Химические, физические и тепловые свойства аммиака (NH3), он же холодильный агент R 717.
Аммиак относится к токсическим веществам. По ГОСТ 12.1.005-88 аммиак относится к IV классу опасности. Действие газообразного аммиака на человека характеризуется следующими показателями в мг/куб. м:
Газ горючий. Температура его самовоспламенения в стальной бомбе, обладающей каталитическим действием, равна 650°С, теплота сгорания равна 20790 кДж/кг (4450 ккал/кг), минимальная энергия зажигания равна 680 мДж. Смесь аммиака с воздухом становится горючей при содержании в смеси 15-28 об.% аммиака (нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени). С увеличением температуры пределы распространения пламени расширяются и при 100°С они лежат в интервале 14,5-29,5 об.% аммиака.
При поджигании аммиака в неограниченном объеме ударная взрывная волна, способная причинить разрушения, не образуется. Однако аммиак является горючим газом и при его сгорании (с воздухом или кислородом) внутри замкнутого объема (оборудования или помещения) давление может повыситься в 6 раз, вызвав разрушение оборудования или здания и ударную волну от расширения сжатых продуктов сгорания.
Аммиак взаимодействует с медью, цинком и их сплавами, особенно в присутствии воды; растворяет обычную резину.
Стали в жидком аммиаке с содержанием воды меньше 0,2% веса в присутствии кислорода могут подвергаться коррозионному растрескиванию при температуре эксплуатации до минус 20 град. C
Физико-химические свойства аммиака и аммиачной воды
Аммиак не имеет цвета и обладает характерным запахом.
Температура воспламенения аммиака на воздухе составляет 651 °С. Он образует с воздухом взрывоопасные смеси в интервале при объемных концентрациях 15-28 %, с увеличением температуры пределы взрываемости расширяются, и при 100 °С они составляют 14,5-29,5 %. Максимальное давление при взрыве аммиачно-воздушной смеси в 7 раз превышает начальное.
Качественное и своевременное обслуживание кондиционеров LG.
В присутствии пара с концентрацией выше 11 % аммиачно-воздушные смеси взрывобезопасны.
Физические свойства аммиака
Молярный объем (при 0 °С, 101,3 кПа), л/моль
Плотность (газ, 0 °С, 101,3 кПа), кг/м 3
Критическое давление, МПа
Критическая температура, °С
Температура плавления (при 101,3 кПа), °С
Температура кипения (при 101,3 кПа), °С
Теплота испарения (при 101,3 кПа), кДж/кг
Скорость звука в жидком NH3, м/с
Диэлектрическая константа (при 25 ° C )
Зависимость давления газообразного аммиака от температуры
Аммиак взаимодействует с медью, цинком, кадмием и их сплавами, особенно в присутствии воды; растворяет обычную резину.
Аммиачная вода
Растворимость аммиака в воде при давлении 101,3 кПа приведена ниже:
Теплота растворения газообразного аммиака в воде с концентрацией 1-50% составляет 34-24 кДж/моль.
Физико-химические свойства аммиака. Зависимость температуры конденсации аммиака от давления. Равновесие реакции синтеза аммиака
Страницы работы
Содержание работы
8. Физико-химические свойства аммиака. Зависимость температуры конденсации аммиака от давления. Равновесие реакции синтеза аммиака. Уравнение для расчета константы равновесия. Использование данных по равновесию в системе газ- жидкость для выбора оптимальных условий конденсации аммиака.
Температура кипения при 0,1МПа, 0 С………………………………………… – 33,3
Температура плавления, 0 С ………..…………………………………………….–77,7
Температура конденсации NH3 увеличивается с увеличением давления.
8.2.Зависимость тепмпературы конденсации NH3 от давления
температура кондесации, 0 С
Это позволяет выводить продукционный NH3 из циркуляционного газа, находящегося под давлением в жидком состоянии при повышенных температурах.
По ГОСТ: марка А – для производства НАК, для азотирования, в качестве хладагента, для создания защитных атмосфер; Ак – на экспорт и для транспортирования по магистральному аммиако-проводу; Б – для переработки на удобрения, в с/х. По физико-химическим показателям NH3 должен соответствовать нормам
1. Массовая доля аммиака, %, не менее
2. Массовая доля азота, %, не менее
3. Массовая доля воды (остаток после испарения), %
4. Массовая доля воды (метод Фишера), %, не более
Выход NH3 увеличивается при понижении температуры и повышении давления (принцип Ле-Шателье).
Равновесные концентрации NH3, % об.
С увеличением давления равновесные концентрации NH3, % об увеличиваются, а при повышении температуры уменьшаются. К равновесия зависит не только от температуры, но и от давления, это следствие отклонения свойств сжатых газов от свойств идеальных газов.
Кр по уравнению Вант-Гоффа :
q – тепловой эффект, кДж/кмоль;
Т- средняя температура в колонне синтеза, К;
Р – давление в колонне, МПа.
Зависимость Кр от температуры выражается эмпирическим ур-ем Ларсона и Доджа для обратной р-ции:
β – коэффициент, зависит от давления;
Y – константа интегрирования зависит от давления.
К1*К2=1 – связь между константой прямой и обратной р-ции. Зависимость β и Y в ур-нии Ларсона и Доджа по рис. или из таблицы.
8.5. Равновесие «газ-жидкость»:
Равновесные концентрации NH3 в газе (% об.)
Равновесная концентрация NH3 в газовой фазе, % об
Накопление инертных примесей Ar, CH4 в синтез-газе плохо, т.к. ведет к увеличению концентрации аммиака в равновесном газе, следовательно, уменьшается степень конденсации аммиака.
Температура конденсации, 0 С
37. Влияние температуры и давления на скорость и степень превращения обратимой экзотермической реакции синтеза аммиака. Линия оптимальных температур (ЛОТ)
Синтез аммиака из N2 и Н2:
Скорость обратимой реакции синтеза аммиака описывается уравнением:
Из анализа уравнения видно, что с увеличением Т (даже незначительно) возрастает константа скорости. Для выбора оптимальных условий процесса необходимо совместно учитывать кинетику и равновесие.
Т.о. для реакции синтеза NH3 установлены следующие зависимости:
k K * U
Графически
эти графики
получим
T Т Топт Т
Критерием оптимизации служит максимальная скорость реакции или максимальная степень превращения.
Свойства аммиака: плотность, теплоемкость, теплопроводность NН3
Свойства аммиака NН3 (газ) при атмосферном давлении
Аммиак (NН3) – токсичное горючее газообразное вещество, обладающее свойством образовывать при контакте с воздухом взрывоопасную смесь.
При нормальном давлении и комнатной температуре существует в виде газа. Для использования в производстве и при транспортировании аммиак (нитрид водорода) сжижают.
Технический аммиак используется как основное сырьё при производстве большого количества веществ, содержащих азот и используемых в разных отраслях промышленности: минеральных удобрений, азотной и синильной кислот, в общем органическом синтезе и т.д.
В таблице даны следующие свойства аммиака:
По данным таблицы видно, что свойства аммиака существенно зависят от температуры. Так, с ростом температуры уменьшается плотность аммиака, и число Прандтля; остальные характеристики этого газа увеличивают свои значения.
Плотность аммиака при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении существенно ниже плотности воздуха при этих условиях.
Свойства аммиака (сухой насыщенный пар)
В таблице указаны следующие свойства пара аммиака:
Свойства жидкого аммиака в состоянии насыщения
В таблице приведены следующие свойства жидкого аммиака:
Плотность аммиака в жидком состоянии менее зависима от температуры, чем плотность его пара. Только динамическая вязкость существенно снижается при росте температуры жидкого аммиака.
Теплопроводность аммиака в жидком и газообразном состояниях
В таблице приведены значения теплопроводности аммиака в жидком и газообразном состояниях в зависимости от температуры и давления. Теплопроводность аммиака (размерность Вт/(м·град)) указана в диапазоне температуры от 27 до 327 °С и давления от 1 до 1000 атмосфер.
Теплопроводность газообразного аммиака увеличивается при нагревании. Увеличение давления приводит к росту значения теплопроводности, как для жидкого, так и для газообразного аммиака.
В следующей таблице приведена теплопроводность аммиака при низких температурах и атмосферном давлении.
Теплопроводность жидкого аммиака на линии насыщения в зависимости от температуры приведена в таблице ниже. Следует отметить, что теплопроводность жидкого аммиака при нагревании уменьшается.
Урок №30. Аммиак. Физические и химические свойства. Получение и применение
Аммиак – NH3
Строение молекулы
Физические свойства аммиака
При нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта), почти вдвое легче воздуха, ядовит. По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это мы и воспринимаем как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. Растворимость NH 3 в воде чрезвычайно велика — около 1200 объёмов (при 0°C) или 700 объёмов (при 20°C) в объёме воды.
Получение аммиака
В лаборатории
Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:
NH 4 Cl + NaOH = NH 3 ↑ + NaCl + H 2 O
(NH 4 ) 2 SO 4 + Ca(OH) 2 = 2NH 3 ↑ + CaSO 4 + 2H 2 O
1. С водой образуетсяаммиачная вода (нашатырный спирт), обладающий основными свойствами – фенолфталеин в таком растворе окрашивается в малиновый цвет, а красная лакмусовая бумага – в синий:
2NH 3 +H 2 SO 4 = (NH 4 ) 2 SO 4 – сульфат аммония
Применение аммиака
Медики используют водные растворы аммиака (нашатырный спирт) в повседневной практике: ватка, смоченная в нашатырном спирте, выводит человека из обморочного состояния. Для человека аммиак в такой дозе не опасен.
k K * U
Графически
эти графики
получим
T Т Топт Т
Критерием оптимизации служит максимальная скорость реакции или максимальная степень превращения.
