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Método de laboratorio
El amoniaco se obtiene generalmente en el laboratorio calentando una sal amónica con cal apagada o con hidróxido sódico. La ecuación iónica correspondiente a la reacción es:
NH4++ OH ! NH3 + H20
Para obtener una corriente de amoniaco se hace gotear una disolución concentrada de amoniaco sobre hidróxido sódico sólido. El amoniaco puede recogerse por desplazamiento del aire de un frasco invertido.
Amoniaco como subproducto
se obtienen amoniaco y
sulfato amónico como subproductos en la fabricación de cok y gas de
alumbrado. La hulla bituminosa o blanda contiene un 1% de nitrógeno y un
7% de hidrógeno combinados. Cuando se calienta esta hulla en retortas
en las que se ha desalojado el aire, se produce una destilación
destructiva (destilación seca), y se desprende nitrógeno en forma de amoniaco.
Este sale mezclado con otras varias sustancias, y se disuelve en agua o
ácido sulfúrico. Tratado con cal la disolución resultante, se obtiene amoniaco puro, que se absorbe en ácido sulfúrico o clorhídrico para formar sulfato o cloruro amónico.Proceso de cianamida
otro método de preparar amoniaco a expensas del nitrógeno del aire es el de la cianamida, descubierto por Frank y Caro, en Alemania, en 1895, y usado por primera vez en la industria en 1906. Consta de las siguientes fases:
1ª Se calientan cal y cok conjuntamente en un horno eléctrico, formándose carburo cálcico:
CaO + 3C ! C2Ca +CO
2ª Se pasa el nitrógeno obtenido del aire líquido sobre carburo cálcico machacado que contiene un poco de cloruro o fluoruro cálcico, y calentando a unos 1000ºC, en la reacción se forma cianamida cálcica y carbón:
C2Ca + N2! CN2Ca + C
3ª La cianamina se agita primero con agua fría para descomponer todo el carburo cálcico no transformado, y luego se trata con vapor de agua a presión en un autoclave. En estas condiciones se produce amoniaco:
CN2Ca +3H2O ! COCa + 2NH3
La cianamida puede emplearse directamente como abono, pero es preferible convertirla en sales amónicas para alimento de las plantas. El cianuro sódico, CNNa se prepara a partir de la cianamida por fusión con cloruro sódico.
Obtención de amoníaco a nivel industrial.
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
Esta reacción ocurre con lentitud, dado que necesita gran cantidad de energía de activación, como consecuencia de la estabilidad química del nitrógeno. Para acelerar la reacción se utiliza un catalizador, y se aumenta la presión y la temperatura a la que esta ocurre.
De esta manera las moléculas gaseosas tienen mayor energía cinética, aumentando la velocidad con que reaccionan. Además, al retirar el amoníaco a medida que se va formando, se acelera aún más la producción del mismo.
La presión aplicada para mejorar el rendimiento de esta reacción puede llegar hasta las 900 atmósferas. Con esta presión, a una temperatura de 450 o 500 grados C, el rendimiento de la reacción puede ser del 40%.
El amoníaco obtenido de esta manera se utiliza en la preparación de fertilizantes, como nitrato de amonio o sulfato de amonio.
Otro uso bastante frecuente es como producto de limpieza; gracias a sus propiedades desengrasantes resulta de utilidad en la remoción de manchas difíciles. Es usado diluido en agua.
