Amoniak

Amoniak je binárna zlúčenina dusíka a vodíka so vzorcom NH3. V organickej chémii sa pre amoniak zaviedol systémový názov azán (a podobne pre jeho derivát hydrazín H2N-NH2 názov diazán). Pri bežnom tlaku a teplote je to toxický, žieravý, bezfarebný plyn s charakteristickým prenikavým, ostrým, silne dráždivým zápachom.

Kvapalný amoniak podlieha autoprotolýze, podobne ako voda:

2 NH3 ⇌ NH4+ + NH2-

V procese vzniká amónny katión a amidový anión. Hodnota rovnovážnej konštanty tejto reakcie je pKam = 34,00 pri -33 °C.

Vodný roztok 
Molekula amoniaku je výrazne polárna a rozpúšťa sa vo vode, kde z disociovanej molekuly vody preberá hydrón za vzniku amónneho katiónu:
 NH3 + H2O → NH4+ + OH−
Výsledný roztok je slabo zásaditý a nazýva sa tiež čpavok alebo hydroxid amónny. Toto označenie je však len triviálne a nemá svoje opodstatnenie, lebo molekula "NH4OH" neexistuje (dusík totiž nie je schopný vytvoriť päť väzieb). Neexistencia molekuly "NH4OH" je v súlade s faktom, že amoniak je Brønstedova a nie Arrheniova zásada. Zásaditý charakter amoniaku je totiž podmienený jeho schopnosťou viazať protón, teda katión vodíka, H+, a nie tvorbou hydroxidových iónov OH− v priebehu reakcie NH3 + H2O → NH4+ + OH− (podľa tejto reakcie reagujú len 4 z 1000 molekúl amoniaku, pKb amoniaku je 4,75). Správne označenie vodného roztoku amoniaku je teda NH3 (aq).

Výroba 
Až do začiatku 1. svetovej vojny sa amoniak vyrábal destiláciou rastlinného a živočíšneho materiálu, redukciou kyseliny dusitej a dusitanov vodíkom, alebo rozkladom amónnych solí hydroxidmi či priamo nehaseným vápnom (oxid vápenatý).  Ako amónna soľ sa najčastejšie používal salmiak:
 2 NH4Cl + 2 CaO → CaCl2 + Ca(OH)2 + 2 NH3

Začiatkom 1. svetovej vojny nemeckí chemici Fritz Haber a Carl Bosch navrhli postup, dnes zvaný Haber-Boschov proces, na priamu syntézu amoniaku z plynného dusíka a vodíka:
 N2 + 3 H2 → 2 NH3

Reakcia prebieha pri vysokej teplote (450 °C) a vysokom tlaku (100 atm). Prebieha za prítomnosti železa ako katalyzátora, ako promótor (látka aktivujúca katalyzátor) sa používa oxid hlinitý, pričom celá sústava sa zahrieva (napriek tomu, že reakcia je exotermická; je to z čisto ekonomických dôvodov).

Použitie 
Amoniak sa používa pri výrobe priemyselných hnojív a na výrobu močoviny.  Takisto sa z neho vyrábajú plasty a výbušniny.

V analytickej chémii sa využíva ako zrážadlo. Niekedy sa používa ako rozpúšťadlo pre rôzne chemické reakcie. Veľmi dobre sa vňom rozpúšťajú alkalické kovy (rozpustnosť cézia v amoniaku je až 330 g Cs na 100 g NH3), ktoré tvoria vodívé farebné roztoky.

Referencie

Iné projekty 

Zlúčeniny vodíka
Zlúčeniny dusíka
Emisie dopravných prostriedkov