Аміак NH3 – балансування між користю і шкодою

Аміак – хімічна речовина, що складається з трьох атомів водню і одного атома азоту, (хімічна формула NH3).

Офіційно аміак був відкритий в 1774 році британським ченцем і хіміком Джозефом Прістлі. Це відкриття мало колосальну важливість для промисловості, оскільки похідні аміаку – солі амонію були необхідні як висококласних добрив, а також, сировини для виробництва скла, деяких сплавів і вибухових речовин. Солі амонію в той час отримували з чилійської селітри, – нітрату натрію, запаси якої істотно скорочувалися.

Проте, аміак був відомий людям задовго до дослідів Прістлі.

Сама назва «аміак» сходить до давньоєгипетському слову «амоніан», – так жителі берегів Нілу називали послідовників бога Амона, які під час церемоній вдихали пари нашатирю, який випаровує аміак при нагріванні.

У нормальних умовах аміак є безбарвний газ з характерним різким запахом нашатирного спирту Концентровані пари виглядають як білуватий туман з легким відтінком блакитного. Він легший за повітря, тому швидко піднімається вгору. Він кипить при -33.3 С і добре розчиняється в воді за рахунок особливостей будови своєї молекули. Властивості рідкого аміаку в чому подібні з властивостями води, але його в’язкість і щільність приблизно в 7 разів менше в’язкості води. У такому вигляді він являє собою прозору рідину з легким блідо-блакитним відтінком. При -77 С аміак утворює безбарвні кубічні кристали.

Аміак часто зустрічається в природі і грає фундаментальну роль в підтримці життя на землі, нарівні з киснем і вуглекислим газом, позаяк азот, що становить його основу є компонентом абсолютно всіх білків, без яких життя абсолютно неможлива.
В атмосфері міститься велика кількість азоту – до 78%. Специфічні групи азотфіксуючих бактерій здатні зв’язувати атмосферний азот, перетворюючи його в аміак і, таким чином, привносячи його до складу грунту.

Рослини отримують його звідти, використовуючи для будівництва власних клітин і різних білкових структур. Більшість рослин не здатні переводити атмосферне азот в аміак, тому сильно залежать від вмісту аміаку і його похідних в грунті. Це пояснює, чому більшість найважливіших добрив для агропромисловості є селітри – різні солі азотної кислоти, а найважливіша з них – аміачна селітра.

Проте деякі рослини, такі як бобові, живуть в симбіозі з азотфіксуючими бактеріями – останні мешкають в спеціалізованих клубеньках на їх коренях, засвоюючи для своїх симбіонтів атмосферне азот і переводячи його в аміак і похідні.

Далі, вгору по харчовому ланцюжку через травоїдні організми, азот надходить в тіла тварин, де поглинені амінокислоти, синтезовані з азоту та аміаку рослинами, використовуються для побудови вже тваринних білків.

Добовий кругообіг білку в організмі тварин дуже високий, і їм постійно потрібно виведення продуктів переробки білку в зовнішнього середовища. Одним з таких продуктів є аміак, причому він – звичайно результат рециклінгу білків в організмі. Аміак дуже токсичний для тварин, тому вони прагнуть виділяти його в зовнішнє середовище. Водні тварини на зразок морських їжаків, молюсків і голотурій виділяють чистий аміак. Хребетні переводять його в сечовину – менш токсична речовина, яка може накопичуватися в організмі, поки не з’явиться можливість його позбутися. Рептилії і птахи пішли ще далі, переводячи рідку сечовину в кристалічну сечову кислоту, яка виділяється з мінімальними витратами води, що актуально для жителів пустель, таких як черепахи, змії і ящірки.

Після виділення, сечовина розкладається ґрунтовими бактеріями, і аміак знову надходить у кругообіг азоту, де він знову окислюється і використовується рослинами. Таким чином аміак зустрічається в природі практично скрізь, але в невеликих кількостях.

Значна кількість аміаку міститься в тілах хрящових риб, таких як акули і скати, що дозволяє їм, у відсутності плавального міхура, зберігати нейтральну плавучість. (Тому їх м’ясо в ході приготування має характерний неприємний запах.).

Так само аміак утворюється при гнитті органіки в ході розпаду білків. Крім того, деяка частка його утворюється в процесі неорганічного синтезу. У світі максимальна концентрація аміаку в атмосфері спостерігається на Гангській рівнині, в Центральній долині США і в Південно-Казахстанській області. На деяких планетах Сонячної системи аміаку набагато більше, ніж на Землі, наприклад, білі хмари Юпітера складаються майже виключно з газоподібного аміаку.

Не дивлячись на свою всюдисущність і фундаментальну роль в постачанні матеріалу для синтезу білків, аміак дуже токсичний для живих організмів. За своєю дією він відноситься до задушливим і нейротропним речовин.

Пари аміаку сильно подразнюють слизові оболонки очей, гортані, трахеї і легень, впливаючи так само і на шкіру.

Реагуючи з водою на поверхні рогівки, аміак переходить в амоній, який викликає хімічні опіки кон’юнктиви і рогівки. Це викликає ріжучий біль в очах і швидко призводить до втрати зору за рахунок помутніння оболонок ока, які вже не в змозі пропускати достатньо світла до кришталика і сітківці.

Попадання парів аміаку в легені, трахею, гортань або носоглотку викликають схожу хімічну реакцію на поверхні слизових оболонок, яка призводить до різкого подразнення, інтоксикації, алергічного набряку легенів, і, в підсумку, до смерті.

Для незахищеною шкіри аміак також небезпечний: він викликає різке її почервоніння, свербіння і провокує хімічні опіки. Якщо на шкіру потрапляє рідкий аміак, то він починає поглинати тепло і випаровуватися, нагріваючись з -33.3 С до 37 ° С, викликаючи важкі обмороження і некротичні вогнища. До цього часто додаються бульбашки і виразки, викликані дією поглиненої з повітря вологи, яка переводить аміак в амоній – його більш реакционноспособную форму.

У важких випадках, інтоксикація аміаком приводить ще й до внутрішньошлунковий кровотечі, яке часто закінчується летальним результатом.

Симптоми отруєння аміаком:

1. Раптова нежить, що не припиняється.
2. Гіперемія слизових оболонок (очі, ніс, рот, стають яскраво-червоними від різкого припливу крові).
3. Безперервне сльозовиділення.
4. Напади сухого кашлю.
5. Біль за грудиною.
6. Сухість в горлі
7. Осиплість голосу. Стає важко говорити.
8. Запаморочення.
9. Втрата свідомості.
10. Блювота
11. Судоми
12. Задишка.

Дії при отруєнні аміаком:

1. Винести пацієнта за межі зараженої зони, або забезпечити доступ кисню, якщо залишити небезпечну зону неможливо.
2. Промивати рот, ніс і горло водою мінімум 15 хвилин.
4. При попаданні аміаку на шкіру-терміново промити водою і накласти пов’язку.
5. При попаданні в шлунок – промити шлунок слабким розчином марганцівки.
6. Викликати лікаря.

Важливо: госпіталізація може знадобитися навіть при, візуально, легкому отруєнні аміаку, так як поза лікарнею ступінь ураження встановити складно.

Не дивлячись на свою токсичність, аміак дуже широко застосовується в різних сферах промисловості. Його можна, без докорів сумління, назвати найважливішим продуктом хімічного виробництва. Щорічно в світі синтезується більш 150 млн тонн аміаку.

Як вже було сказано, продуктивність рослин безпосередньо залежить від вмісту аміаку і його похідних в грунті, так що можна сказати, що врожайність полів забезпечується належним рівнем виробництва аміачної селітри та інших добрив на основі аміаку. Без цього нас би чекав тотальний голод.

Крім того, аміак служить основою для виробництва багатьох вибухових речовин, без яких неможливе будівництво, гірнича справа і видобуток ряду корисних копалин, не кажучи вже про ВПК.

Ще одна важлива сфера застосування аміаку – холодильні установки, де використовується висока теплоємність рідкого аміаку. Крім того, аміак, не дивлячись на свою токсичність є більш екологічно безпечним, ніж фреони, що використовувалися в таких установках до нього, він набагато дешевше, оскільки виробляється в буквальному сенсі з повітря – шляхом фіксації атмосферного азоту, не руйнує озоновий шар, володіє чітко відмінним запахом, що дозволяє вчасно помітити витік, крім того, він менш текучий ніж фреони, що мінімізує втрати газу при експлуатації аміачних холодильних установок. Нарешті, його продуктивність в ролі холодоагенту в 3.5 рази вище, ніж у фреонів. Відмовлятися від такого вигідного технічного рішення було б нераціонально, не дивлячись навіть на високу токсичність аміаку.

Рідкий аміак є чудовий розчинник і широко використовується в хімічній промисловості.

У медицині давно і міцно влаштувався 10% розчин аміаку в етанолі, званий нашатирним спиртом, подразнюючу дію якого використовується для збудження роботи дихального центру і приведення пацієнта до тями.

Нарешті, аміак знайшов своє застосування навіть в будівництві. Його використовують як антифриз при компонуванні сумішей для будівельних розчинів.

Підводячи підсумок, можна сказати, що аміак є фундаментально важливою речовиною як з точки зору біології, так і з точки зору техногенної цивілізації. Проте, потрібно пам’ятати, що при всій корисності, аміак може послужити причиною тяжких інтоксикацій і летального результату. Щоб уникнути цього, будь-яке виробництво або хімічна лабораторія, де працюють з аміаком, його розчинами або похідними, повинна бути обладнана відповідними газоаналізаторами.

Залишити відповідь