ما هي نترات النشادر
- نترات النشادر هو مركب كيميائي له الصيغة الكيميائية NH4NO3، ويتكون هذا المركب البلوري الأبيض من أيونات الأمونيوم والنترات، ويمتاز بقابلية التحلل في الماء بدرجة عالية وبكونه مرطبًا كمادة صلبة، وعلى الرغم من ذلك، فإنه لا يشكل هيدراتًا .
- يستخدم الأمونيا بشكل رئيسي كسماد عالي النيتروجين في الزراعة، ويقدر الإنتاج العالمي منه بنحو 6 ملايين طن في عام 2017 .
- يستخدم بشكل أساسي كعنصر من المكونات المتفجرة المستخدمة في التعدين واستغلال المحاجر والبناء المدني .
- يُعد المكون الرئيسي لمادة ANFO هو المتفجر الصناعي المعروف، والذي يمثل 80 ٪ من المتفجرات المستخدمة في أمريكا الشمالية، وتُستخدَم تركيبات مشابهة له في الأجهزة المتفجرة المُرتجلة .
- تعمل العديد من البلدان على التخلص التدريجي من استخدام نترات الأمونيوم في التطبيقات الاستهلاكية، بسبب مخاوف بشأن إمكانية حدوث انفجارات عرضية بسبب سوء استخدامها، والتي قد تؤدي إلى مقتل الآلاف من الأشخاص، كما حدث في بداية القرن العشرين .
كيفية صنع نترات النشادر
المواد المستخدمة
- تحتوي 138 جم من ثنائي كبريتات الصوديوم (المستخدمة في منتجات معالجة المياه)، والتي تستخدم لتخفيض حموضة مياه حمامات السباحة .
- يتوفر مول واحد مكافئ لملح النترات بأي من الأشكال التالية: 85 جرامًا من نترات الصوديوم (وهي مادة حافظة شائعة في الأغذية)، أو 101 جرامًا من نترات البوتاسيوم (التي يمكن شراؤها أو تحضيرها بنفسك)، أو 118 جرامًا من نترات الكالسيوم، إضافة إلى الأمونيا (رباعي هيدرات) التي تستخدم كمنظف منزلي شائع .
- يمكن استخدام الميثانول كمعالجة للوقود (HEAT) اختياريًا .
- ماء .
- مقياس الأس الهيدروجيني أو شريط الأس الهيدروجيني .
- الوصول إلى الموقد .
- فلتر قهوة أو مناشف ورقية .
طريقة التحضير
- يتم إذابة ثنائي كبريتات الصوديوم في كمية قليلة من الماء، حوالي 300 مل .
- يتم إذابة ملح النترات في أقل كمية ممكنة من الماء، ويعتمد حجم الماء على كمية الملح .
- اخلط الملحين .
- ثم، سيتم تعديل المحلول الحمضي بالكامل .
- يتم خلطه مع الأمونيا حتى يتحقق الرقم الهيدروجيني للمزيج 7 أو أعلى .
- استخدم مؤشر الأس الهيدروجيني (pH)، أو شريط الأس الهيدروجيني .
- ستتمكن من الحصول على تفاعل الأمونيا وثنائي كبريتات الصوديوم ونترات كبريتات الصوديوم ونترات الأمونيوم .
- تختلف قابلية ذوبان كبريتات الصوديوم ونترات الأمونيوم في الماء، لذا يجب غلي المحلول حتى تتبلور كبريتات الصوديوم .
- يجب تجنب تعرض السائل للحرارة أثناء تشكل بلورات من كبريتات الصوديوم في قاع المقلاة .
- ينصح بتبريد المحلول في الفريزر للحصول على أكبر قدر ممكن من كبريتات الصوديوم وترسيبه من المحلول .
- قم بتمرير المحلول من خلال مرشح، مثل مرشح القهوة أو المناشف الورقية، لفصل الصوديوم الصلبة من محلول نترات الأمونيوم .
- يسمح لمحلول نترات الأمونيوم بالتبخر، مما يؤدي إلى الحصول على نترات الأمونيوم مع بعض الشوائب مثل كبريتات الصوديوم، وهذا يعد جيدًا بما يكفي لمعظم مشاريع الكيمياء .
- إذا كنت ترغب في زيادة تنقية نترات الأمونيوم، يمكنك إذابته في حوالي 500 مل من الميثانول، حيث إن نترات الأمونيوم قابلة للذوبان في الميثانول، بينما كبريتات الصوديوم غير قابلة للذوبان .
- يتم تشغيل المحلول من خلال مرشح يمنحك كبريتات الصوديوم على المرشح، ومحلولًا من نترات الأمونيوم .
- يُسمح بتبخر الميثانول من المحلول للحصول على نترات الأمونيوم البلورية .
سلفات النشادر
كانت سلفات النشادر [(NH₄) ₂ SO₄] واحدة من أول الأسمدة النيتروجينية (N) المستخدمة على نطاق واسع لإنتاج المحاصيل، وعلى الرغم من أنها الآن أقل شيوعًا، فإنها لا تزال ذات قيمة خاصة عندما يكون كلًا من النيتروجين(N) والكبريت(S) مطلوبين، وتتميز بقابلية الذوبان العالية مما يجعلها متنوعة ومفيدة في العديد من التطبيقات الزراعية .
- مادة صلبة بيضاء عديمة الرائحة وذائبة في الماء، هي ملح كبريتات غير عضوي .
- يتم إنتاجه عن طريق تفاعل حمض الكبريتيك مع مكافئين من الأمونيا .
- يستخدم على نطاق واسع كسماد للتربة القلوية، حيث يشكل مصدرًا قابلًا للذوبان للنيتروجين .
- ويعرف أيضا بكبريتات الامونيوم .
صنع سلفات النشادر في المختبر
يمكن صنع كبريتات الأمونيوم في المختبر باستخدام محلول الأمونيا المخفف وحمض الكبريتيك المخفف
- تتحول الأمونيا وحمض الكبريتيك إلى كبريتات الأمونيوم
2NH 3 (aq) + H 2 SO 4 (aq) → (NH 4 ) 2 SO 4 (aq)
- جميع المتفاعلات قابلة للذوبان، وبالتالي يتعين إجراء الفحص المسبق لمعرفة أحجام كل مادة متفاعلة على حدة .
طريقة تحضير سلفات النشادر
- يُصب محلول الأمونيا بحوالي 100 سم³ في دورق، ثم يضاف الحجم الصحيح من حمض الكبريتيك المخفف المطلوب للمعادلة .
- قم بتحريك الخليط للحصول على خلط كامل، ثم ضع الكوب على حامل ثلاثي القوائم وشاش، وسخِّنه بموقد بنسن حتى يصل إلى درجة الغليان نصف الماء .
- يُصب السائل المتبقي في حوض التبخير ويُسخَّن فوق حمام مائي مغلي حتى تبدأ البلورات في التكوُّن حول الجزء العلوي من السائل .
- اتركي السائل يبرد ببطء حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة .
- يُصب البلورات والسائل من خلال قمع الفلتر والورق، ثم يُترك البلورات لتجف في مكان دافئ .
الإنتاج الصناعي لسلفات النشادر
يتم إنتاج كبريتات الأمونيوم بكميات كبيرة في الإنتاج الصناعي بدلاً من الإنتاج في المختبر، حيث يبدأ مصنع الأسمدة بالمواد الخام اللازمة لإنتاج الأمونيا وحمض الكبريتيك، بدلاً من شرائهما من مكان آخر، وتتطلب هذه العملية عدة مراحل .
يعد تحضير كبريتات الأمونيوم في المختبر عملية دفعية ، يتم تصنيع كمية صغيرة من المنتج ببطء في أي وقت ، ويتم تنظيف الجهاز ، ويكون جاهزًا لعمل دفعة أخرى بينما يعتبر الإنتاج الصناعي لكبريتات الأمونيوم عملية مستمرة ، يتم تصنيع المنتج بسرعة طوال الوقت ، طالما يتم توفير المواد الخام .[1[
استخدامات سلفات النشادر
- يتم استخدام كبريتات الأمونيوم كعامل تمليس الشعر في مستحضرات التجميل .
- تم تصنيع منتجات الشعر التي يستند أساسها على الأمونيوم لتحل محل المنتجات التي تحتوي على هيدروكسيد الصوديوم، بسبب طبيعة هيدروكسيد الصوديوم المدمرة على الشعر .
- تلوين الكراميل هو المنتج الغذائي الأكثر شيوعًا الذي يحتوي على كبريتات الأمونيوم .
- يتم استخدام كبريتات الأمونيوم كمادة حافظة للمثبتات في تطوير صور الأفلام الفوتوغرافية .
- يمكن استخدام كبريتات الأمونيوم كعامل اختزال للحفاظ على نقص السكر، إضافة إلى الصوديوم أو ثيوسلفات الأمونيوم .
- يمكن أيضًا استخدام كبريتات الأمونيوم في صناعة الطوب، ويتم استخدام الطوب المصنوع من كبريتات الأمونيوم بشكل رئيسي في بطانات الأفران العالية .
- يمكن إضافة كبريتات الأمونيوم إلى مواد التشحيم المستخدمة في الأعمال المعدنية الباردة، وذلك لتقليل الاحتكاك والحفاظ على إنتاج الحرارة المنخفض، وتجنب تراكم الشوائب على المعادن .