氨
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氨（Ammonia，即阿摩尼亞），或稱“氨氣”，分子式為NH3，是一種無色氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味。極易溶于水，常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨。氨對地球上的生物相當(dāng)重要，它是所有食物和肥料的重要成分。氨也是所有藥物直接或間接的組成。氨有很廣泛的用途，同時它還具有腐蝕性等危險性質(zhì)。由于氨有廣泛的用途，氨是世界上產(chǎn)量最多的無機(jī)化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤對電子，所以它也是一種路易斯堿。
目錄 |
簡介
化學(xué)式：NH3
電子式：如右圖
一、結(jié)構(gòu)：氨分子為三角錐形分子，是極性分子。N原子以sp3雜化軌道成鍵。
二、物理性質(zhì)：氨氣通常情況下是有刺激性氣味的無色氣體，密度比空氣小，極易溶于水，易液化，液氨可作制冷劑。以700：1的溶解度溶于水。
摩爾質(zhì)量：17.0306 CAS: 7664-41-7 密度：0.6942
熔點：-77.73 °C 沸點：-33.34 °C
在水中溶解度：89.9 g/100 mL, 0 °C
偶極距：1.42 D
主要化學(xué)性質(zhì)
1、NH3遇HCl氣體有白煙產(chǎn)生,可與氯氣反應(yīng)。
2、氨水（混稱氫氧化銨，NH4OH）可腐蝕許多金屬，一般若用鐵桶裝氨水，鐵桶應(yīng)內(nèi)涂瀝青。
3、氨的催化氧化是放熱反應(yīng)，產(chǎn)物是NO，是工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng)，NH3也可以被氧化成N2。
4、NH3能使?jié)駶櫟淖仙?a href="/w/%E7%9F%B3%E8%95%8A" title="石蕊">石蕊試紙變藍(lán)。
在水中產(chǎn)生少量氫氧根離子,是弱堿.
主要用途
NH3用于制氨水、液氨、氮肥（尿素、碳銨等）、HNO3、銨鹽、純堿，廣泛應(yīng)用于化工、輕工、化肥、制藥、合成纖維、塑料、染料等?！ ?/p>
制法
1.合成氨的工藝流程
(1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣。
(2)凈化 對粗原料氣進(jìn)行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質(zhì)，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。
① 一氧化碳變換過程
在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應(yīng)如下：
CO+H2O→H2+CO2 ΔH =-41.2kJ/mol
由于CO變換過程是強(qiáng)放熱過程，必須分段進(jìn)行以利于回收反應(yīng)熱，并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應(yīng)既是原料氣制造的繼續(xù)，又是凈化的過程，為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)造條件。
② 脫硫脫碳過程
各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產(chǎn)過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護(hù)轉(zhuǎn)化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學(xué)吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料氣經(jīng)CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據(jù)吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學(xué)吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。 4
③ 氣體精制過程
經(jīng)CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規(guī)定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3(體積分?jǐn)?shù))。因此，原料氣在進(jìn)入合成工序前，必須進(jìn)行原料氣的最終凈化，即精制過程。
目前在工業(yè)生產(chǎn)中，最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結(jié)合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的一種凈化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分?jǐn)?shù))一般應(yīng)小于0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應(yīng)如下：
CO+3H2→CH4+H2O ΔH=-206.2kJ/mol
CO2+4H2→CH4+2H2O ΔH=-165.1kJ/mol
(3)氨合成 將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產(chǎn)品的工序，是整個合成氨生產(chǎn)過程的核心部分。氨合成反應(yīng)在較高壓力和催化劑存在的條件下進(jìn)行，由于反應(yīng)后氣體中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反應(yīng)氫氮氣循環(huán)的流程。氨合成反應(yīng)式如下：
N2+3H2→2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol
2.合成氨的催化機(jī)理
熱力學(xué)計算表明，低溫、高壓對合成氨反應(yīng)是有利的，但無催化劑時，反應(yīng)的活化能很高，反應(yīng)幾乎不發(fā)生。當(dāng)采用鐵催化劑時，由于改變了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)以顯著的速率進(jìn)行。目前認(rèn)為，合成氨反應(yīng)的一種可能機(jī)理，首先是氮分子在鐵催化劑表面上進(jìn)行化學(xué)吸附，使氮原子間的化學(xué)鍵減弱。接著是化學(xué)吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態(tài)的氨。上述反應(yīng)途徑可簡單地表示為：
xFe + N2→FexN
FexN +〔H〕吸→FexNH
FexNH +〔H〕吸→FexNH2
FexNH2 ＋〔H〕吸FexNH3→xFe+NH3
在無催化劑時，氨的合成反應(yīng)的活化能很高，大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑后，反應(yīng)以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進(jìn)行。第一階段的反應(yīng)活化能為126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二階段的反應(yīng)活化能為13 kJ/mol。由于反應(yīng)途徑的改變（生成不穩(wěn)定的中間化合物），降低了反應(yīng)的活化能，因而反應(yīng)速率加快了?！ ?/p>
3.催化劑的中毒
催化劑的催化能力一般稱為催化活性。有人認(rèn)為：由于催化劑在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不變，一旦制成一批催化劑之后，便可以永遠(yuǎn)使用下去。實際上許多催化劑在使用過程中，其活性從小到大，逐漸達(dá)到正常水平，這就是催化劑的成熟期。接著，催化劑活性在一段時間里保持穩(wěn)定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用?；钚员３址€(wěn)定的時間即為催化劑的壽命，其長短因催化劑的制備方法和使用條件而異。
催化劑在穩(wěn)定活性期間，往往因接觸少量的雜質(zhì)而使活性明顯下降甚至被破壞，這種現(xiàn)象稱為催化劑的中毒。一般認(rèn)為是由于催化劑表面的活性中心被雜質(zhì)占據(jù)而引起中毒。中毒分為暫時性中毒和永久性中毒兩種。例如，對于合成氨反應(yīng)中的鐵催化劑，O2、CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時，催化劑的活性又能恢復(fù)，因此這種中毒是暫時性中毒。相反，含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中毒后，往往完全失去活性，這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理，活性也很難恢復(fù)。催化劑中毒會嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。工業(yè)上為了防止催化劑中毒，要把反應(yīng)物原料加以凈化，以除去毒物，這樣就要增加設(shè)備，提高成本。因此，研制具有較強(qiáng)抗毒能力的新型催化劑，是一個重要的課題。
4.我國合成氨工業(yè)的發(fā)展情況
解放前我國只有兩家規(guī)模不大的合成氨廠，解放后合成氨工業(yè)有了迅速發(fā)展。1949年全國氮肥產(chǎn)量僅0.6萬噸，而1982年達(dá)到1021.9萬噸，成為世界上產(chǎn)量最高的國家之一。
近幾年來，我國引進(jìn)了一批年產(chǎn)30萬噸氮肥的大型化肥廠設(shè)備。我國自行設(shè)計和建造的上海吳涇化工廠也是年產(chǎn)30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料，生產(chǎn)中能量損耗低、產(chǎn)量高，技術(shù)和設(shè)備都很先進(jìn)?！ ?/p>
5.化學(xué)模擬生物固氮的研究
目前，化學(xué)模擬生物固氮的重要研究課題之一，是固氮酶活性中心結(jié)構(gòu)的研究。固氮酶由鐵蛋白和鉬鐵蛋白這兩種含過渡金屬的蛋白質(zhì)組合而成。鐵蛋白主要起著電子傳遞輸送的作用，而含二個鉬原子和二三十個鐵和硫原子的鉬鐵蛋白是絡(luò)合N2或其他反應(yīng)物（底物）分子，并進(jìn)行反應(yīng)的活性中心所在之處。關(guān)于活性中心的結(jié)構(gòu)有多種看法，目前尚無定論。從各種底物結(jié)合物活化和還原加氫試驗來看，含雙鉬核的活性中心較為合理。我國有兩個研究組于1973—1974年間，不約而同地提出了含鉬鐵的三核、四核活性中心模型，能較好地解釋固氮酶的一系列性能，但其結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)還有待根據(jù)新的實驗結(jié)果精確化。
國際上有關(guān)的研究成果認(rèn)為，溫和條件下的固氮作用一般包含以下三個環(huán)節(jié)：
①絡(luò)合過程。它是用某些過渡金屬的有機(jī)絡(luò)合物去絡(luò)合N2，使它的化學(xué)鍵削弱；②還原過程。它是用化學(xué)還原劑或其他還原方法輸送電子給被絡(luò)合的N2，來拆開N2中的N-N鍵；③加氫過程。它是提供H+來和負(fù)價的N結(jié)合，生成NH3。
目前，化學(xué)模擬生物固氮工作的一個主要困難是，N2絡(luò)合了但基本上沒有活化，或絡(luò)合活化了，但活化得很不夠。所以，穩(wěn)定的雙氮基絡(luò)合物一般在溫和條件下通過化學(xué)還原劑的作用只能析出N2，從不穩(wěn)定的雙氮絡(luò)合物還原制出的NH3的量相當(dāng)微少。因此迫切需要從理論上深入分析，以便找出突破的途徑。
固氮酶的生物化學(xué)和化學(xué)模擬工作已取得一定的進(jìn)展，這必將有力地推動絡(luò)合催化的研究，特別是對尋找催化效率高的合成氨催化劑，將是一個有力的促進(jìn)?！ ?/p>
氨
藥物名稱
氨
簡介
化學(xué)式：NH3
藥物別名： 暫無
英文名稱： Ammonia
藥物說明： 稀氨溶液〔典〕（Dilute Ammonia Solution）：每100ml中含氨10g，為無色的澄清液體；有刺激性特臭，呈堿性反應(yīng)。對昏迷、麻醉不醒者，嗅入本品有催醒作用。亦用于手術(shù)前醫(yī)生手的消毒，每次用本品25ml，加溫開水5L稀釋后供用。
主要成分： 暫無
性狀特征： 暫無
功能主治： 吸入或口服本品，可刺激呼吸道或胃粘膜，反射性興奮呼吸和循環(huán)中樞?；杳?、醉酒者吸入氨水有蘇醒作用，對昏厥者作用較好。外用配成25％搽劑作為刺激藥，尚有中和酸的作用，用于昆蟲咬傷等。
用法用量： 暫無
不良反應(yīng)： 暫無
注意事項： 暫無
衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
MAC(NH3)=30mg/m3 , 44.11ppm；
STEL(NH3)=35ppm
IDLH(NH3)=300PPM
ERPG 濃度（ppm） 危害
ERPG1 25 引起刺激作用
ERPG2 200 可引起永久性損傷
ERPG3 1000 可致死
1，血氨增高原因
血氨清除不足 肝內(nèi)鳥氨酸循環(huán)合成尿素是機(jī)體清除氨的主要代謝途徑。當(dāng)供給鳥氨酸循環(huán)的ATP不足，催化鳥氨酸循環(huán)的有關(guān)酶的活性降低，其循環(huán)所需底物嚴(yán)重缺乏，以及腸道吸收的氨經(jīng)門—體分流直接進(jìn)入循環(huán)等多個環(huán)節(jié)2作用，最終導(dǎo)致血氨的增高。
血氨生成增多 1.腸道產(chǎn)氨增多 肝病致吸收不良，血液循環(huán)不暢、膽汁水泌不夠，食物消化不良致大量細(xì)菌繁殖增生，作用于腸道積聚的蛋白質(zhì)及尿素，使產(chǎn)氨明顯增多。2.腎衰致血液中的尿素等非蛋白氮含量高于正常，因而彌散至腸腔內(nèi)的尿素大大增加，使產(chǎn)氨增多。3.煩躁不安、震顫等肌肉活動增強(qiáng)，使肌肉中的腺苷酸分解代謝增強(qiáng)，也是血氨產(chǎn)生增多的原因之一。
腸道PH降低\尿液PH值升高 尿液中PH升高，則進(jìn)入腎小管腔的NH3與H＋結(jié)合減少，則NH3以氨根離子的形式隨尿排出的形式減少，致血氨升高。 腸道PH降低，氨根離子易于H＋結(jié)合生成NH3，而不易隨糞便排出，使其吸收增加，致血氨濃度升高。
2，氨中毒機(jī)理
1.氨能夠干擾腦細(xì)胞的能量代謝 氨抑制丙酮酸脫羧酶的活性，使乙酰CoA生成減少，影響三羧酸循環(huán)的正常進(jìn)行；消耗大量
α-酮戊二酸和還原型輔酶Ι ，造成ATP生成不足；氨與谷氨酸結(jié)合生成谷氨酰胺的過程中大量消耗ATP。總之，氨耗大是ATP，又使得腦細(xì)胞ATP生成減少以抑制腦細(xì)胞。
2.腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的改變 氨引起腦內(nèi)谷氨酸、Ach等興奮神經(jīng)遞質(zhì)的減少，又使谷氨酰胺、γ-氨基丁酸等抑制性神經(jīng)遞質(zhì)增多，從而造成對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制。
3.對神經(jīng)細(xì)胞的抑制作用 NH3干擾神經(jīng)細(xì)胞膜上的Na- K-ATP酶，使復(fù)極后膜離子轉(zhuǎn)動障礙，導(dǎo)致膜電位改變和興奮性異常；NH3與K＋有競爭作用，影響Na K 在神經(jīng)的細(xì)胞膜上的正常分布，從而干擾神經(jīng)傳導(dǎo)活動。
綜上，氨中毒主要抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，正常情況下，中樞神經(jīng)系統(tǒng)能夠抑制外周的低級中樞，當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受抑制，使得其對外周低級中樞的抑制作用減弱甚至消失，從而外周低級中樞興奮，出現(xiàn)一系列如肌隨意性興奮、角弓反射及抽搐等本能反應(yīng)。
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