Аммиака раствор: свойства и применение¶

Аммиака раствор (лат. Solutio Ammonii caustici, в быту — нашатырный спирт) — водный раствор аммиака (NH₃), представляющий собой прозрачную бесцветную жидкость с резким характерным запахом и щелочной реакцией среды. Относится к группе летучих оснований и применяется в медицине, химической промышленности, быту и лабораторной практике. Концентрация аммиака в продажных растворах обычно составляет 10 % (так называемый «нашатырный спирт») или 25 % (концентрированный раствор, используемый преимущественно в промышленности).

¶Химическая природа и свойства

Аммиак — газ с молекулярной формулой NH₃, хорошо растворимый в воде: при 20 °C в одном объёме воды растворяется около 700 объёмов газа. Растворение сопровождается образованием гидрата аммиака NH₃·H₂O, который частично диссоциирует с образованием ионов аммония и гидроксида:

NH₃ + H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH⁻

Именно наличие гидроксид-ионов придаёт раствору щелочные свойства: pH 10 %-го раствора составляет примерно 11,5. Раствор — слабое основание, реагирует с кислотами с образованием солей аммония (хлорид, сульфат, нитрат аммония и другие).

Основные физические характеристики:

Раствор летуч: при стоянии на воздухе аммиак постепенно улетучивается, концентрация снижается, а запах ослабевает. При нагревании выделение газа усиливается. Смеси паров аммиака с воздухом в определённых пропорциях (примерно 15–28 % NH₃) взрывоопасны.

¶История

Газообразный аммиак впервые получил в 1774 году английский химик Джозеф Пристли, выделив его при нагревании нашатыря (хлорида аммония) с известью. Термин «аммиак» связывают с названием оазиса Аммон в Северной Африке, где близ храма Юпитера Амона получали нашатырь из верблюжьего навоза. В 1784 году Клод Луи Бертолле установил, что аммиак состоит из азота и водорода. Промышленное значение раствор приобрёл в XIX–XX веках: сначала как источник аммиака для холодильных машин и производства удобрений, затем — как медицинское и техническое средство. Промышленный синтез аммиака из азота и водорода был разработан Фрицем Габером и Карлом Бошем в 1908–1913 годах (процесс Габера — Боша), что сделало аммиак и его растворы массовым продуктом.

¶Получение

В лабораторных условиях раствор получают растворением газообразного аммиака в дистиллированной воде либо взаимодействием солей аммония со щелочами:

NH₄Cl + NaOH → NH₃↑ + NaCl + H₂O

Выделяющийся газ пропускают через воду. В промышленности используют абсорбцию аммиака, синтезированного по процессу Габера — Боша, водой под контролем температуры и давления. Товарный продукт выпускают в стеклянных флаконах, канистрах и цистернах; для медицинских целей — в виде 10 %-го раствора во флаконах малой ёмкости.

¶Применение

¶Медицина

В медицине 10 %-й раствор применяют как средство первой помощи при обмороках и полуобморочных состояниях: пары аммиака рефлекторно возбуждают дыхательный и сосудодвигательный центры, стимулируют дыхание и повышают тонус. Небольшое количество раствора наносят на вату и осторожно подносят к носу пострадавшего на короткое время. Раствор также входит в состав некоторых мазей и растворов для наружного применения (например, при укусах насекомых). Приём внутрь концентрированного раствора опасен: вызывает химический ожог слизистых, отёк гортани, возможен летальный исход. Медицинское применение требует строгого соблюдения дозировки и инструкций.

¶Промышленность и техника

Аммиачная вода используется как азотное удобрение в сельском хозяйстве, как реагент в химическом синтезе, для нейтрализации кислот, в производстве соды, красителей и взрывчатых веществ. В металлургии и электронике растворы применяют для очистки поверхностей. В холодильной технике аммиак служит хладагентом, хотя в бытовых устройствах его вытеснили более безопасные вещества.

¶Быт

В быту нашатырный спирт применяют для чистки и обезжиривания поверхностей, удаления пятен, мытья стёкол и зеркал, а также для стирки и выведения загрязнений с тканей. Раствор добавляют в воду при мытье окон, что придаёт стёклам прозрачность и отпугивает насекомых.

¶Меры безопасности

Аммиака раствор относится к умеренно опасным веществам (3-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007). Пары раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, при высоких концентрациях возможны ожоги, кашель, удушье. Работать с концентрированными растворами следует в проветриваемом помещении, используя средства защиты (перчатки, очки, респиратор). При попадании раствора в глаза или на кожу необходимо промыть участок большим количеством воды и обратиться за медицинской помощью. Хранят раствор в плотно закрытой таре вдали от кислот, окислителей и источников тепла, отдельно от пищевых продуктов.

¶Распространённые заблуждения

Распространено мнение, что нашатырный спирт и аммиак — разные вещества. Фактически это одно и то же соединение: «нашатырный спирт» — историческое название водного раствора аммиака, тогда как сам аммиак при нормальных условиях — газ. Также ошибочно считать, что приём раствора внутрь «полезен» при отравлениях: это опасное заблуждение, поскольку концентрированный аммиак вызывает тяжёлые химические ожоги.