氨(Ammonia,即阿摩尼亞),或稱「氨氣」,分子式為NH3,是一種無色氣體,有強烈的刺激氣味。極易溶於水,常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨。[2] 氨對地球上的生物相當重要,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。
由於氨有廣泛的用途,氨是世界上產量最多的無機化合物之一,多於八成的氨被用於製作化肥。
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[編輯] 氨水
氨在英文中有時會被稱作anhydrous ammonia(譯為無水氨),以和在英文中與它名稱類似的氨水區別。中文中很少有人會把氨氣和氨水混為一談。
- NH3 + H2O → NH4+ + OH−
其性質和氨氣完全不一樣。實驗室的稀氨水一的濃度一般為1M至2M。氨的飽和水溶液(大約18M)的密度是0.880g cm−3,故可稱之為.880 Ammonia。
[編輯] 氨的合成
第一次世界大戰以前,大部分的氨都是以乾餾[4] 含氮的蔬菜及動物的糞便(如駱駝糞),並以氫作為還原劑以把亞硝酸及亞硝酸鹽還原而製成。除此以外,氨也可以在煤的破壞蒸餾或用銨鹽與氫氧化物(如氫氧化鈣,即熟石灰)[5] 共熱製得,所使用的銨鹽普遍為氯化銨。
- 2 NH4Cl + 2 CaO → CaCl2 + Ca(OH)2 + 2 NH3
現今的工廠大多使用哈伯法: 在200大氣壓力和500℃的條件下,以氧化鐵為催化劑,加熱氮氣和氫氣製得。
- N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
這個反應是可逆的。在25℃時平衡常數為6.4 x 102,在500℃時為1.5 x 10−5。
合成氨的原料氮氣來自於空氣(以液態空氣的分餾取得),氫氣來自於水和燃料。由於化石燃料短缺, 製氨用的氫理論上可以用水的電解 (現今4%的氫由電解製備)或熱化裂解(thermal chemical cracking)製得,但現在來說,這些方法都是不實際的。熱裂解所需的熱能可以從核能反應中取得,而風力發電、太陽能發電及水力發電產的的過剩電能可以用來電解水製氫。現在為止,以空氣及燃料製氨的方法以外的替代方案是不經濟的,而且這些方法對環保的作用仍未有定論。