Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
УГЛЕКИСЛЫЕ СОЛИ АММОНИЯ
К углекислым солям аммония относятся: нейтральный карбонат аммония, безводный и одноводный (NH4)2C03-Н20; «полуторная» соль, или сесквикарбонат (NH4)2C03-2NH4HC03; бикарбонат аммония NH4HC03; карбаминовокислый аммоний NH4C00NH2 (карба - мат аммония).
Карбонат аммония — бесцветные кристаллы с сильным запахом аммиака, теряющие на воздухе свой блеск и переходящие » NH4HC03, который, в свою очередь, также подвергается разложению. В водных растворах карбонат аммония существует только при низких температурах: при нагревании водного раствора до 70° выделяются NH3 и СОг, а при комнатной температуре водный раствор» Разлагается с образованием кислой соли:
(NH4)2 СО3 = NH3 + NH4HCO3
Одновременно происходит разложение соли с выделением воды И с образованием карбаминовокислого аммония: (NH4)2 СО3 = NH4COONH2 + Н20
Сухая соль при 58° полностью улетучивается, разлагаясь на NH3, С02 и Н20.
Технический углекислый аммоний представляет собой смесь карбоната, бикарбоната и карбаминовокислого аммония; обычно он содержит 29—32% NH3, около 56% С02 и 12—15% Н20. В 100 г воды растворяется при 15° приблизительно 25 г, а при 65° около 67 г Технического углекислого аммония.
Бикарбонат аммония — белые ромбические кристаллы с плотностью 1,57 г/см3. Он более стоек, чем карбонат аммония. На воздухе медленно разлагается. Декарбонизация водного раствора бикарбоната аммония по реакции
2NH4HC03 = (NH4)2 СО3 + Н20 + С02
Медленно идет при 20°, а при нагревании раствора резко ускоряется.
Насыщенный водный раствор бикарбоната аммония содержит - при 0° — 10,9%; при 20°—17,5%; при 60° —37,2% соли 227.
Равновесие в системе NH3—С02—Н20 показано на рис. 370. Точки составов газовой фазы определяются прямоугольной координатной сеткой, равновесные составы жидкой фазы при общем давлении компонентов, равном атмосферному, — кривыми изокон - центратами (NH3 — пунктирные, С02 — сплошные линии). Наклонные прямые изотермы (штрих-пунктир) — температуры конденсации газовой фазы.
ТАБЛИЦА 90
Составы инвариантных растворов в системе NH3—С02— Н20
|
В системе вода — аммиак — двуокись углерода образуется 8 инвариантных растворов, находящихся в равновесии с тремя твердыми фазами (табл. 90 ) 224. Давление пара над этой системой приведено в табл. 91.
Углекислый аммоний применяют в хлебопечении (вместо дрожжей), при крашении, при промывке шерсти, в медицине и др. Заслуживает внимания зарубежный опыт (США) применения угле -
Общее давление пара (в мм рт. ст.) ненасы|
|
Кислых солей аммония вместе с карбамидом в виде жидких удобрений — растворов в жидком аммиаке или в аммиачной воде.
Концентрация NH, 6 газе, вес.% Рнс. 370. Диаграмма равновесия в системе NH3—С02—Н20 при атмосферном давлении. Составы раствора,- х — вес. % NH3, И— вес. % С02. Насыщенные растворы: АВ— С02; ВС — NH4HCO3; CD - 2NH4HCO3 • (NH4)2C03; DE - NH4COONH2. |
Прирост урожая кукурузы, картофеля, свеклы и некоторых других культур при внесении в почву углекислых солен аммония на Ю—15% больше, чем при внесении NH4N03 (на одинаковое коли -
ТАВЛИЦА 91
•Ценных растворов системы NH3—С02—Н20
Температура, °С
40 |
80,5 |
50 |
60 |
76,9 |
55,2 |
70 |
80 |
84,3
450 197 130 107 92 |
625 321 225 190 165 142 |
760 |
363 312 283 242 |
568 483 455 393 |
760 |
760 725 622 |
760 |
Чество азота) 228. Бикарбонат аммония дешевле аммиачной селитры, но его существенным недостатком является значительное разложение. В обычных условиях NH4HCO3 теряет при хранении в сутки ~0,3% своего веса, т. е. при двухмесячном хранении потери составляют ~18%. Специально обработанный NH4HCO3 теряет за 90 дней хранения 3,5—10% веса 229. По другим данным 230, потери бикарбоната аммония от улетучивания на воздухе при 20° составляют за 5 суток около 4%, за 10 суток около 9%, а при 30° соответственно 10 и 22%.
Кристаллический продукт, выпускаемый под названием «угле - аммонийные соли», согласно ГОСТ 9325—60, должен содержать не меньше 20,6% NH3; остаток после прокаливания не должен превышать 0,05%.
Углекислый аммоний для пищевых целей (ОСТ 10199—39) должен содержать не менее 28 и не более 35% NH3; остаток при прокаливании не более 0,2%. Должны отсутствовать соли тяжелых металлов, мышьяка, соляной кислоты и органические примеси.
Углекислый аммоний упаковывают в водонепроницаемые мешки {полиэтиленовые, бумажные битумированные или из прорезиненной ткани) 231>232.
Для большей устойчивости углекислого аммония предлагается «го упаковывать в мешки из поливинилхлорида, которые затем помещать в стальные коробки 2SS.