خصائص الأمونيا الكيميائية : 6 سِمات تَدفَع مستقبل الصناعة الحديثة

تُعرف خصائص الأمونيا الكيميائية بتركيبها الفريد حيث تتكون من ذرة نيتروجين واحدة مرتبطة بـ 3 ذرات هيدروجين بالإضافة إلى احتوائها على زوج حر من الإلكترونات على ذرة النيتروجين وهي مركب غاز عديم اللون، ذو رائحة نفاذة ومميزة، ولها دور محوري يتجاوز كونها مادة خام بسيطة حيث تلعب دوراً حيوياً في دورة النيتروجين في الطبيعة وتدخل في عدد كبير من الصناعات الكيميائية بفضل خصائصها العالية وكفاءتها المميزة.

ونستعرض فى هذا المقال خصائص الأمونيا الكيميائية ونسلط الضوء على المركبات الكيمائية المشتقة منها ودورها كمادة خام أساسية في الصناعات الكيميائية.

جدول المحتويات

خصائص الأمونيا الكيميائية

الأمونيا (غاز النشادر) مركب كيميائي أساسي له الصيغة $\text{NH}_3$ $\text{NH}_3$ وهي غاز عديم اللون وله رائحة نفاذة ومميزة. تتميز خصائص الأمونيا الكيميائية بمجموعة هامة تجعلها مادة متعددة الاستخدامات، خاصة في صناعة الأسمدة والمواد الكيميائية.

1. الخاصية القاعدية (القلوية)

تُعد خصائص الأمونيا الكيميائية القلوية بسبب وجود زوج حر من الإلكترونات على ذرة النيتروجين، مما يمكّنها من استقبال بروتون وتكوين أيون الأمونيوم و تذوب الأمونيا بسهولة شديدة في الماء وتتفاعل معه لتكوين محلول هيدروكسيد الأمونيوم ، وهو محلول قلوي (قاعدي) وتتفاعل الأمونيا مع الأحماض لتكوين أملاح الأمونيوم المقابلة. على سبيل المثال، التفاعل مع حمض الهيدروكلوريك:

2. قابلية الاشتعال (الاحتراق)

أبرز خصائص الأمونيا الكيميائية انها ليست سريعة الاشتعال في الهواء العادي، ولكن يمكن أن تشتعل في وجود تركيزات عالية من الأكسجين أو في درجات حرارة عالية جدًا تبدأ درجة حرارة الاشتعال من حوالي $650^\circ \text{C}$ : $1204^\circ \text{F}$ ، ضمن حدود تركيز بخار تتراوح بين 15% و 28% في الهواء.

3. التفاعلات كعامل مختزل

من خصائص الأمونيا الكيميائية أنها تعمل كعامل مختزل في ظروف معينة، حيث يمكنها أن تختزل أكاسيد بعض المعادن.

4-قابلية الذوبان العالية

خصائص الأمونيا الكيميائية انها شديدة الذوبان في الماء، حيث يذوب حوالي 700 حجم من غاز الأمونيا في حجم واحد من الماء عند $20^\circ \text{C}$ وضغط جوي عادي.

5-مادة كاوية ومسببة للتآكل

الأمونيا (خاصة في شكلها اللامائي أو محاليلها المركزة) مادة كاوية ومسببة للتآكل، وقد تؤدي إلى تآكل المعادن، خاصة النحاس وسبائكه.

6-التهجين والشكل الجزيئي

من خصائص الأمونيا الكيميائية أنها تتخذ جزيئات الأمونيا شكلاً هرميًا ثلاثي الزوايا (Trigonal Pyramidal)

المركبات الكيمائية المشتقة من الأمونيا

تُعتبر من خصائص الأمونيا الكيميائية تركيبها كمادة أولية مهمة في تصنيع مجموعة كبيرة من المركبات الكيميائية، والتي تُعرف باسم مشتقات الأمونيا. تحدث عملية الاشتقاق عادةً عن طريق استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر في جزيء الأمونيا بمجموعات كيميائية أخرى (مثل مجموعة ألكيل أو أريل).

1- أيون الأمونيوم وأملاحه

ويتكون عند اكتساب الأمونيا لبروتون إضافي (أيون الهيدروجين) ويُشكل الأمونيوم أساس أملاح الأمونيوم التي لها أهمية كبرى، خاصة في الأسمدة مثل :

- نترات الأمونيوم ( $NH_4NO_3$ ): سماد نيتروجيني هام.
- كلوريد الأمونيوم ( $NH_4Cl$ ): يُستخدم في البطاريات الجافة وبعض الأغراض الطبية.
- فوسفات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم.

2- الأمينات (Amines)

هي مركبات عضوية مشتقة من الأمونيا، حيث تُستبدل فيها ذرة أو أكثر من ذرات الهيدروجين في الأمونيا بمجموعة ألكيل (R) أو أريل (Ar) وتستخدم على نطاق واسع في صناعة الأدوية والأصباغ والبوليمرات والمذيبات وأنواعها كالتالي :

الأمينات الأولية ( $RNH_2$ ): استبدال ذرة هيدروجين واحدة (مثل ميثيل أمين).
الأمينات الثانوية ( $R_2NH$ ): استبدال ذرتي هيدروجين.
الأمينات الثالثية ( $R_3N$ ): استبدال ثلاث ذرات هيدروجين.

3- الهيدرازين ومشتقاته ( $N_2H_4$ )

هو سائل شفاف له رائحة تشبه رائحة الأمونيا، وصيغته الكيميائية $N_2H_4$ . يمكن اعتباره مشتقًا من الأمونيا حيث تُستبدل ذرة هيدروجين واحدة في $NH_3$ بمجموعة أمين ( $–NH_2$ ) ويُستخدم كوقود للصواريخ وكمثبت في صناعة البلاستيك وكمادة خام لبعض الأدوية والمبيدات.

4- الهيدروكسيل أمين ( $NH_2OH$ )

هو مركب يتم فيه استبدال ذرة هيدروجين في الأمونيا بمجموعة هيدروكسيل ( $–OH$ )ويُستخدم بشكل رئيسي في إنتاج الكابرولاكتام (مادة أولية للنايلون)، كما يُستخدم كعامل اختزال في التصوير الفوتوغرافي وصناعة المطاط.

الأمونيا مادة خام أساسية في الصناعات الكيميائية

بالإضافة إلى الأسمدة، تُعد من خصائص الأمونيا الكيميائية كونها مادة وسيطة حيوية تدخل في صناعة مجموعة واسعة من المواد الكيميائية الأخرى التي ومادة خام مطلوبة في عدد من الصناعات التكيميلة الأخري مثل :

1-حمض النيتريك ( $HNO_3$ )

ينتج حمض النيتريك عن طريق أكسدة الأمونيا في عملية أوستوالد (Ostwald Process). هذا الحمض هو مادة خام لصناعة المتفجرات (مثل نتروتولوين/TNT)، والأصباغ، والألياف الصناعية (مثل النايلون).

2-الصودا الكاوية ( $NaOH$ ) وكربونات الصوديوم ( $Na_2CO_3$ )

على الرغم من تراجع أهميتها، إلا أن عملية سولفاي (Solvay Process) استخدمت الأمونيا في إنتاج كربونات الصوديوم، والتي تُستخدم بدورها في صناعة الزجاج والمنظفات

3-هيدروكسيد الأمونيوم ( $NH_4OH$ )

يستخدم هيدروكسيد الأمونيوم ( $NH_4OH$ ) أو ماء الأمونيا”، وهو محلول الأمونيا في الماء، كمكون فعال في العديد من المنظفات المنزلية ومزيلات الشحوم.

4-البوليمرات والألياف

تستخدم الأمونيا في إنتاج المونومرات اللازمة لتصنيع الألياف الصناعية مثل النايلون (Nylon 6 و Nylon 6,6) والأكريلونيتريل (المستخدم في الأكريليك)

5-تحويل أكاسيد النيتروجين السامة إلى نيتروجين غير ضار

من خصائص الأمونيا الكيميائية استخدامها في عمليات التحكم في تلوث الهواء، خاصة في محطات توليد الطاقة والمراجل الصناعية. يتم حقن الأمونيا في غازات العادم لتحويل أكاسيد النيتروجين السامة ( $NO_x$ ) إلى نيتروجين غير ضار ( $N_2$ ) وماء ( $H_2O$ )، في عمليتي الاختزال الانتقائي غير التحفيزي (SNCR) و الاختزال الانتقائي التحفيزي (SCR).

6-السلفوناميدات والفيتامينات

تستخدم الأمونيا في تخليق بعض المستحضرات الصيدلانية، مثل السلفوناميدات (Solfonamides) والفيتامينات، وكمحفز أو عامل قلوي في العديد من التفاعلات الكيميائية الدقيقة.

7-ناقل واعد للهيدروجين

يُنظر إلى خصائص الأمونيا الكيميائية على أنها ناقل واعد للهيدروجين ووقود محتمل للسفن ومحطات الطاقة، ومصدر لإنتاج الأمونيا الخضراء (المنتجة باستخدام الطاقة المتجددة)حيث لا ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون عند حرقها (على الرغم من إمكانية انبعاث $NO_x$ ).

ختامًا، تلعب خصائص الأمونيا الكيميائية دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في تغذية الصناعات الكيميائية الحديثة، والحفاظ على البيئة من خلال تقليل التلوث، والمساهمة في حلول الطاقة المستقبلية. إن استمرار التطور في طرق إنتاجها، خاصة نحو الأمونيا الخضراء، يضمن بقاءها في صدارة المواد الكيميائية ذات الأهمية القصوى للمستقبل المستدام

فيديو .. خصائص الأمونيا الكيميائية

المراجع :

الأمونيا – درجة الحرارة المناسبة للتغيير– gea
مقالة علمية “الأمونيا في الصناعات الكيميائية “– uomus.edu.iq
إنتاج الأمونيا -الأسمدة النتروجينية – arabian-chemistry

اقرأ أيضا :

Post Views: 9

خالد أبوزيدمنذ 7 أيام

130 4 دقائق

خصائص الأمونيا الكيميائية

1. الخاصية القاعدية (القلوية)

2. قابلية الاشتعال (الاحتراق)

3. التفاعلات كعامل مختزل

4-قابلية الذوبان العالية

5-مادة كاوية ومسببة للتآكل

6-التهجين والشكل الجزيئي

المركبات الكيمائية المشتقة من الأمونيا

1- أيون الأمونيوم وأملاحه

2- الأمينات (Amines)

3- الهيدرازين ومشتقاته (N_2H_4)

4- الهيدروكسيل أمين (NH_2OH)

الأمونيا مادة خام أساسية في الصناعات الكيميائية

1-حمض النيتريك (HNO_3)

2-الصودا الكاوية (NaOH) وكربونات الصوديوم (Na_2CO_3)

3-هيدروكسيد الأمونيوم (NH_4OH)

4-البوليمرات والألياف

5-تحويل أكاسيد النيتروجين السامة إلى نيتروجين غير ضار

6-السلفوناميدات والفيتامينات

7-ناقل واعد للهيدروجين

فيديو .. خصائص الأمونيا الكيميائية

خالد أبوزيد

مقالات ذات صلة

الأمونيا .. تطور تاريخي من القرن الـ 18 إلى آفاق الطاقة النظيفة

الأمونيا الزرقاء : 5 تطبيقات لتعزيز التحول الأخضر للطاقة والصناعة

الأمونيا الخضراء : 6 تطبيقات محورية تُعيد تَشكيل قطاع الطاقة

مشروعات الأمونيا في مصر: 7 كيانات نحو الأقتصاد الأخضر

3- الهيدرازين ومشتقاته ( $N_2H_4$ )

4- الهيدروكسيل أمين ( $NH_2OH$ )

1-حمض النيتريك ( $HNO_3$ )

2-الصودا الكاوية ( $NaOH$ ) وكربونات الصوديوم ( $Na_2CO_3$ )

3-هيدروكسيد الأمونيوم ( $NH_4OH$ )