Аммиак – химическое вещество, состоящее из трех атомов водорода и одного атома азота, (химическая формула NH3).

Официально аммиак был открыт в 1774 году британским монахом и химиком Джозефом Пристли. Это открытие имело колоссальную важность для промышленности, так как производные аммиака – соли аммония были необходимы в качестве высококлассных удобрений, а также, сырья для производства стекла, некоторых сплавов и взрывчатых веществ. Соли аммония в то время получали из чилийской селитры, - нитрата натрия, запасы которой существенно сокращались.

Тем не менее, аммиак был известен людям задолго до опытов Пристли. Само название «аммиак» восходит к древнеегипетскому слову «амониан», -  так жители берегов Нила называли последователей бога Аммона, которые во время церемоний вдыхали пары нашатыря, который испаряет аммиак при нагревании.

В нормальных условиях аммиак представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом нашатырного спирта Концентрированные пары выглядят как белесый туман с легким оттенком голубого. Он легче воздуха, поэтому быстро поднимается вверх. Он кипит при -33.3 С и отлично растворяется в воде за счет особенностей строения своей молекулы. Свойства жидкого аммиака во многом сходы со свойствами воды, но его вязкость и плотность примерно в 7 раз меньше вязкости воды. В таком виде он представляет собой прозрачную жидкость с легким бледно-голубым оттенком. При -77 С аммиак образует бесцветные кубические кристаллы.

Аммиак часто встречается в природе и играет фундаментальную роль в поддержании жизни на земле, наравне с кислородом и углекислым газом, так как азот, составляющий его основу является компонентом абсолютно всех белков, без которых жизнь совершенно невозможна.

В атмосфере содержится большое количество азота – до 78%. Специфические группы азотфиксирующих бактерий способны связывать атмосферный азот, превращая его в аммиак и, таким образом, привнося его в состав почвы.

Растения получают его оттуда, используя для строительства собственных клеток и различных белковых структур. Большинство растений не способны переводить атмосферный азот в аммиак, поэтому сильно зависят от содержания аммиака и его производных в почве. Это объясняет, почему большинство важнейших удобрений для агропромышленности представляют собой селитры – различные соли азотной кислоты, а самая важная из них – аммиачная селитра.

Аммиак широко используется в
агропромышленности

Но некоторые растения, такие как бобовые, живут в симбиозе с азотфиксирующими бактериями – последние обитают в специализированных клубеньках на их корнях, усваивая для своих симбионтов атмосферный азот и переводя его в аммиак и производные.

Далее, вверх по пищевой цепочке через травоядные организмы, азот поступает в тела животных, где поглощенные аминокислоты, синтезированные из азота и аммиака растениями, используются для построения уже животных белков.

Суточный круговорот белка в организме животных очень высок, и им постоянно требуется выведение продуктов переработки белка во внешнюю среду. Одним из таких продуктов является аммиак, причем он –конечный результат рециклинга белков в организме. Аммиак очень токсичен для животных, поэтому они стремятся выделять его во внешнюю среду. Водные животные наподобие морских ежей, моллюсков и голотурий выделяют чистый аммиак. Позвоночные переводят его в мочевину- менее токсичное вещество, которое может накапливаться в организме, пока не появится возможность от него избавиться. Рептилии и птицы пошли еще дальше, переводя жидкую мочевину в кристаллическую мочевую кислоту, которая выделяется с минимальными затратами воды, что актуально для жителей пустынь, таких как черепахи, змеи и ящерицы.

 После выделения, мочевина разлагается почвенными бактериями, и аммиак снова поступает в круговорот азота, где он снова окисляется и используется растениями. Таким образом аммиак встречается в природе практически везде, но в небольших количествах.

Существенное количество аммиака содержится в телах хрящевых рыб, таких как акулы и скаты, что позволяет им, в отсутствии плавательного пузыря, сохранять нейтральную плавучесть. (Поэтому их мясо в ходе приготовления имеет характерный неприятный запах.).

Так же аммиак образуется при гниении органики в ходе распада белков.Кроме того, некоторая доля его образуется в процессе неорганического синтеза. В мире максимальная концентрация аммиака в атмосфере наблюдается на Индо-Гангской равнине, в Центральной долине США и в Южно-Казахстанской области.На некоторых планетах Солнечной системы аммиака гораздо больше, чем на Земле, например, белые облака Юпитера состоят почти исключительно из газообразного аммиака.

Не смотря на свою вездесущесть и фундаментальную роль в поставке материала для синтеза белков, аммиак очень токсичен для живых организмов. По своему действию он относится к удушающим и нейротропным веществам.

Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз, гортани, трахеи и легких, воздействуя так же и на кожу.

Реагируя с водой на поверхности роговицы, аммиак переходит в аммоний, который вызывает химические ожоги конъюнктивы и роговицы. Это вызывает режущую боль в глазах и быстро приводит к потере зрения за счет помутнения оболочек глаза, которые уже не в состоянии пропускать достаточно света к хрусталику и сетчатке.

Попадания паров аммиака в легкие, трахею, гортань или носоглотку вызывают похожую химическую реакцию на поверхности слизистых оболочек, которая приводит к резком раздражению, интоксикации, аллергическому отеку легких, и, в итоге, к смерти.

Для незащищенной кожи аммиак также не безопасен:он вызывает резкое ее покраснение, зуд и провоцирует химические ожоги. Если на кожу попадает жидкий аммиак, то он начинает поглощать тепло и испаряться, нагреваясь с -33.3 С до 37 С, вызывая тяжелые обморожения и некротические очаги. К этому часто добавляются пузыри и язвы, вызванные действием поглощенной из воздуха влаги, которая переводит аммиак в аммоний – его более реакционноспособную форму.

В тяжелых случаях, интоксикация аммиаком приводит еще и к внутрижелудочному кровотечению, которое часто заканчивается летальным исходом.

Симптомы отравления аммиаком:

1.      Внезапный непрекращающийся насморк.

2.      Гиперемия слизистых оболочек (глаза, нос, рот, становятся ярко-красными от резкого прилива крови).

3.      Непрекращающееся слезоотделение.

4.      Приступы сухого кашля.

5.      Боль за грудиной.

6.      Сухость в горле

7.      Осиплость голоса. Становится трудно говорить.

8.      Головокружение.

9.      Потеря сознания.

10.  Рвота

11.  Судороги

12.  Отдышка.

Действия при отравлении аммиаком:

1.      Вынести пострадавшего за пределы зараженной зоны, или обеспечить доступ кислорода, если покинуть опасную зону невозможно.

2.      Промывать рот, нос и горло водой минимум 15 минут.

3.      Промыть глаза 0.5% раствором дикаина, затем закрыть повязкой, чтобы минимизировать нагрузку.

4.      При попадании аммиака на кожу- срочно промыть водой и наложить повязку.

5.      При попадании в желудок – промыть желудок слабым раствором марганцовки.

6.      Вызвать врача.

Важно: госпитализация может потребоваться даже при, визуально, легком отравлении аммиака, так как вне больницы степень поражения установить сложно.

Не смотря на свою токсичность, аммиак очень широко применяется в различных сферах промышленности. Его можно, без зазрения совести, назвать важнейшим продуктом химического производства. Ежегодно в мире синтезируется более 150 млн тонн аммиака.

Как уже было сказано, продуктивность растений напрямую зависит от содержания аммиака и его производных в почве, так что можно сказать, что урожайность полей обеспечивается должным уровнем производства аммиачной селитры и других удобрений на основе аммиака. Без этого нас бы ждал тотальный голод.

Кроме того, аммиак служит основой для производства многих взрывчатых веществ, без которых невозможно строительство, горное дело и добыча ряда полезных ископаемых, не говоря уже о ВПК.

Еще одна важная сфера применения аммиака – холодильные установки, где используется высока теплоемкость жидкого аммиака. Кроме того, аммиак, не смотря на свою токсичность является более экологически безопасным, чем фреоны, использовавшиеся в таких установках до него, он гораздо дешевле, поскольку производится в буквальном смысле из воздуха – путем фиксации атмосферного азота, не разрушает озоновый слой, обладает четко отличимым запахом, что позволяет вовремя заметить утечку, кроме того, он менее текуч чем фреоны, что минимизирует потери газа при эксплуатации аммиачных холодильных установок. Наконец, его производительность в роли хладагента в 3.5 раза выше, чем у фреонов. Отказываться от такого выгодного технического решения было бы нерационально, не смотря даже на высокую токсичность аммиака.

Аммиачные холодильные системы

Жидкий аммиак представляет собой великолепный растворитель и широко используется в химической промышленности.

Особо широкое применение аммиак имеет в химической промышленности

В медицине давно и прочно обосновался 10% раствор аммиака в этаноле, называемый нашатырным спиртом, раздражающее действие которого используется для возбуждения работы дыхательного центра и приведения пациента в сознание.

Наконец, аммиак нашел свое применение даже в строительстве. Его используют как антифриз при компоновке смесей для строительных растворов.

Подводя итог, можно сказать, что аммиак является фундаментально важным веществом как с точки зрения биологии, так и с точки зрения техногенной цивилизации. Тем не менее, нужно помнить, что при всей полезности, аммиак может послужить причиной тяжелых интоксикаций и летального исхода. Чтобы избежать этого, любое производство или химическая лаборатория, где работают с аммиаком, его растворами или производными, должна быть оборудована соответствующими газоанализаторами.

Передовой газоанализатор BW GasAlertExtreme NH3, предназначен специально для обнаружения аммиака

Компания "Интеллектуальные промышленные системы" предлагает широкий выбор моделей газоанализаторов, приспособленных для обнаружения аммиака (NH3) в агропромышленности, химической промышленности и на производстве.