obtención de amoniaco a nivel industrial?

6.       Análisis del método Casale.
   a) Identificar en el diagrama de flujo cuáles son los distintos aparatos que componen la planta.
   b) Confeccionar una lista de los aparatos. Indicar qué función cumple cada uno.
   c) ¿Cuáles son las etapas mas importantes del proceso?.

7.       ¿Cómo es y cómo funciona el horno de síntesis del amoniaco? Explicar brevemente y esquematizar.

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1)

Densidad	0.7714 g/l
Punto de fusión	-78 ºC
Punto de ebullición	-33.5 ºC
Temperatura critica	132,39 ºC
Presión critica	111.16 atm.
Color	Incoloro
Olor	Olor sofocante y picante característico

Es soluble en agua, alcohol, cloroformo, benceno y acetona.

Acción biológica:
Al respirarlo aumenta la presión sanguínea y puede provocar la muerte. Lo mismo bebiendo solución acuosa concentrada.

Los ojos son muy sensibles al amoniaco y quema la piel.

Al disolverse en agua, algunas moléculas quedan como NH₃, pero otras reaccionan con esta:

NH₃ + H₂O à NH₄OH

Esta solución, llamada hidróxido de amonio es una base débil (K_b=1.8x 10^-5), estando disociada:

NH₄OH Á NH₄⁺+ OH^-

Si se calienta esta solución se desprende NH₃.

Si bien no es combustible al aire, puede arder en presencia de O₂ puro, con llama amarilla y produciendo agua y NO.

4NH₃ + 5O₂ à 4NO + 6H₂O

Reacciona con metales activos a altas temperaturas, formando nitruros. Por ejemplo:

2NH₃ + 3Mg Á Mg₃N₂+ 3H_2­

Igualmente a temperaturas elevadas puede actuar como reductor:

2 NH₃ + 3CuO Á N_2­+ 3Cu + 3H₂O

Se combina con sales formando complejos, por ejemplo:

ZnCl₂ + 4NH₃ ÁZn(NH₃)₄Cl₂

Reacciona con ácidos, formando sales de amonio:

HCl + NH₃ à ClNH₄

2) Tiene las siguientes aplicaciones:

Refrigeración: en estado líquido se usa como refrigerante para la fabricación de hielo, gracias a su elevado calor de ebullición.

Fabricación de CO₃Na₂ y CO₃HNa por el método de Solvay.

Fabricación de sales de NH₄, como NO₃ NH_4, ClNH_4, PO₄(NH₄)₃, CO₃H NH_4.

Fabricación de NO₃H por el método de Oswald.

Como reactivo de laboratorio.

3) Los materiales que resisten al amoniaco para poder almacenarlo son:

Plomo (NH₃ líquido).

Hierro (no para temperaturas elevadas).

Aceros al cromo.

Cromo níquel.

Fundición sílica.

No sirven el Zinc ni el cobre (forma aminas solubles en presencia del oxigeno del aire).

4.      
a) El amoniaco es fácilmente soluble en agua (y también en algunos disolventes orgánicos, como alcohol, cloroformo, acetona, benceno). La solubilidad en agua es, como en todos los gases, dependiente de la temperatura y de la presión y tanto mayor cuanto mas elevada es la presión y mas baja es la temperatura.

b) Se puede licuar a temperatura ambiente a unos 10°C a 6atm de presión, o a 20°C a 8.5atm de presión. A -33.5 °C. Gracias a esta propiedad para pasarlo del estado gaseoso al estado líquido, en la industria, solamente se necesita un refrigerante y una válvula de reducción.

5. La diferencia entre los distintos métodos es la siguiente:

Métodos	Presión	Temperatura	Catalizadores
Claude	1000atm	450-500°C	Fe, Mo y Al2O3
Haber-Bosch	200atm	550°C	Fe2O3, Al 0
Americano	200-300atm	500°C	Fe2O3, Al 0
Casale	500-600atm	500°C	Fe2O3, Al 0
Fauser	200atm	500°C	Fe2O3, Al 0

Podemos decir entonces que se diferencian básicamente en la presión y muy poco en la temperatura, y respecto de los catalizadores son casi todos iguales. La diferencia que hay entre presiones y temperaturas es para variar el rendimiento y tiempo de la reacción.