Ammoniakk | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ammoniakmolekyl |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identifikasjon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IUPAC-navn | azan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Synonymer |
hydrogen nitrid |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.760 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EC | 231-635-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o RTECS | BO0875000 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ChEBI | 16134 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
FEMA | 4494 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SMIL |
N , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
InChI |
InChI: InChI = 1 / H3N / h1H3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Utseende | Komprimert flytende gass, fargeløs til svakt farget, skarp, intens, kvelende, irriterende lukt. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kjemiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Formel | N H 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molarmasse | 17,0305 ± 0,0004 g / mol H 17,76%, N 82,25%, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pKa | 9,23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dipolar øyeblikk | 1,4718 ± 0,0002 D | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molekylær diameter | 0,310 nm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fysiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° fusjon | −77,7 ° C , −77,74 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° kokende | −33,35 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Løselighet | i vann ved 20 ° C : 540 g l -1 , i alkohol, dvs. 14,8 g per 100 g alkohol ved 95 ° til 20 ° C , etyleter og organiske løsningsmidler | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Løselighetsparameter δ |
33,4 MPa 1/2 ( 25 ° C ); 29,2 J 1/2 cm −3/2 ( 25 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumisk masse |
0,86 kg / m 3 ( 1,013 bar, kokepunkt ) 0,769 kg / m 3 ( CNTP ) ligning:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Selvantennelsestemperatur | 651 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eksplosjonsgrenser i luft | Nedre: 15,5 (Weiss, 1985) Øvre: 27 (Weiss, 1985) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mettende damptrykk | ved 26 ° C : 1013 kPa
ligning:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritisk punkt | 112,8 bar , 132,35 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termokjemi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S 0 gass, 1 bar | 192,77 J / mol • K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 gass |
-39,222 kJ · mol -1 ( -273,15 ° C ) -46,222 kJ · mol -1 ( 24,85 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 væske | −40,2 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ vap H ° |
23,33 kJ mol −1 ( 1 atm , −33,33 ° C ) 19,86 kJ mol −1 ( 1 atm , 25 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C s |
2097,2 J · kg -1 · K -1 ( 0 ° C ) 2226,2 J · kg -1 · K -1 ( 100 ° C ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PCS | 382,8 kJ · mol -1 ( 25 ° C , gass) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PCI | 317,1 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroniske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re ioniseringsenergi | 10,070 ± 0,020 eV (gass) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystallografi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pearson symbol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystallklasse eller romgruppe | P2 1 3 (nr. 198) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Strukturbericht | D1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Typisk struktur | NH 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Optiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brytningsindeks | 1.325, samme verdi for flytende ammoniakk ved 16,5 ° C under trykk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fare H221 , H314 , H331 , H400 , P210 , P261 , P273 , P280 , P305 , P310 , P338 og P351 H221 : Brennbar gass H314 : Gir alvorlig etseskader på huden og øyeskader H331 : Giftig ved innånding H400 : Meget giftig for vannlevende organismer P210 : Holdes borte fra varme / gnister / åpen ild / overflater. - Røyking forbudt. P261 : Unngå å puste inn støv / røyk / gass / tåke / damp / spray. P273 : Unngå utslipp til miljøet. P280 : Bruk vernehansker / verneklær / øyevern / ansiktsbeskyttelse. P305 : Hvis i øynene: P310 : Kontakt et GIFTINFORMASJONSSENTER eller lege. P338 : Fjern kontaktlinser hvis offeret bruker dem og hvis de lett kan fjernes. Fortsett å skylle. P351 : Skyll forsiktig med vann i flere minutter. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A, B1, D1A, E, A : Komprimert gass absolutt damptrykk ved 50 ° C = 2070 kPa B1 : Brennbar gassantennelighetsgrense - konsentrasjonsområde = 13% D1A : Meget giftig materiale som forårsaker øyeblikkelige alvorlige effekter Akutt dødelighet: LC50 innånding / 4 timer (mus) = 2115 ppm E : Etsende materiale Transport av farlig gods: Klasse 8 Offentliggjøring ved 1.0% i henhold til listen over ingredienser Kommentarer: Som presentert i tolkningen av Health Health policy, trenger ikke symbolet for fare D1 (hodeskalle) å vises på leverandørens etikett . Imidlertid må alle helse- og sikkerhetsfarer presentert av dette produktet vises på etiketten og sikkerhetsdatabladet. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NFPA 704 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 3 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Transportere | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
268 : giftig og etsende gass UN-nummer : 1005 : ANHYDROUS AMMONIA Klasse: 2.3 Klassifiseringskode: 2TC : Flytende gass, giftig, etsende; Etiketter: 2.3 : Giftige gasser (tilsvarer gruppene betegnet med store bokstaver T, dvs. T, TF, TC, TO, TFC og TOC). 8 : Etsende stoffer
20 : kvelende gass eller gass som ikke viser en tilleggsrisiko UN : 2073 : ammoniakk i vandig løsning med en tetthet på mindre enn 0,880 ved 15 ° C inneholdende mer enn 35 prosent, men ikke mer enn 50 prosent av ammoniakk klasse : 2.2 Klassifiseringskode: 4A : Gass oppløst under trykk, kvelende; Etiketter: 2.2 : Ikke-brennbare, giftfrie gasser (tilsvarer grupper betegnet med A eller stor O); 8 : Etsende stoffer
80 : etsende stoff eller en som viser en mindre grad av korrosivitet UN : 2672 : ammoniakkoppløsning, vandig med en densitet mellom 0,880 og 0,957 ved 15 ° C inneholdende mer enn 10 prosent, men ikke mer enn 35 prosent av ammoniakk klasse : 8 Klassifiseringskode: C5 : Etsende stoffer uten subsidiær risiko; Materialer av grunnleggende karakter: Uorganisk, flytende; Etikett: 8 : etsende stoffer Emballasje: Emballasje gruppe III : substanser med liten fare.
268 : giftig og etsende gass UN-nummer : 3318 : AMMONIA LØSNING vandig med en tetthet på mindre enn 0,880 ved 15 ° C som inneholder mer enn 50 prosent ammoniakk Klasse: 2.3 Klassifiseringskode: 4TC : Gass oppløst under trykk, giftig, etsende ; Etiketter: 2.3 : Giftige gasser (tilsvarer gruppene betegnet med store bokstaver T, dvs. T, TF, TC, TO, TFC og TOC). 8 : Etsende stoffer |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Innånding | Damp er veldig irriterende og etsende. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hud | Konsentrerte løsninger kan forårsake forbrenning. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Øyne | Farlig, irritasjon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Svelging | Svelging kan forårsake forbrenning i munnen, tungen, spiserøret. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Økotoksikologi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Luktterskel | lav: 0,04 ppm høy: 53 ppm |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den ammoniakk er en kjemisk forbindelse med formelen N H 3 (generisk gruppe av hydrogen nitrider ). Under normale temperatur- og trykkforhold er det en gass betegnet NH 3- gass . Det er fargeløst og irriterende, med en skarp lukt i lave doser; det brenner øynene og lungene i høyere konsentrasjon.
Den produseres industrielt av Haber-Bosch-prosessen fra nitrogen og hydrogen . Det er en av de mest syntetiserte forbindelsene i verden, brukt som kjølemiddel , og for syntese av mange andre forbindelser (inkludert en stor mengde gjødsel ). Det er også et flytende oppløsningsmiddel i ren bruk, ved 20 ° C og 8 bar, eller i flytende NH 3 .
Den selv ionisering av flytende ammoniakk er meget svak, karakterisert ved en ionisk dissosiasjonskonstant K i = [NH 4 + ] [NH 2 - ], som er ca. 10 -33 mol 2 l -2 ved -50 ° C .
I den protoniske væsken NH 3 løsningsmiddel , den ammonium- kationet NH 4 + er den sterkeste syre, mens amid-NH 2 - anionet er den sterkeste base.
Den elektroniske dubletten gjør den både til en base , en nukleofil , en ligand og et reduksjonsmiddel . Den grunnleggende egenskapen gjør den nyttig for forskjellige ammoniumsalter. Dens nukleofile egenskaper gjør det til et grunnleggende reagens i organisk kjemi for fremstilling av amider , imider , etc. Ligandegenskapene har vært kjent siden begynnelsen av koordineringskjemi og den berømte vitenskapelige debatten mellom Sophus Mads Jørgensen og Alfred Werner , som vakte oppmerksomhet fra juryen for Nobelprisen , som ble tildelt sistnevnte i 1913. Endelig er dens egenskap å redusere middel tillater det å bli oksidert industrielt til salpetersyre og hydrazin, spesielt to industriprodukter med høy tonnasje.
I kjemiteknikk utgjør systemet (luft - NH 3 - vann) en meget studert modell av flytende gassfaser, siden ammoniakk er en veldig løselig gass i vann, med en løselighet på 89,9 g per 100 g vann ved 0 ° C og bare 7,4 g ved 96 ° C . Gassen er oppløselig i vann, i form av vandige NH 3 svakt dissosiert i ammoniumkationer og hydroksyl- anioner , er denne vandige løsning kalt ammoniakk .
Fysiologisk spiller den en viktig rolle i landbruket; det er via ammoniakk at nitrogen kunstig inkorporeres av planter. Hos dyr er det involvert i å fjerne nitrogen fra kroppen og regulere pH i blodet.
På land er den i hovedsak fanget i jordskorpen (mineralske ammoniakksalter som bikarbonater, nitrater, nitritter, klorider, fosfater, etc. ) eller i organisk materiale ( kull , torv , petroleum ) ... I overskudd i luften, det er et forsurende og eutrofisk forurensende stoff i miljøet. Etter en forbedring fra 1990 til 2011 begynte nivåene i luften, nå overvåket av satellitt, å øke igjen i Europa og Frankrike, hovedsakelig på grunn av mer industriell landbrukspraksis (data fra 2016). I 2011, ifølge EØS, var landbruket ansvarlig for 94% av NH 3- utslippene . Husdyr via husdyrgjødsel og slam er en st kilde. Dens innhold i luften skal være minimalt (unntatt i nærvær av avføring eller nedbrytende urin , gjæring av mikroorganismer i et trangt miljø eller forråtnelse i anaerobt miljø ).
Ordet ammoniakk , bevist i XIV - tallet, kommer fra det latinske ammoniacum , selv avledet av den gamle greske : ἀμμωνιακόν "ammoniakk eller ammoniakk saltgummi ", som fremkalte navnet på den egyptiske guden Amon (som i Libya , nesten fra tempel av Jupiter Ammon som ekstraherte et mineral ( salmiakk ) som kunne frigjøre ammoniakk). Denne alkalien ble også i gamle tider produsert ved oppvarming av fersk ekskrement eller en blanding av salt og urin . Du kan føle det og alkalisk Handling var kjent bruk av andre materialer (minst fra XII th dynastiet i Egypt er 2000 år før Kristus ). Men som alt gassformig materiale, forble det lenge dårlig forstått.
I middelalder, den smed oppnås dette alkali destillasjon Amon horn og hover fra storfe (nitrogen-rikt materiale).
Britisk kjemiker Robert Boyle oppfinner tester for å oppdage denne gassformede alkalien (solsikke tinktur eller fiolett sirup som blir blå i nærvær av denne gassen).
Om et århundre senere, med økning av kvikksølv -tank pneumochemistry , ble dets fremstilling og isolering lettes ved Joseph Priestley i 1774 , ved ganske enkelt å oppvarme ammoniumsalter med kalk CaO eller kalksten som en stein kalk. ; med en vanntank, oppnår man ved å fange i vannet i tanken, ammoniakk eller ammoniakkvann.
I 1785 ga kjemikeren Berthollet dette kjemiske legemet en formel på ett nitrogen for tre hydrogener.
Fra 1850-årene , nitrogensyklusen begynner å bli oppfattet: det er underforstått særlig at atmosfærisk ammoniakk direkte kan absorberes og utnyttes av planter: De Ville (1850) og Schlösing (1874) utsette plantene inntil der holdes i nitrogen underskudd til et luft beriket med ammoniakk, og de viser at de kan absorbere og metabolisere det. Samtidig viser Boussingault (1856) den grunnleggende rollen til nitrater når vi begynner å måle ammoniumforekomster (NH 4 ) i nedbør (ca. 5 kg N-NH 4 + per hektar og per år ifølge Lawes og Gilbert i midten av XIX - tallet (1851) Kort tid etter, fanget Bineau (1854) (i en "syrefjerner") og måler tørr avsetning av ammoniakk fra den omgivende luften. Caluire og Lyon : 15 til 50 kg N-NH 3 per hektar og per år. Tilsvarende måler Heinrich (1881) i Rostock (Tyskland), Kellner et al. (1886) i Tokyo henholdsvis forekomster på 31 og 12 kg N- NH 3 per hektar og per år. Deretter Hall og Miller (1911) hadde ideen om å beskytte ammoniakkfellen mot støv og insekter ved hjelp av et fint rutenett (som kunne ha fått dem til å undervurdere tørre avleiringer, bemerker Loubet i sin avhandling i 2000) og å ha slike feller i forskjellige høyder, som gjorde det mulig for dem å fremheve graderinger av "konsentrasjon" over vegetasjonen og å lokalisere er "synke" soner (ugjødslet) og kildesoner (utslipp sannsynligvis over gjødslede soner).
Senere vil fysikere oppdage at den oscillerende bevegelsen til NH 3 - gassmolekylet , der nitrogen passerer mellom den trekantede basen dannet av de tre HS for å nå sin doble posisjon på toppen av pyramidearrangementet, ble oppdaget av den alsaceiske fysikeren Alfred Kastler . Denne vanlige oscillerende bevegelsen til ammoniakkmolekylet er opprinnelsen til den første atomuret fra Bureau of stantards i USA i 1948 .
Etter andre verdenskrig gjenopplivet utviklingen av industrielt og produktivistisk jordbruk studier på tap av nitrogen fra organisk gjødsel (mineralisering) og kjemisk gjødsel (utvasking av nitrater, et tap som er en kilde til kostbart avfall av gjødsel, og økende og generelt forurensning av grunnvann så vel som eutrofiering av overflatevann som vi ikke blir skremt før mye senere). Allison (1955) demonstrerer at forflyktningen av nitrater tidligere har blitt undervurdert. Disse tapene er fremdeles gjenstand for forskning ( f.eks. Whitehead og Raistrick, 1990).
Begrepet adjektivisk opprinnelse ammoniakk kvalifiserte tidligere et medisinsk stoff, ammoniakkgummi , brukt av apotekere , presentert som følger i 1752 av French-Latin Dictionary of Trévoux :
"Ammoniakk; en tannkjøtt som brukes på apotek. Gummi ammoniacum. Den blir brakt til oss fra Øst-India, og det antas at den stammer fra en umbelliferous plante . Det skal være tørre tårer, hvitaktig på innsiden, litt rødlig på utsiden, lett å blande, gummiaktig og harpiksaktig, litt bitter, med en skarp lukt og smak, med hvitløk. Det bringes også i masser fylt med små, veldig rene og veldig hvite tårer. Denne tannkjøttet svir med alderen; Dioscorides & Pliny nevner det. Dioscorides sier at ammoniakk er saften av en arter av ferrule som vokser i Afrika nær Cirène de Barbarie. Planten som bærer den, og roten, kalles Agafillis. God ammoniakk er fargerik, og er ikke kryptert med skrapved, sand eller steiner. Den har mange små korn som røkelse , fjerner lukten av castoreum , og er bitter etter smaken (...) Plinius kaller treet som den stammer fra Metopion (...) Apotekets ammoniakk reduseres i masse som harpikshøyde, i stedet for blir malt og tynn som røkelse. Det hevdes at det ble brukt som røkelse av de gamle i deres ofre. Denne tannkjøttet brukes i flere sammensetninger; det er rensende , smelter og løser, blir brukt eksternt. Gafer trekker fra seg en ånd og en olje, som ifølge det han sier har store dyder, som bare kommer fra det flyktige saltet den inneholder. Men da den blandes med en syre som forhindrer dens aktivitet, gir den middel til å skille disse to brennevinene, som ifølge ham er i stand til å produsere helt forskjellige effekter (...) Det er et salt som også kalles armonia eller ammoniakk. "
Adjektivet ammoniakk , bevist i 1575 i de franske skrifter av André Thevet , kvalifiserer et tyggegummi eller et ammoniaksalt samlet nær Amun-tempelet i Libya . "Sal ammoniakk" er ganske enkelt renset salmiakk , lett sublimerbar. Tannkjøttet er sannsynligvis en blanding av mykt eller pastaaktig plantestoff som inneholder salmiakk.
I 1787 , Guyton de Morveau innføres i fransk kjemisk nomenklatur det vesentlige ammoniakk , som definerer den kjemiske legeme. Begrepet ammoniakk , som karakteriserer vandige oppløsninger av ammoniakk eller ammoniakk , er imidlertid attestert rundt 1748 . Ordet ammonisering , som betegner transformasjonen av organisk nitrogen til ammoniakknitrogen, er attestert i det vanlige vokabularet av Grand Larousse fra 1933 . I dag er ifølge IUPAC-nomenklaturen ammoniakk den enkleste av azanene , eller acykliske nitrogenhydrider .
Den industrielle produksjonen av ammoniakk skjer hovedsakelig ved direkte syntese fra hydrogen og nitrogen . Hydrogen kan komme fra metan og nitrogen fra luft. Utviklingen av den første reaktoren ble designet av tysk kjemiker og er fremdeles hemmelig når den resulterer i 1913 med metoden Haber-Bosch , oppkalt etter kjemikere som utvikler jernkatalysator (Fe) og nikkel (Ni) og reaktorrørsprosessen ved en temperatur på 550 ° C .
Syntesen av ammoniakk er eksoterm, og frigjør 12,9 kalorier per mol ved atmosfærisk trykk. Det involverer to gasser, nitrogen og hydrogen. Under "omgivende" forhold er sluttproduktet en fargeløs gass (som produserer kondensasjonsrøyk med høy konsentrasjon) og avgir en veldig ubehagelig råtten lukt.
Den industrielle produksjonen av ammoniakk, ofte kalt for gjødselbehov, var da strategisk, fordi den var avgjørende for våpenindustrien og den felles eksplosivindustrien, og var i det vesentlige avhengig av eksport av nitrater fra Chile, de facto kontrollert av British Maritime Empire. . I 1901 hadde reaksjonen blitt studert av den franske kjemikeren Le Chatelier , med en katalysator basert på Fe, K på en aluminiumoksydbærer.
Haber-Bosch-prosessen, som allerede er forbedret på kinetisk nivå med et modulert trykk opp til mer enn 200 atm i løpet av årene med verdenskonflikten , blir gjenopprettet av de seirende allierte nasjonene, spesielt ONIA-gruppen i Toulouse . Franske og italienske kjemiske grupper kan investere for å modifisere og forbedre det på kontinentet. Dermed vises minst fire prosesser i mellomkrigstiden , som vitner om vitaliteten i industrigassektoren i Frankrike:
Den lavtrykksprosess Moncenisio er kjennetegnet ved et lavere trykk på 100 for å 150 bar ved en temperatur på omkring 430 ° C .
Allerede på 1960-tallet ble industriell ammoniakkgass solgt i stålbeholdere kalibrert med et trykk på 12 atm . Ved sin høye fordampningsvarme ved normal temperatur på 0 ° C er det nødvendig for kjøleindustrien.
På 1990-tallet snudde en verdensomspennende boom i produksjonsenheter for ammoniakk og ureaderivater geografien til industriell ammoniaksyntese opp ned, i sammenheng med produksjon og etterspørsel etter kjemisk gjødsel . I 2000 hadde Trinidad og Tobago den største enheten i verden, men den konkurrerte aktivt: I 1998 kjøpte Persiabukta enheter i Abu Dhabi på 400.000 tonn per år, Qatar på 300.000 tonn per år. An, suvi av Oman , etc . , sistnevnte region var godt i stand til å forsyne det asiatiske markedet som absorberte mer enn en tredjedel av verdens produksjon av ammoniakk i 1999.
Oljeproduserende land gjenvinner naturgassen og gjør den om til ammoniakk. I praksis kommer dinitrogen fra luft og dihydrogen kommer fra dampreformerende metan ( naturgass ).
Som kan deles inn i:
produksjon av hydrogen ved dampreformering (se artikkelen Dihydrogen ):Verdens produksjon fra H 2 og N 2 : Det ble anslått til 122 millioner tonn i 2006. Uttrykt oftest i millioner tonn nitrogen N, ville det nærmer 136,5 i 2012.
Den ble laget ved indirekte syntese, fra ammoniakalt vann. Så det kan oppnås ved destillasjon av flytende gjødsel og gjødsel . Men det var oftere fra malm under karbonisering av kull eller til og med koks etter 1880 (biprodukt fra behandlingen av koksovnsgasser).
På begynnelsen av XX th århundre , har forskjellige syntetiske metoder blitt utviklet.
En av dem er basert på hydrolyse av kalsiumcyanamid , selv hentet fra kalsiumkarbid .
Den andre bruker hydrolysen av nitridet av aluminium , selv produsert av nitrering ved høy temperatur av aluminiumoksydet .
Det var ikke før 1913 for å se vises prosessen Haber-Bosch fortsatt ansatt ved XXI th århundre.
En fremtidig biokjemiske rute er bruken av nitrogenase enzymer , intime komponenter av bakterier, som katalyserer reduksjonen av N- 2 til NH 3 .
Nitrogen er et essensielt element i aminosyrene som utgjør proteiner. Det er derfor viktig for alle levende ting. Selv om de utgjør 75% av atmosfærens volum, vet svært få levende vesener hvordan de skal bruke den direkte til biosyntetisering av aminosyrene. Bare noen få mikrober ekstraherer det direkte fra luften ved hjelp av et enzym ( nitrogenase ); de er spesielt cyanobakterier eller proteobakterier ( f.eks. Azotobacter ). De fleste belgfrukter , som bønner , kløver og lupiner, har utviklet symbioser med noen av disse bakteriene, som gjør at de lettere kan produsere aminosyrer og fungere som en vask for ammoniakk og grønn gjødsel . Omvendt er det ammoniakkvasker, hovedsakelig knyttet til absorpsjon av ammoniakk av bakterier og planter og knyttet til konvertering av ammoniakk til nitritter av bakterier av slekten Nitrosomonas .
I miljøet er den hovedsakelig tilstede i sin syreform, ammoniumionen ( N H 4 + ), som er en kilde til nitrogen direkte assimilert av planter. Normalt blir det omdannet til nitritter og deretter til nitrater i nitrogensyklusen , sistnevnte er den viktigste måten for nitrogenassimilering av planter. Men for mye nitrogen er en kilde til dystrofisering .
Det kommer hovedsakelig fra nedbrytningen av urea CO (NH 2 ) 2og urinsyre som er avledet fra den (urea er sluttproduktet av nitrogenholdige utskillelse av dyrecellemetabolisme , for eksempel i pattedyr, er det produsert av bakterier og gjær , og også ved visse planter via et enzym : l ' urease Ammoniakk er dermed den skarpe gassen som karakteriserer ostemodningskjellere, spesielt myke oster vasket i saltet vann som maroilles , munster eller gerome, utsatt for virkningen av bakteriell gjæring og noen enzymer.
I naturen foregår ammoniakkproduserende reaksjoner diffust i ferskvann og marint farvann på og i jord. I verden i volum ville 25 til 30% av all naturlig ammoniakk komme fra havet (primær kilde til atmosfærisk ammoniakk) og deretter fra nedbrytningen av urin, ekskrementer og lik av terrestriske ville dyr, forskjellige utskillelser , vedheng osv. og litt av visse planter). Andelen naturlige utslipp har falt kraftig i land og regioner med intensivt jordbruk. Som i vannbehandlingsanlegg og husdyrhold, oppstår ammoniakk fra nedbrytning av urea og urinsyre (som finnes i store mengder i disse excretates) inn i ammoniumion NH 4 + , under hydrolyserende virkning urease enzym (også funnet i feces ); avhengig av reaksjonen:
CO (NH 2 ) 2 + 3 H 2 O→ 2 NH 4 + + HCO 3 - + OH - .I oppløsning (væskefase), er ammoniumionet i likevekt med NH 3 (sin korresponderende base , seg i likevekt med NH 3 i gassfase). Disse reaksjonene bidrar til fordampning av ammoniakk mot atmosfæren, mer eller mindre rask avhengig av temperaturen (raskere når det er varmt og derfor i tropiske klimaer) og avhengig av pH i løsningen.
I atmosfæren , etter nitrogen (N 2 ), er den vanligste formen for nitrogen NH 3- gass (ammoniakk). I dag kommer den først fra kjemisk gjødsel og industrielt husdyrfôr , etterfulgt av forbrenning av fossil biomasse ( kull , olje , naturgass ) eller noen ganger biomasse (inkludert via skogbranner. ). Det er mulig at nedbrutt og oppvarmet jord taper også ut noe ammoniakk. Det blir brakt ned til bakken av regnet som indirekte surgjør og gjør eutrofisk. Sekundært forsurer det jorden og bidrar dermed også til eutrofieringen av miljøet. Da svovelforurensningen på 1970- og 1980-tallet gikk ned, ble den hovedårsaken til surt regn og forsuring av ferskvann .
I havene har Bouwman et al. anslått i 1997 at havene er den første naturlige kilden til ammoniakk, men også den mest usikre og dårlig forstått (f.eks. jo kaldere vannet , jo mer ammoniakk kan det oppløse, men mange andre faktorer er involvert og det samme havet er begge en vask og en kilde til ammoniakk: når ammoniakkkonsentrasjonen av overflatevann overstiger luftens, er det utslipp fra havet til atmosfæren, og omvendt. Asman et al. viste i 1994 at forurensede områder i Nordsjøen avgir ammoniakk. mens andre steder er det en vask. Tilstedeværelsen av ammoniakk (naturlig eller menneskeskapt) i overflatevann er knyttet til terrenginntak (tørre og fluviale avsetninger, tilførsler fra elver og elvemunninger), men også knyttet til dyreplanktonaktivitet og nedbrytning av fytoplankton eller dyreplankton eller andre marine organismer. Ammoniakkinnganger avhenger også av marine strømmer, oppvelgninger eller endooppvarminger og fortsatt fotokjemi og d graden av intensitet av kjemiske sluk av NH 3 i troposfæren plassert over hav, som intensitet avhengig av den mulige dannelse av sulfaterte aerosoler (NH 4 ) 2 SO 4 , hvor den sulfat kommer fra oksydasjon av OH ° og NO 3 radikaler av dimetylsulfid ( DMS), en organosulfur forbindelse med formel (CH 3 ) 2 S massivt produsert av fytoplankton og nebullized eller fordamper i luften. En annen kjemisk vask av ammoniakk er oksidasjonen av NH 3 med hydroksydgrupper .
Den har tre hovedopprinnelser: den kjemiske industrien, nedbrytningen av urinen og ekskrementer, og urin, avføring og ekskrementer fra dyr som lever under avlsforhold.
Som en indikasjon, i 1987, Buijsman et al. anslått at på europeiske gårder er dyrene som slipper ut mest ammoniakk storfe (18 kg NH 3 per hode i gjennomsnitt per år), før hester (9,4 kg ), sauer (3,1 kg ), griser (2,8 kg ) og deretter fjærfe (0,26 kg ), tall som varierer etter avlstype, og som er relatert til antall hoder per avl eller per hektar, og som ikke kan dupliseres i de tropiske regionene.
Toksisitetsterskelen varierer avhengig av art, varighet og nivå av eksponering og deres miljø, men overskudd av ammoniakk i luften eller i et miljø er giftig og økotoksisk.
Ammoniakkgass (NH 3 ) er en kilde til ammonium i nedbør (regn, snø, men også dugg, tåke). Fra 1980 til 2008 falt de franske NH 3- utslippene bare med 4% (kilde Citepa ). Ammoniumavleiringer forsures indirekte når de frigjør H + -ioner i jorden ved transformasjon til nitritter (NO 2 - ) eller nitrater (NO 3 - ), mens de eutrofiserer miljøet der det er avsatt; ammoniakk er ikke den eneste formen for nitrogen som er involvert, studien av ammoniakkforurensning må gjøres som en del av en mer global tilnærming som tar oversikt over miljøeffektene når det gjelder total nitrogen.
De fleste landplanter utnytter ammoniakk og annet nitrogenholdig avfall som er innlemmet i jorden ved råtnende materiale . Noen er parasitter eller hemiparasitter fra andre planter. Andre, som nitrogenfikserende belgfrukter , drar nytte av symbiotiske forhold til rhizobia som skaper ammoniakk fra atmosfærisk nitrogen, men overflødig ammoniakk i jorda eller til og med i luften, derimot, kan ha negative effekter. Negative effekter på mange plantearter, så snart de toksiske effektene av NH 3 overstiger hastigheten og avgiftningskapasiteten in vivo til plantene som er utsatt for den.
Fra landbruks- eller industrielle kilder deponeres ammoniakk i gjennomsnitt ganske raskt (i løpet av de første fire til fem kilometer etter at den er sluppet ut fra kilden). I kontakt med bladene kan NH 3 forårsake:
Før faller til bakken, en del av menneskeskapte eller naturlig NH 3 vil allerede ha blitt omdannet i atmosfæren inn i nanopartikler og aerosoler av NH 4 + ( ammonium ), som utgjør et problem på minst regional skala. I følge tilgjengelige vitenskapelige data vil den kritiske belastningen for de mest sårbare miljøene (heier, torvmyrer, oligotrofiske våtmarker og visse miljøer med kryptogamer ) faktisk være 5 til 10 kg totalt nitrogen per hektar. (Belastning per år i kombinert tørr og / eller våt avsetning av alle former for atmosfærisk nitrogen). Innfødte planter er de mest sårbare; skog ser ut til å være i stand til å tåle høyere belastninger (10-20 kg / ha per år), mer eller mindre avhengig av jordforhold , men de fleste kryptogamer (lav, bryophytes, liverworts) som de har, er likevel veldig sårbare for NH 3 og andre nitrogenholdige eutrofiske midler . Utvilsomt fordi de har blitt valgt i tusenvis av år for å støtte tilførsel av gjødsel og oppslemming, er dyrkede planter de som best tåler nedfallet av NH 3 . Disse kritiske terskelverdiene overskrides ofte i industrielle og intensive landbruksområder (en dyrket hektar kan miste opptil 40 kg nitrogen per år i form av ammoniakk).
De synergier eller felles additive virkninger med andre forurensende stoffer ( ozon og CO to spesielt som ser ut til å øke nesten overalt) mistenkes sterkt, men med toksikologiske og økotoksikologiske mekanismer fremdeles dårlig forstått.
Hos dyr spiller ammoniakk en rolle i både normal og unormal fysiologi . Som luftforurensende stoff påvirker det dyr, mer eller mindre avhengig av art og eksponeringstid. Inne i cellen, som et avfallsprodukt av metabolismen av aminosyrer , er det raskt giftig for cellen og deretter for kroppen. Kroppen må derfor klare og eliminere den.
De to mest brukte mellomproduktene i dyreverdenen er:
Merk: urea kan da være (re) fraksjoneres til ammoniakk og karbondioksyd av enzymet urease som er tilstede i visse planter (soyabønner, bønner), enkelte virvelløse dyr og i visse bakterier (særlig funnet i vommen til drøvtyggere , noe som forklarer at deres møkk og gjødsel er mer ammoniakk enn i andre arter (den første menneskeskapte kilden til ammoniakk i miljøet).
Ammoniakk deltar i normale syrebasebalanser hos dyr. Etter dannelsen av ammonium fra glutamin kan α-ketoglutarat brytes ned for å produsere to molekyler bikarbonat som blir tilgjengelige som en "buffer" for matsyrer. Ammonium skilles ut i urinen , noe som resulterer i nettotap av syre.
Ammoniakk kan videre diffundere gjennom nyretubuli og kombinere det med et hydrogenion, slik at ytterligere utskillelse av syre.
Ammoniakk kan passere inn i den menneskelige organismen, hovedsakelig ved innånding, eller noen ganger skyldes det en patologisk produksjon av organismen selv (" endogen forgiftning ") etter en dysfunksjon i nyrene , leveren , musklene eller tarmen ). Det er «en særlig giftig gass. Ved en konsentrasjon på 500 ppm i 30 minutter eksponering , gir det irreversible effekter. Ved en konsentrasjon på 3.400 ppm er det dødelig på 60 minutter ” . Eksponering for høye doser er imidlertid sjelden (knyttet til en industriell eller utilsiktet kontekst).
Kronisk eksponering for lave doser rammer imidlertid en stor del av verden; i dyrkede regioner er den primære kilden til NH 3 nitrogengjødsel ( “0 til 90% av den totale mengden tilført ammoniumnitrogen kan fordampe” i form av ammoniakk) og dets produksjonsanlegg. I Europa er den fordampede ammoniakken som går tapt av jordbruksgjødsel (mineral og organisk) etter utvasking av den andre kilden til nitrogentap. Opptil 20% av mineralgjødselinngangene (avhengig av form, jord og tilførselsforhold) og opptil 70% av ammoniakkfraksjonen av oppslemming kan gå tapt i atmosfæren i løpet av få dager til noen få uker etter spredning, med opptil 40 kg / ha og per år.
I human og veterinær patologi er en økning i ammoniakknivået i blodet et tegn på leverfunksjon . NH 3 kommer naturlig fra nedbrytningen av aminosyrer . Det omdannes til urea i leveren, for å bli eliminert fra kroppen ( avgiftning ) via urinen ; enhver forverring i leverfunksjonen fører derfor til en økning i nivået av ammoniakk i blodet. Og overflødig ammoniakk i blodet kan føre til encefalopati , med forskjellige symptomer:
Ammoniakk absorbert (eller produsert unormalt) av kroppen induserer:
Opprinnelsen til hyperammonemi kan være direkte (muligens genetisk ervervet):
Opprinnelsen kan også være indirekte, med:
Det normale ammoniakknivået i blodet er 11 til 45 µmol l −1 . Utover 50 µmol l −1 kan vi snakke om hyperammonemi (noen få hundre til mer enn 1000 µmol l −1 ) som kan utløses av en stor endring i kosthold, betydelig stress, infeksjon.
Symptomene er: magesmerter, hepatomegali , cytolysis , IHC med fordøyelsessykdommer ( anoreksi , avsky for protein retter spesielt kjøtt og fisk ), nevropsykologiske lidelser ( asteni , tretthet , etc. ), stemningslidelser , atferdsmessige og personlighetsforstyrrelser irritabilitet, etc.), taleforstyrrelser , hallusinasjoner , Ataxic eller krampeanfall som deretter " hyperammonemic koma "). Disse symptomene er ikke spesifikke, diagnosen kan være vanskelig å stille. Hos voksne kan det antydes av mental og / eller psykomotorisk retardasjon , atferdsforstyrrelser, mikrocefali med cerebral atrofi, et vegetarisk kosthold knyttet til en aversjon mot proteiner, Reye's syndrom .
Når ammoniakk er labilt , bør blodprøven (minst 1 ml serum i heparinrør eller med EDTA ) gjøres om mulig under en krise og raskt transporteres i is (på mindre enn 15 minutter ), deretter sentrifugeres og dekanteres så raskt som mulig ved et laboratorium varslet om ankomst. Det kan oppbevares i 2 timer ved 4 ° C eller 48 timer ved -20 ° C . Venøst blod inneholder naturlig nesten dobbelt så mye som arterielt eller kapillærblod, og det nyfødte produserer naturlig mer (34–102 µmol l −1 for venøst blod og 50 til 128 µmol l −1 for arterielt blod for en tre dager gammel nyfødt) enn barnet eller den voksne.
DifferensialdiagnoseHan må eliminere:
Kommersielle adsorbenter som brukes i gassmasker er aktivt karbon , noen ganger impregnert med kobberoksider . I 2017 er de fortsatt moderat effektive for ammoniakk. Forskjellige mikroporøse adsorbenter blir studert for å bedre adsorbere NH 3 : dette er karbon, zeolitt og metall-organiske rammer (MOF); noen UIO-66 type MOF har vist seg å være effektive i våte og tørre forhold).
Terskler som ikke skal overskrides på jobben: et europeisk direktiv har satt utslippsterskler som ikke skal overskrides (tak) for å redusere europeiske NH 3- utslipp innen 2010 og deretter 2020. NH 3 er en av hovedforløperne til fine partikler hvis negative helseeffekter har blitt mye demonstrert.
For eksponering av arbeidstakere og andre ansatte i industrien anbefaler den amerikanske konferansen for statlige industrihygienister (ACGIH) og Canada å ikke overskride:
NH 3 brukes hovedsakelig i produksjon av gjødsel ; Ammoniakk (som inneholder 82% nitrogen) brukes noen ganger også som nitrogengjødsel; den injiseres deretter direkte i jorden i form av flytende ammoniakk under trykk. Å være veldig løselig i vann, og mye av gassen løses opp i jordvann.
I gassform brukes ammoniakk også av industrien til fremstilling av eksplosiver .
Ammoniakk er en ingrediens i produksjonen av forskjellige polymerer ( plast , syntetisk fiber , etc. ).
Det finnes også i sigaretter eller pipetobakk. Produsenter legger til det under tilberedning av tobakk, fordi ved å reagere med nikotin ( alkaloid ) produserer ammoniakk en gratis basisk nikotinforbindelse , som er enda mer assimilerbar av kroppen enn i syreform. Dette mangedobler den vanedannende effekten av nikotin på hjernen; røykeren er dermed en fange av hans avhengighet og presses sterkt for å konsumere mer og mer tobakk
Ammoniakk er et kjølemiddel med utmerket termodynamisk og termisk kapasitet , til tross for begrensningene det innebærer; deretter betegnet med referansen R717 .
Ammoniakk er mye brukt i industriell kjølesektor i installasjoner med høy effekt (flere hundre kW). På grunn av toksisiteten må den begrenses til maskinrommet.
Ammoniakk er en energibærer fordi den gjør det mulig å transportere hydrogen i en form der lagring er relativt enkel. Det brenner med vanskeligheter i luft, men forbrenning blir lettere ved delvis nedbrytning ved å føre over en katalysator . Det kan brukes som drivstoff i egnede motorer, men det er fortsatt problemer med korrosjon , katalysator , tilsetningsstoffer , uforbrente utslipp og et bidrag til utslipp av forurensende NOx .
I 1872 emigrerte Dr. Emile Lamm , fransk tannlege til USA, flere patenter for en ammoniakkmotor og setter dette systemet under en linje med sporvogner i New Orleans .
Under andre verdenskrig kjørte kjøretøyer (spesielt busser i Belgia) på ammoniakk. På 1960-tallet interesserte det amerikanske militæret seg for det som en del av MED ( Mobile Energy Depot ) -konseptet, som hadde som mål å produsere drivstoff direkte på slagmarken fra transportable atomreaktorer.
I det XXI th århundre, er ammoniakk gjenstand for nye studier for konvensjonelle motorer uten utslipp av CO 2og for drift av brenselceller .
Den spesielle lukten gjør at det lett rapporteres om en ammoniakklekkasje, men søket etter lekkasjepunktet på en ammoniakkinstallasjon skal alltid bare gjøres ved å bruke et isolerende pusteapparat på grunn av den meget høye toksisiteten. Tidligere ble det brukt en svovelstang, som antente i nærheten av ammoniakkutstråling, og produserer en tett hvit røyk som gjør det mulig å finne lekkasjens opprinnelse; teknikken nå forbudt på grunn av farligheten. Søket etter en lekkasje gjøres vanligvis ved hjelp av elektroniske detektorer eller papir fuktet med fenolftalein .
Med unntak av lave doser er ammoniakk en økotoksisk, forsurende og eutrofisk gass. Rundt kildene (oftest landbruksprodukter), i form av våte eller tørre avleiringer, og på større eller mindre avstander avhengig av mengden gass som slippes ut, og i henhold til den omgivende luftfuktigheten, kraften og retningen til vinden, bidrar den til den surgjøring av regner , tåke, tåke, dugg (fordi meget løselig i vann) og av miljøet.
I ferskvann eller marint farvann bidrar det spesielt til algblomstring , og bidrar til oppvarming.
Den avsettes raskt på neglebåndene på blader, hvor den også kan komme inn via stomataen, og på jorden, der den er en kraftig eutrofikator .
Det er også indirekte en kilde til fine partikler (av typen PM2.5 (den farligste fordi de trenger dypt inn i luftveiene), noe som forklarer hvorfor det å bli kronisk utsatt for dem reduserer forventet levealder .
Når det gjelder husdyrbygninger, er de ofte lave, noe som oppmuntrer til nedfall i nærheten av dem enn veldig langt, noe som bekreftes av observasjon av nitrofile planter (brennesle, bedstraw og urteaktige planter som Deschampsia flexuosa og Holcus lanatus ), som er tettere tilstede et hønehus (i dette tilfellet lokalisert i en temperert sone nær en barskog) hvis NH 3- utslipp nådde 50 μg ammoniakk per kubikkmeter luft og i nærheten av nitrogenforekomster som oversteg 40 kg N-NH 3 per hektar per år) . Bladene på trær og enda flere bryofytter ser også at nitrogeninnholdet øker i hundrevis eller titalls meter rundt bygningen, spesielt under den rådende vinden (nitrogeninnholdet i bladene til bryofytter øker til omtrent 3% av tørrvekten på bladet når ammoniakkinnholdet i luften overstiger 20 til 40 μg / m 3 luft. Disse floristiske modifikasjonene (overgunstige nitrofiler) er imidlertid mindre synlige så snart man beveger seg bort fra en avl (i gjennomsnitt 90% av floraen var igjen normalt rundt femti meter i gjennomsnitt rundt hønehuset, men artene som var veldig sårbare for eutrofiering, var i synlig regresjon opp til rundt 300 meter rundt de samme gårdene.
Det er vist at gårder også slipper ut ammoniakk om natten , men at det da er mindre spredt (i gjennomsnitt er det mindre vind- og luftturbulens om natten). Luftens varme og fuktighet , som varierer mye i forskjellige deler av verden, er også faktorer som spiller inn.
Mekanistiske modeller for spredning og avsetning av NH 3 er utviklet; de viser alle, i likhet med feltobservasjoner, at den kumulative tørre avleiringen kan variere fra noen tiendedeler av% til nesten 20% av mengden som slippes ut 400 m nedstrøms fra en kilde (disse parametrene varierer hovedsakelig i henhold til høyden på kilden i forhold til vegetasjonsdekket, men også i henhold til den termiske stratifiseringen, kraften og retningen til vinden).
Graden av " forurensning " av planter avhenger av værforhold og interaksjoner med bladens stomatale og kutikulære motstand: når det er varmt og tørt, er det gjennom stomataen at ammoniakk kommer inn i planten. Når været er kjølig / fuktig, dominerer kutikulærveien (og den er fortsatt dårlig forstått).
I verden har de viktigste diffuse kildene til ammoniakk blitt (overveldende) intensivt jordbruk ( intensiv avl, nitrogengjødsel, spredning), langt foran transport (kjøretøy utstyrt med katalysatorer er kilder til ammoniakk, minner om CITEPA). Dårlig målt diffus forurensning er knyttet til forbrenning (i storbyområdet Frankrike regnes utbrenthet som ansvarlig for 0,2% av utslippene) og skogbranner, kloakk , oppvarmet jord og vann som mister ammoniakk. Nylige satellittdata viser at gjødselfabrikker ofte fortsatt er hotspots for intense utslipp, og mer lokalt visse renseanlegg, bestemte steder for organisk materielllagring (slam, gjødsel, organisk avfall) eller veldig lokalt og noen ganger visse metaniseringsenhetsposisjoner .
Ifølge undersøkelser som er tilgjengelige ved slutten av det XX th tallet landbruket har blitt kilden på 80 til 96% av menneskeskapte ammoniakk. Bruken av nitrogenholdig mineralgjødsel til gjødsling (nitrat og / eller ammonium) forårsaker fordampning av en del av ammoniakken som ifølge vitenskapelige forfattere er ansvarlig for 15 til 20% av alle utslipp, hovedsakelig i tropiske områder der de meteoklimatiske forholdene favoriserer dette fenomenet. Utviklingsland er derfor mest berørt (80% av utslippene kom fra det på slutten av 1990-tallet ifølge Bouwman og van der Hoek i 1997, som da ble bekreftet av satellittdata).
Merk : avhengig av klima, årstid og type landbrukspraksis som brukes der, kan et felt eller eng være en "vask" eller "kilde" til ammoniakk for luft og jord og vannet.
Som miljøforurensning ble ammoniakk ignorert i lang tid fordi jordbrukskildene er veldig spredte og ga inntrykk av å være langt borte eller til og med uten effekt på befolkede områder. Men det blir nå sporet globalt på avstand, over hele planeten, i luftkolonnen, takket være det atmosfæriske sonderende infrarøde interferometeret (IASI, en ultrafølsom interferometrisk sensor, utviklet av National Center for space studies (CNES) og EUMETSAT ) om bord i europeiske meteorologiske satellitter MetOp og takket være en NASA-satellitt (Nasa Aqua) som i stor skala kvantifiserer NH 3 i atmosfæren, og viser en konstant økning i ammoniakknivået fra 2002 til 2016 fra landbrukssentre i USA, Kina og India og litt mindre fra Europa; Ifølge NASA kan en liten del av denne økningen skyldes atmosfærisk kjemi (kampen mot surt regn reduserte effektivt SOx-nivået i luften, men sistnevnte fjernet en del av ammoniakken fra atmosfæren menneskeskapt) og oppvarming av jord ( som da beholder mindre ammoniakk)
Åtte år med akkumulerte data (2008-2016) gjorde det mulig for CNRS og Free University of Brussels å publisere i 2018 det første verdenskartet over atmosfærisk ammoniakk med enestående detaljer (maske per km 2 ).
I 2018, i tidsskriftet Nature Van Damme et al. bekreftet at nitrogenforurensning ved intensivt husdyrhold ble sterkt undervurdert av luftforurensningslager og kart i planetarisk målestokk; Denne forurensningen har også blitt kronisk og katastrofal (på nesten kontinentale skalaer) i Nord-India og Sør-Vest-Afrika (der skyen av nitrogenforurensning strekker seg vidt over Atlanterhavet.). Andre steder, i rike land, er områder som er sterkt forurenset av ammoniakk mindre og sentrert på kjemiske fabrikker eller spesielt intensive fabrikker. Dette arbeidet bekrefter hovedansvaret for intensiv husdyrhold og industriell produksjon av gjødsel (fra petroleum). Det viser også at et stort antall kilder ikke hadde tidligere blitt identifisert på grunn av in situ målefeil . Av 248 store kilder til NH 3 som var veldig synlige fra satellitt (med en diameter mindre enn 50 km ), var to tredjedeler ennå ikke identifisert av stater eller miljømyndigheter. 83 var intensive husdyrbruk og 130 gjødselfabrikker. Den mest emissive regionen i verden (hovedsakelig agroindustrielle kilder) er Ganges-dalen som avgir 475 kg NH 3 per sekund, eller 1,1 × 10 17 molekyler per kvadratcentimeter ( Pakistan og Nord-India ). For husdyr er rekorden et gjennomsnittlig utslipp på 0,81 kg / s , observert på gigantiske gårder Bakersfield og Tulare ( California ) som huser hundretusener av kyr. Når det gjelder den mest forurensende fabrikken (0,75 kg / s ), er det et kjemisk kompleks fra Usbekistan , fra Ferghana-dalen , og produserer gjødsel i en ellers intensiv jordbruksområde. Satellittkartlegging oppdaget bare ett naturlig fokus i Tanzania .
De toksikologiske effektene av ammoniakk virker ganske godt kjent, men de økotoksikologiske effektene , bortsett fra relatert til dens grunnleggende eller eutrofiske natur, er mindre godt studert.
Vi vet det :
I Frankrike, ifølge CITEPA , har atmosfæriske ammoniakkutslipp falt litt på tretti år (fra 1980 til 2012; i gjennomsnitt 0,5% per år i løpet av denne perioden for å nå 636 000 tonn / år i 2012). Den Gøteborgprotokollen setter en ytterligere reduksjon: -4% fra 2005 til 2020 eller 636,000 tonn per år.
Grenseoverskridende forurensende stoffer : i Europa, med EMEP ( European Monitoring and Evaluation Program ) og i anvendelse av Genève- konvensjonen kjent som konvensjonen om langdistansegrensende luftforurensning og dens "protokoll" om forsuring, eutrofiering og ozon og regn surhet overvåkes , sentralisert for den franske delen av EcoLab (laboratorium for funksjonell økologi og miljø), er vert for det nasjonale kontaktpunktet som er ansvarlig for modellering av kritiske atmosfæriske belastninger).
I Frankrike har surheten i regnet redusert takket være en kraftig reduksjon i utslipp av svoveldioksid (SO 2 ), men ammoniakkinnholdet har ikke redusert, varslet Miljøverndepartementet i 2011, mens protokollen til konvensjonen krever signatarstater å anvende "de beste tilgjengelige teknikkene for å forebygge og redusere ammoniakkutslipp oppført i veiledningsdokument V vedtatt av utøvende organ på syttende sesjon (vedtak 1999/1) og eventuelle relaterte endringer", spesielt av "god landbruksskikk med respekt for miljøet" . Dens artikkel 8 sier at partene skal utvikle "strategier for ytterligere å redusere utslipp av svovel, nitrogenoksider , ammoniakk og flyktige organiske forbindelser basert på kritiske belastninger og kritiske nivåer samt på teknisk fremgang, og forbedret integrert vurderingsmodellering for å beregne den internasjonalt optimaliserte tildelingen av utslippsreduksjoner som tar hensyn til behovet for å unngå for store kostnader for enhver part. Spesiell betydning bør gis til utslipp fra landbruk og transport .
For Frankrike, det nest mest ammoniakkutslippende europeiske landet bak Den russiske føderasjonen, hadde 1990-nivået blitt evaluert til 814 000 t NH 3- gass per år, og Genève-konvensjonen krevde å gå under et "tak" på 780 000 t / år , dvs. en innsats på -4% mens Slovakia, som slapp ut 62 000 t / år, ble bedt om å redusere utslippene med 37%.
Lite data er tilgjengelig om dette emnet i økosystemer fordi ammoniakk ikke ser ut til å være et produkt som er veldig tilstede i et normalt økosystem. Imidlertid har det vist seg at: