Nh4no3 какая среда

Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная

Согласно теории электролитической диссоциации, в водном растворе частицы растворенного вещества взаимодействуют с молекулами воды. Такое взаимодействие может привести к реакции гидролиза (от греч. hydro — вода, lysis — распад, разложение).

Гидролиз — это реакция обменного разложения вещества водой.

Гидролизу подвергаются различные вещества: неорганические — соли, карбиды и гидриды металлов, галогениды неметаллов; органические — галогеналканы, сложные эфиры и жиры, углеводы, белки, полинуклеотиды.

Водные растворы солей имеют разные значения рН и различные типы сред — кислотную ($рН 7$), нейтральную ($рН = 7$). Это объясняется тем, что соли в водных растворах могут подвергаться гидролизу.

Сущность гидролиза сводится к обменному химическому взаимодействию катионов или анионов соли с молекулами воды. В результате этого взаимодействия образуется малодиссоциирующее соединение (слабый электролит). А в водном растворе соли появляется избыток свободных ионов $Н^<+>$ или $ОН^<->$, и раствор соли становится кислотным или щелочным соответственно.

Классификация солей

Любую соль можно представить как продукт взаимодействия основания с кислотой. Например, соль $KClO$ образована сильным основанием $KOH$ и слабой кислотой $HClO$.

В зависимости от силы основания и кислоты можно выделить четыре типа солей.

Рассмотрим поведение солей различных типов в растворе.

1. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой.

Например, соль цианид калия $KCN$ образована сильным основанием $KOH$ и слабой кислотой $HCN$:

В водном растворе соли происходят два процесса:

1) незначительная обратимая диссоциация молекул воды (очень слабого амфотерного электролита), которую упрощенно можно записать с помощью уравнения

2) полная диссоциация соли (сильного электролита):

Образующиеся при этих процессах ионы $Н^<+>$ и $CN^<->$ взаимодействуют между собой, связываясь в молекулы слабого электролита — цианистоводородной кислоты $HCN$, тогда как гидроксид — ион $ОН^<->$ остается в растворе, обусловливая тем самым его щелочную среду. Происходит гидролиз по аниону $CN^<->$.

Запишем полное ионное уравнение происходящего процесса (гидролиза):

Этот процесс обратим, и химическое равновесие смещено влево (в сторону образования исходных веществ), т.к. вода — значительно более слабый электролит, чем цианистоводородная кислота $HCN$.

Уравнение показывает, что:

а) в растворе есть свободные гидроксид-ионы $ОН^<->$, и концентрация их больше, чем в чистой воде, поэтому раствор соли $KCN$ имеет щелочную среду ($рН > 7$);

б) в реакции с водой участвуют ионы $CN^<->$, в таком случае говорят, что идет гидролиз по аниону. Другие примеры анионов, которые участвуют в реакции с водой:

$HCOO^<–>, CH_3COO^<–>, NO_2^<–>$	от слабых кислот — муравьиной $HCOOH$, уксусной $CH_3COOH$, азотистой $HNO_2$
$S^<2->, CO_3^<2->, SO_3^<2->, PO_4^<3->$	от слабых кислот — сероводородной $H_2S$, угольной $H_2CO_3$, сернистой $H_2SO_3$, ортофосфорной $H_3PO_4$

Рассмотрим гидролиз карбоната натрия $Na_2CO_3$.

Происходит гидролиз соли по аниону $CO_3^<2->$.

Полное ионное уравнение гидролиза:

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

Продукты гидролиза — кислая соль $NaHCO_3$ и гидроксид натрия $NaOH$.

Среда водного раствора карбоната натрия — щелочная ($рН > 7$), потому что в растворе увеличивается концентрация ионов $ОН^<->$. Кислая соль $NaHCO_3$ тоже может подвергаться гидролизу, который протекает в очень незначительной степени, и им можно пренебречь.

Подведем итог тому, что вы узнали о гидролизе по аниону:

а) по аниону соли, как правило, гидролизуются обратимо;

б) химическое равновесие в таких реакциях сильно смещено влево;

в) реакция среды в растворах подобных солей щелочная ($рН > 7$);

г) при гидролизе солей, образованных слабыми многоосновными кислотами, получаются кислые соли.

2. Соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием.

Рассмотрим гидролиз хлорида аммония $NH_4Cl$.

В водном растворе соли происходят два процесса:

1) незначительная обратимая диссоциация молекул воды (очень слабого амфотерного электролита), которую упрощенно можно записать с помощью уравнения:

2) полная диссоциация соли (сильного электролита):

Образующиеся при этом ионы $OH^<->$ и $NH_4^<+>$ взаимодействуют между собой с получением $NH_3·H_2O$ (слабый электролит), тогда как ионы $Н^<+>$ остаются в растворе, обусловливая тем самым его кислотную среду.

Полное ионное уравнение гидролиза:

Процесс обратим, химическое равновесие смещено в сторону образования исходных веществ, т.к. вода $Н_2О$ — значительно более слабый электролит, чем гидрат аммиака $NH_3·H_2O$.

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

Уравнение показывает, что:

Неоценима биологическая роль гидролиза некоторых солей, входящих в состав нашего организма. Например, в состав крови входят соли гидрокарбонат и гидрофосфат натрия. Их роль заключается в поддержании определенной реакции среды. Это происходит за счет смещения равновесия процессов гидролиза:

Если в крови избыток ионов $Н^<+>$, они связываются с гидроксид-ионами $ОН^<->$, и равновесие смещается вправо. При избытке гидроксид-ионов $ОН^<->$ равновесие смещается влево. Благодаря этому кислотность крови здорового человека колеблется незначительно.

Другой пример: в составе слюны человека есть ионы $HPO_4^<2->$. Благодаря им в полости рта поддерживается определенная среда ($рН=7-7.5$).

Нитрат аммония

Номер ООН :
0222 : НИТРАТ АММОНИЯ, содержащий более 0,2% горючего материала (включая органический материал, выраженный в углеродном эквиваленте), за исключением любого другого материала
Класс:
1
Код классификации:
1.1D : Материалы и объекты с риском массового взрыва (массовый взрыв) это взрыв, который почти мгновенно поражает почти всю нагрузку).
Вторичное детонирующее взрывчатое вещество или черный порох, или изделие, содержащее вторичное детонирующее взрывчатое вещество, в любом случае без средств инициирования или метательного заряда, или изделие, содержащее первичное взрывчатое вещество и имеющее по крайней мере два эффективных предохранительных устройства.
Этикетка: 1 : Взрывчатые вещества и изделия

Код Кемлера:
50 : окисляющий материал (способствует возгоранию) Номер
ООН :
1942 : НИТРАТ АММОНИЯ, содержащий не более 0,2% горючего материала (включая органический материал, выраженный в эквиваленте углерода), за исключением любого другого материала
Класс:
5.1
Код классификации:
O2 : Окисляющий вещества без дополнительной опасности или изделия, содержащие такие вещества:
твердые вещества ;
Этикетка: 5.1 : Окисляющие вещества Упаковка: Группа упаковки III : малоопасные вещества.

Код Кемлера:
50 : окисляющий материал (способствует возгоранию) Номер
ООН :
2067 : АММОНИТРАТНОЕ УДОБРЕНИЕ: гомогенные и стабильные смеси, содержащие не менее 90% нитрата аммония с любым другим неорганическим материалом, химически инертным по отношению к нитрату аммония и горючим не более чем на 0,2 процента. материал (включая органические вещества, выраженные в эквиваленте углерода) или смеси, содержащие более 70 процентов, но менее 90 процентов нитрата аммония и не более 0,4 процента от общего количества горючего материала
Класс:
5.1
Классификационный код:
O2 : Окисляющие материалы без дополнительной опасности или изделия, содержащие такие материалы:
твердые вещества ;
Этикетка: 5.1 : Окисляющие вещества Упаковка: Группа упаковки III : малоопасные вещества.

Номер ООН :
2071 : АММОНИТРАТНЫЕ УДОБРЕНИЯ: гомогенные и стабильные смеси азотно-фосфатного или азотно-калийного типа или полные удобрения азотно-фосфатно-калийного типа, содержащие не более 70 процентов нитрата аммония и не более 0,4. процент общего добавленного горючего материала или содержащий не более 45 процентов нитрата аммония без ограничения содержания горючего.
Класс:
9
Код классификации:
M11 : Другие материалы, представляющие опасность во время перевозки, но не соответствующие определению ни одного другого класса.
Тег: 9 : Прочие опасные вещества и предметы

Код Кемлера:
59 : окисляющий материал (способствует возгоранию), который может самопроизвольно вызывать бурную реакцию Номер
ООН :
2426 : НИТРАТ АММОНИЯ ЖИДКИЙ (концентрированный горячий раствор), содержащий не более 0,2% горючего материала и концентрация которого превышает 80 процентов
Класс:
5.1
Классификационный код:
O1 : Окисляющие вещества без дополнительной опасности или изделия, содержащие такие вещества:
Жидкости;
Этикетка: 5.1 : Окисляющие вещества

Код Кемлера:
50 : окисляющее вещество (способствует возгоранию) Номер
ООН :
3375 : НИТРАТ АММОНИЯ, ЭМУЛЬСИЯ, ПОДВЕСКА или ГЕЛЬ, используемые при производстве минных взрывчатых веществ
Класс:
5.1
Классификационный код:
O1 : Окисляющие вещества без дополнительной опасности или изделия, содержащие такие материалы :
Жидкости;
Этикетка: 5.1 : Окисляющие вещества Упаковка: Группа упаковки II : умеренно опасные вещества;

Код Кемлера:
50 : окисляющее вещество (способствует возгоранию) Номер
ООН :
3375 : НИТРАТ АММОНИЯ, ЭМУЛЬСИЯ, ПОДВЕСКА или ГЕЛЬ, используемые при производстве минных взрывчатых веществ
Класс:
5.1
Классификационный код:
O2 : Окисляющие вещества без дополнительной опасности или изделия, содержащие такие материалы :
Твердые вещества;
Этикетка: 5.1 : Окисляющие вещества Упаковка: Группа упаковки II : умеренно опасные вещества;

Нитрат аммония представляет собой соединение ионной катион аммония и анион нитрата формулы Н Н ₄ Н О ₃ . Он соответствует природному безводному минеральному телу — орторомбической сетке, называемой минералогами « нитраммитом ».

Кроме того , бывший нитрат аммония , получаемый в промышленном от XX — го века смеси аммиака и азотной кислоты , две производных потенциал химического синтеза газа аммиака . Он выпускается в виде порошка, который хорошо растворяется в воде.

Он в основном используется в качестве ингредиента простых азотных удобрений (в основном « аммонитратов ») или соединений (известных как удобрения NP, NK или NPK ). Это также мощное взрывчатое вещество.

Резюме

Физико-химические свойства

Это кристаллическое вещество, довольно гигроскопичное и не имеющее запаха, которое имеет тенденцию к агломерации в комки. Он может продаваться в виде 50% и 95% раствора по массе.

Его растворение в воде, растворимость которой увеличивается с температурой, является эндотермическим процессом .

По мере того как теплота раствора составляет примерно 6,2 ккал / моль ( 26 ккал / моль ), он обычно используются в холодильных смесях , позволяющих холодильное устройство с низкой рабочей температурой -17 ° C .

орторомбическая форма с восемью узорами на ячейку существует при температуре ниже -18 ° C при атмосферном давлении;
α форма тетрагональной или ромбической сингонии с четырьмя рисунками, плотностью 1,61 (определенной при 25 & deg ; С ) свидетельствует между -18 ° C и 32,1 ° C . К 100 г в чистой воде , его растворимость измеряют при 118,3 г при 0 ° С , около 180 г при 18 ° С и 241,8 г при 30 ° C . Структурный переход при 32,1 ° C коррелирует с небольшим изменением объема примерно на 3%, но эффект которого заключается в разрушении старой кристаллической сетки: реорганизация, даже если она способствует образованию нескольких двойников , может только фрагментировать хрупкую зерна, отсюда и образование пыли, которая дополнительно способствует естественному переносу минерала по воздуху или реке. Таким образом, орторомбическая сетка с несколькими узорами, засвидетельствованная в натуральном теле, являющемся маскагнитом , кажется наиболее стабильной;
β кристалломорфология свидетельствует между 32,1 ° C и 84,2 ° C . Сетка моноклинная или ромбическая с четырьмя узорами. Тело более плотное, плотность 1,725 г / см 3 . Для 100 г чистой воды ее более высокая растворимость измеряется при 365,8 г при 35 ° C , 580 г при 35 ° C [Что?] , 871 г при 100 ° C ;
квадратичная морфология с двумя узорами на ячейку наблюдается между 84,2 ° C и 125,2 ° C ;
кубическая форма наблюдается от 125.2 ° С и остается стабильными до расплавления кристаллической решетки , которое происходит при 169,6 ° C . Соответствующее химическое тело разлагается от 210 ° C , температуры, считающейся его точкой кипения.

Этот компактный и относительно нестабильный твердый порошок разлагается при высокой температуре , выделяя тепло и образуя газообразные продукты , отсюда и взрывной характер этого разложения. Ниже 300 ° C при разложении в основном образуется закись азота и вода:

При более высокой температуре преобладает реакция ниже:

При определенных условиях тот факт, что обе реакции являются экзотермическими и имеют газообразные продукты, приводит к ускорению реакции, и процесс разложения становится взрывоопасным. В прошлом это приводило к множеству катастроф (подробности см. В статье « Список случайных взрывов с участием нитрата аммония» ) . Во избежание взрыва промышленный нитрат аммония хранят в виде смеси с инертными наполнителями , такими как мел или измельченный кальцит , иногда доломит , глины , мергель в случае удобрений .

Нитрат аммония — сильный окислитель , он легко окисляет такие металлы, как свинец и цинк . Реакцию с медью можно записать:

Он может реагировать в горячем состоянии с формалином с образованием взрывоопасного нитрата метиламмония (in) в соответствии с радикальным механизмом .

На самом деле формалин окисляется по-разному.

Он также может реагировать в горячем состоянии с целлюлозой или крахмалом .

Вот почему металлические примеси, такие как медь, хлорид аммония или салмиак , хлорированные производные или некоторые другие восстанавливающие или потенциально восстанавливающие химические вещества, такие как углеводороды или меркаптаны, которые могут загрязнять его, даже мазут или простую упаковку. Дерево и бумага, чтобы избежать его слеживания из-за его гигроскопичности, ускорить разложение уже можно от 185 ° C . Например, после разложения испарением:

Хорошо растворим в аммиаке , растворим в ацетоне . В спиртах дело обстоит в меньшей степени. Например, только 17,1 г в 100 г из чистого метанола и 3,8 г в смеси вода / этанол смеси при 95% по объему, растворяют при 20 ° C ..

Производство

Это делается путем барботирования аммиака газа (продукта восстановления азота со стороны процесса Haber-Bosch ) посредством азотной кислоты . Существуют различные процессы, такие как Fauser, Krupp Uhde, UCB, Stamicarbon, Norsk hydro, Stengel, AZF Atofina, в соответствии с различными методами, включая получение нейтрализации растворов, затем концентрирование для ускорения осаждения соли соединения, сушку и гранулирование. Final .

Приложения

Он в основном используется для производства химических удобрений в традиционном сельском хозяйстве, в основном аммонитратов и удобренийNP, NK или NPK . В Швейцарии это запрещено в органическом земледелии .
В качестве окислителя он используется в химии, например, для окисления материалов перед их растворением в стекле (метод расплавленного жемчуга в рентгенофлуоресцентной спектрометрии ).
Его можно использовать при изготовлении взрывных устройств, что позволяет получить очень стабильное взрывчатое вещество . В последнем случае он часто смешивается с углеводородами, такими как газойль, и инициируется с использованием другого взрывчатого вещества, такого как тротил ; Смесь этого типа, применяемая в горнодобывающей промышленности, называется донарит . Из-за большой доступности смесь использовалась для изготовления самодельных бомб при некоторых террористических актах, таких как теракт в Оклахома-Сити, теракт на Бали или теракт в Марракеше в апреле 2011 года .
При контакте с водой происходит очень сильная эндотермическая реакция . Таким образом, он используется в очагах мгновенного холода .
Под названием « пропеллент » он используется в гражданской и военной промышленности, в частности в нефтяной промышленности для стимуляции скважин .
Он также используется в дополнении к низкой дозе в топливе на курильщике от пчеловодов , чтобы ошеломить пчела в некоторых случаях движущихся ферзя или колонию , потому что он нагревается, она производит закись азота , который является анестезирующим газом . Таким образом, пчелы теряют чувство направления и не возвращаются на прежнее место. Это только временно, так как они повторит свой ориентировочный полет, что позволит им «переопределить» свой дом.

При хранении и обращении с ним необходимо соблюдать строгие меры предосторожности.

Безопасность, обращение и хранение

Управление по регулированию и охране труда Министерства сельского хозяйства и рыболовства и Союз предприятий по внесению удобрений (UNIFA) составили технический лист под названием «Предотвращение профессиональных рисков при хранении и использовании удобрений. Твердые вещества нитрата аммония» .

Чистый нитрат аммония не горит, но как сильный окислитель он способствует и ускоряет горение органических материалов (и некоторых неорганических материалов). Не хранить рядом с горючими веществами.

Хотя нитрат аммония стабилен при температуре и давлении окружающей среды во многих условиях, он может взорваться от тяжелого запального заряда. Его нельзя хранить рядом с взрывчатыми веществами.

Расплавленный нитрат аммония очень чувствителен к ударам и детонации, особенно если он загрязнен несовместимыми материалами, такими как топливо, легковоспламеняющиеся жидкости, кислоты, хлораты, хлориды, сера, металлы, древесный уголь и опилки.

Контакт с некоторыми веществами, такими как хлораты, минеральные кислоты и сульфиды металлов, может вызвать быстрое или даже бурное разложение, способное воспламенить близлежащие горючие материалы или вызвать их взрыв.

Нитрат аммония начинает разлагаться после плавления с выделением NO _x , HNO ₃ , NH ₃ и H ₂ O. . Его нельзя нагревать в замкнутом пространстве. Тепло и давление, возникающие в результате разложения, повышают чувствительность к детонации и ускоряют разложение. Детонация может произойти при 80 атмосфер. Загрязнение может снизить это значение до 20 атмосфер.

Нитрат аммония имеет критическую относительную влажность 59,4%, выше которой он поглощает влагу из атмосферы. Поэтому важно хранить нитрат аммония в плотно закрытой таре. В противном случае существует риск его агломерации в большую твердую массу. Нитрат аммония может поглотить достаточно влаги для разжижения. Смешивание нитрата аммония с некоторыми другими удобрениями может снизить критическую относительную влажность.

Условия хранения и вопросы безопасности во Франции

Согласно расследованию, проведенному Le Canard enchaîné в августе 2020 года, Министерство экологического перехода считает, что авария, аналогичная той, что произошла в Бейруте в начале август 2020 это очень маловероятно во Франции, потому что Франция приняла одни из самых строгих правил в Европе.

Перечислены сто восемь участков, классифицированных по Севезо , в том числе 16 с более чем 2500 тонн.

Однако, согласно Le Canard , сайт georisques.fr также указывает, что существует 225 сайтов, содержащих более 550 тонн нитрата аммония, включая 180 сайтов, содержащих более 1250 тонн, поэтому требуется разрешение.

Кроме того, большое количество сайтов обеспечивает хранение меньших объемов без каких-либо обязательств по декларированию. Это, в частности, сельскохозяйственные кооперативы .

Интернет-СМИ Reporterre в 2018 году расследовали деятельность кооператива Оттмарсхайм, о котором сообщил осведомитель. Последний сообщил о проблемах с хранением на месте, также в непосредственной близости от Рейнского канала.

В сентябре 2020 года избранный член муниципальной оппозиции Мелена призвал жителей запросить дополнительную информацию об удобрениях, хранящихся в сельскохозяйственном кооперативе Valfrance в Во-ле-Пениль , где хранится более четырех тысяч тонн азотных удобрений. Кроме того, депутат Матильда Панот запрашивает от имени своей политической группы парламентскую комиссию по расследованию вопроса о хранении нитрата аммония.

Случайные взрывы и загрязнение воздуха

Нитрат аммония принимает непосредственное участие во взрывах:

с завода BASF в Оппау (Германия) на 21 сентября 1921 г. ;
завода PCT в Тессендерло (Бельгия) в 1942 г .;
французского грузового корабля Grandcamp, перевозящего 2300 тонн аммиачной селитры в Техас-Сити в Апрель 1947 г. ;
норвежского сухогруза Ocean Liberty в порту Брест в Июль 1947 г. ;
два дорожных прицепа с грузом 23 тонны каждый на строительной площадке в Канзас-Сити , Ноябрь 1988 г. ;
от Terra Industries завод в Порт — Нил юге Сиу — Сити в штате Айова в Декабрь 1994 ;
завода AZF в Тулузе, 21 сентября 2001 г. ;
аммиачного завода West Fertilizer недалеко от Уэйко , штат Техас, апрель 2013 ;
склад в порту Тяньцзинь (Китай) в 2015 году;
в порту Бейрута (Ливан) на 4 августа 2020 г. , где взрыв запаса 2750 тонн нитрата аммония унес бы жизни более сотни и тысяч раненых, но также причинил бы огромный материальный ущерб.

В азотных удобрениях являются мощными источниками распространения азотсодержащих молекул , которые часто союзническим к первичному загрязнению от сжигания из промышленности или трафика, вновь сформированные с помощью газовой фазы вторичных частиц загрязняющих окружающей среды , соответствующих основнымов удобрений, сульфат аммония и нитрата аммония. Эти последние вторичные частицы находятся в большинстве во время весенних пиков загрязнения , которые особенно важны в засушливый период.

Токсикология и экотоксикология

Токсичность аммонитрата все еще плохо изучена. Иногда он может быть ослаблен, а иногда усилен тем фактом, что, как и большинство нитратных солей (калия, натрия), аммонитрат хорошо растворяется в воде (что позволяет быстро растворять, но также может загрязнять. Быстрый рост водных организмов или воды).

При определенных условиях (в кислой среде и, следовательно, в желудке или в некоторых естественно кислых заболоченных местах) нитриты (NO ₂ — ) образуются из нитратов.

Токсичность

Нитрат аммония раздражает и токсичен для людей, токсичность оценивается как очень низкая в соответствии с действующими моделями, но она остается гораздо более эффективной при хроническом и целенаправленном воздействии. Вдыхание его пыли вызывает сильное раздражение дыхательных путей; контакт с кожей и слизистыми оболочками может вызвать сильное раздражение. При хроническом и продолжительном воздействии вызывает слабость, утомляемость и частые головные боли.

Не очевидно, что люди всегда поглощали немалое количество нитратов, в частности, через определенные овощи или салаты, пропитанные нитратными удобрениями. Сегодня он потребляет от 50 до 100 мг (от 200 до 400 мг для вегетарианцев) с овощами, водой (или другими напитками, содержащими их) и, наконец, с мясом и рыбой.

Согласно биохимическим и гематологическим оценкам, проведенным у рабочих заводов или комплексов хранения нитратов, у здоровых взрослых токсичность низких доз кажется низкой даже в случае многократного или длительного воздействия, за исключением частого появления ( например: 50% из 45 сотрудников следом) воспаления мочевыводящих путей . Тем не менее, у этих сотрудников постоянное воздействие (путем вдыхания производных нитратов) приводит в долгосрочной перспективе к почечной токсичности с появлением лейкоцитов и крови в моче , проблемы, не обнаруживаемой с помощью анализов крови, которые не показывают отклонения биохимических показателей сыворотки параметры.

Однако лабораторные крысы, подвергавшиеся воздействию (путем приема внутрь) в течение трех недель более высоких доз нитрата аммония (200, 400 и 600 мг / кг массы тела), проявляли быструю биохимическую и гематологическую реакцию с:

повышенное соотношение гепатотело ( дозозависимый феномен );
изменение крови с повышением уровня глюкозы, холестерина, креатинина, лактатдегидрогеназы и трансаминазы (TGO, TGP);

Существует детоксикация, одним из признаков которой является снижение уровня глутатиона в органах детоксикации, таких как печень , почки , селезенка и кишечник (явление, также наблюдаемое в семенниках подвергшихся воздействию самцов лабораторных крыс).
Косвенными маркерами интоксикации могут быть сывороточный глутатион и метгемоглобин .

Сама по себе острая токсичность нитрат-иона считается низкой, но нитрит, который он образует в организме, токсичен (превращая гемоглобин в метгемоглобин, что препятствует функции транспортировки кислорода через кровь.

Экотоксичность

Для растений

Выше определенной дозы аммонитрат токсичен для так называемых «высших» растений, и токсичность изучалась на других модельных организмах или потенциальных биоиндикаторах (парамеции, мхи, лишайники); эта токсичность приводит к замедлению роста большинства видов, уменьшению размера листьев и задержке развития корневой системы. В больших дозах появляются симптомы хлороза, которые могут привести к гибели растения.

Токсичность иона аммония для растений еще недостаточно изучена; это обычно объясняется синергетическим эффектом, сочетающим:

дефицит питательных веществ , индуцированное избытком аммония (который изменяет поглощение ионов металлов );
закисление среды в укоренении (который ингибирует вторичный рост корней);
нарушение осмотического баланса растения (из-за изменения внутриклеточного pH );
устранение явления фотофосфорилирования, связанного с переносом электронов, после накопления ионов аммония в листьях ;
изменение в фитогормоне и полиаминыметаболизма .

Хорошая микоризация, по- видимому, улучшает регулирование поглощения различных форм азота деревьями и, следовательно, снижает их стресс в условиях загрязнения азотом или стресса из-за избытка ионов аммония.

В водной среде

Когда водоток пересекает сельскохозяйственный бассейн или зарождается там, он может насыщаться нитратами (иногда из источника) и становиться эвтрофным . Возможно также из-за пестицидов, часто связанных с нитратами, это часто приводит к засорению субстрата песком или гравием, которые требуются некоторыми рыбами для откладывания яиц. Эти биогеохимические условия способствуют аноксии субстрата и новому образованию нитритов и аммония в самом субстрате. В зависимости от концентраций, часто встречающихся во Франции (от 15 до 60 мг / л ), может возникнуть цепное явление и самокормление в таком субстрате после того, как лососевые откладываются: яйца (многие умирают), затем гибнут личинки, увеличивают уровень нитратов в субстрате, что, в свою очередь, увеличивает уровень смертности зародышей лососевых, захороненных под гравием. Хотя взрослые лососи в дикой природе часто умирали миллионами каждый год после нереста, их тела были частично быстро съедены рыбоядными или падальщиками, или их купали в воде, не содержащей нитратов, что, возможно, загрязняло меньше субстрата, чем мертвые личинки которые там разлагаются. «Содержание нитритов объясняет часть смертей, особенно при низкой концентрации кислорода, которая наблюдается в сланцах . С другой стороны, содержание аммиака слишком низкое, чтобы повлиять на выживаемость » . Уровни нитрита и аммония различаются в зависимости от интерстициальных отсеков и сильно различаются в зависимости от природы осадка ( «размер частиц и содержание органических веществ» ).

Для животных

Некоторые виды будут казаться более уязвимыми, особенно для видов с водными личинками, как земноводных , которые также показывают уязвимы для низких доз хлорида аммония , из сульфата аммония и нитрата натрия (с изменениями в чувствительности в зависимости от вида рассматриваемого). Смертельная доза для наиболее чувствительных стадий (яйцо, головастик ) может быть достигнута в воде, стекающей (или циркулирующей в сельскохозяйственных стоках ) «достаточно» в течение длительного времени в среднем сельскохозяйственном бассейне.

Круговорот азота и климат

Как нитрат аммония не полностью поглощается растениями , но растворим в воде, он убегает, что приводит к эвтрофикации из чувствительных природных сред . Очевидная простота и экономическая выгода массового применения химических удобрений способствует пренебрежению органическими удобрениями (навоз, навозная жижа, компост, растительные остатки), что приводит к дефициту жизнедеятельности почвы и снижению содержания гумуса. Азот, содержащийся в привозных кормах, не возвращается на территории, где он был произведен. Азотный цикл нарушается во всем мире. Нарушается функция поглощения парниковых газов почвой.

Термодинамическое равновесие

Направление реакции и состояние нитрата аммония зависят от температуры и относительной влажности (влажность расплывания как функция температуры). Константа диссоциации ( K _p ) нитрата аммония равна произведению парциальных давлений газов аммиака и азотной кислоты при равновесии. Константа диссоциации ( K _p ) нитрата аммония выражается в частях на миллиард 2 , она зависит только от температуры.

Существует несколько выражений для константы диссоциации чистого нитрата аммония, в том числе:

Гидролиз солей

Гидролиз – это взаимодействие веществ с водой.

Гидролиз можно охарактеризовать степенью гидролиза: h

Степень гидролиза зависит:

— от природы соли и выражается константой гидролиза,

— от температуры (чем выше температура, тем больше степень гидролиза).

Соли полностью, необратимо диссоциируют в растворе на ионы. При этом, если соль образована сильным основанием и сильной кислотой, то образованные в растворе ионы не вступают во взаимодействие с водой и не образуют с ней сложных веществ. Концентрация ионов гидроксила и ионов водорода не меняется, т.е. pH » 7 (среда нейтральная).

Пример : NaCl = Na + + Cl — — это не гидролизующиеся соли.

1) Рассмотрим соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием:

С водой будет взаимодействовать анион слабой кислоты

CH₃COO — + H₂O « CH₃COOH + OH — (накапливаются ионы гидроксила).

В растворах этих солей pH > 7 (среда щелочная).

Равновесие гидролиза характеризуется константой гидролиза. Подставим в это выражение концентрацию ионов гидроксила, выраженную через ионное произведение воды:

В этом уравнении , отсюда получаем

— константа гидролиза соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием

Расчет степени гидролиза:

c – исходная концентрация соли;

h – степень гидролиза;

ch – концентрация прогидролизовавшихся молекул.

Расчет рН среды:

[OH — ]×[H + ] = 10 -14 pOH = — lg[OH — ] (pH = 14 – pOH).

2) Рассмотрим соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием:

В растворах этих солей pH < 7 (среда кислая).

Напишем выражение для константы равновесия этой реакции:

Подставив в это уравнение выражение для [H + ] через ионное произведение воды, получаем

Степень гидролиза:

Расчет рН раствора:

Пример: рассчитать степень гидролиза нитрата аммония и pH раствора, где С_м=0,1моль/л,

К_г. = К_ω/К_осн. = 10 -14 /1,76×10 -5 = 5,7×10 -10 (константа гидролиза)

pH = — lg 7,55 ×10 –6 = 5,1

3) Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой:

c – ch c – ch ch ch

В растворах этих солей pH » 7 (среда нейтральная).

Если же константы диссоциации кислоты и основания сильно различаются, среда не будет нейтральной, например:

Гидролиз будет идти сильнее по аниону:

NH₄ + + H₂O « NH₄OH + H + [OH — ] > [H + ]

Напишем выражение для константы равновесия гидролиза ацетата аммония:

, здесь , тогда, умножив и разделив константу гидролиза на ионное произведение воды, получаем: