Ammoniaca | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molecola di ammoniaca |
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Identificazione | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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nome IUPAC | azane | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sinonimi |
nitruro di idrogeno |
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N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.760 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EC | 231-635-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o RTECS | BO0875000 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CheBI | 16134 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
FEMA | 4494 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SORRISI |
N , |
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InChi |
InChI: InChI = 1 / H3N / h1H3 |
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Aspetto | Gas liquefatto compresso, da incolore a leggermente colorato, odore pungente, intenso, soffocante, irritante. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietà chimiche | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Formula | N H 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massa molare | 17,0305 ± 0,0004 g / mol H 17,76%, N 82,25%, |
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pKa | 9.23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
momento dipolare | 1,4718 ± 0,0002 D | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diametro molecolare | 0,310 nm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietà fisiche | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T° fusione | -77,7 ° C , -77,74 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T° ebollizione | -33,35 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
solubilità | in acqua a 20 ° C : 540 g l -1 , in alcool cioè 14,8 g per 100 g di alcool da 95 ° a 20 ° C , etere etilico e solventi organici | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Parametro di solubilità δ |
33,4 MPa 1/2 ( 25 °C ); 29,2 J 1/2 cm −3/2 ( 25 ° C ) |
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Massa volumica |
0,86 kg/m 3 ( 1,013 bar, punto di ebollizione ) 0,769 kg / m 3 ( CNTP ) equazione:
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Temperatura di autoaccensione | 651 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Limiti di esplosività nell'aria | Inferiore: 15,5 (Weiss, 1985) Superiore: 27 (Weiss, 1985) |
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Pressione di vapore saturante | a 26 °C : 1013 kPa
equazione:
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Punto critico | 112,8 bar , 132,35 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termochimica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S 0 gas, 1 bar | 192,77 J/mol • K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 gas |
-39,222 kJ · mol -1 ( -273,15 °C ) -46,222 kJ · mol -1 ( 24,85 ° C ) |
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Δ f H 0 liquido | -40,2 kJ / moli | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ vap H ° |
23,33 kJ mol -1 ( 1 atm , -33,33 ° C ) 19,86 kJ mol -1 ( 1 atm , 25 ° C ) |
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Do p |
2 097,2 J · kg -1 · K -1 ( 0 ° C ) 2 226,2 J · kg -1 · K -1 ( 100 ° C ) |
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PC | 382,8 kJ · mol -1 ( 25 ° C , gas) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PCI | 317,1 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietà elettroniche | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re energia di ionizzazione | 10.070 ± 0.020 eV (gas) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cristallografia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Simbolo Pearsonson | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Classe di cristallo o gruppo spaziale | P2 1 3 (n°198) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Strukturberich | D1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Struttura tipica | NH 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietà ottiche | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indice di rifrazione | 1,325, stesso valore per l'ammoniaca liquida a 16,5 °C sotto pressione | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Precauzioni | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pericolo H221 , H314 , H331 , H400 , P210 , P261 , P273 , P280 , P305 , P310 , P338 e P351 H221 : Gas infiammabile H314 : Provoca gravi ustioni cutanee e gravi lesioni oculari H331 : Tossico se inalato H400 : Molto tossico per gli organismi acquatici P210 : Tenere lontano da fonti di calore/scintille/fiamme libere/superfici calde. - Vietato fumare. P261 : Evitare di respirare la polvere/i fumi/i gas/la nebbia/i vapori/gli aerosol. P273 : Non disperdere nell'ambiente. P280 : Indossare guanti/indumenti protettivi/proteggere gli occhi/proteggere il viso. P305 : In caso di contatto con gli occhi: P310 : Chiamare immediatamente un CENTRO ANTIVELENI o un medico/medico. P338 : Rimuovere le lenti a contatto se la vittima le indossa e se possono essere facilmente rimosse. Continua a sciacquare. P351 : Sciacquare accuratamente con acqua per diversi minuti. |
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WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A, B1, D1A, E, A : Gas compresso pressione assoluta di vapore a 50 ° C = 2.070 kPa B1 : Limite di infiammabilità gas infiammabile - intervallo di concentrazione = 13% D1A : Materiale molto tossico che provoca effetti gravi immediati Letalità acuta: CL50 inalazione / 4 ore (topo) = 2.115 ppm E : Materiale corrosivo Trasporto di merci pericolose: Classe 8 Divulgazione all'1,0% secondo l'elenco di divulgazione degli ingredienti Commenti: Come presentato nell'interpretazione di una politica di Health Canada, il simbolo di pericolo D1 (teschio) non deve apparire sull'etichetta del fornitore . Tuttavia, tutti i rischi per la salute e la sicurezza presentati da questo prodotto devono essere indicati sull'etichetta e sulla scheda di sicurezza. |
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NFPA 704 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 3 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Trasporto | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
268 : gas velenoso e corrosivo Numero ONU : 1005 : AMMONIACA ANIDRO Classe: 2.3 Codice di classificazione: 2TC : Gas liquefatto, tossico, corrosivo; Etichette: 2.3 : Gas tossici (corrisponde ai gruppi designati da una T maiuscola, ovvero T, TF, TC, TO, TFC e TOC). 8 : Sostanze corrosive
20 : gas asfissiante o gas che non presenta un rischio sussidiario Numero ONU : 2073 : AMMONIACA IN SOLUZIONE ACQUOSA con densità inferiore a 0,880 a 15 °C contenente più del 35 percento ma non più del 50 percento di ammoniaca Classe : 2.2 Codice di classificazione: 4A : Gas disciolto sotto pressione, asfissiante; Etichette: 2.2 : Gas non infiammabili, non tossici (corrisponde ai gruppi designati da una A o una O maiuscola); 8 : Sostanze corrosive
80 : sostanza corrosiva o che mostra un grado di corrosività minore Numero ONU : 2672 : SOLUZIONE DI AMMONIACA acquosa con una densità compresa tra 0,880 e 0,957 a 15 ° C contenente più del 10 percento ma non più del 35 percento di ammoniaca Classe : 8 Codice di classificazione: C5 : Sostanze corrosive senza rischio sussidiario; Materiali di carattere elementare: Inorganici, liquidi; Etichetta: 8 : Sostanze corrosive Imballaggio: Gruppo di imballaggio III : sostanze poco pericolose.
268 : gas velenoso e corrosivo Numero ONU : 3318 : SOLUZIONE DI AMMONIACA acquosa con densità inferiore a 0,880 a 15 ° C contenente più del 50 percento di ammoniaca Classe: 2.3 Codice di classificazione: 4TC : Gas disciolto sotto pressione, tossico, corrosivo ; Etichette: 2.3 : Gas tossici (corrisponde ai gruppi designati da una T maiuscola, ovvero T, TF, TC, TO, TFC e TOC). 8 : Sostanze corrosive |
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Inalazione | I vapori sono molto irritanti e corrosivi. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pelle | Le soluzioni concentrate possono causare ustioni. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Occhi | Pericoloso, Irritazione | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ingestione | L'ingestione può causare ustioni alla bocca, alla lingua, all'esofago. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ecotossicologia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Soglia olfattiva | basso: 0,04 ppm alto: 53 ppm |
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Unità di SI e STP se non diversamente indicato. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
L' ammoniaca è un composto chimico di formula N H 3 (gruppo generico di nitruri di idrogeno ). Sotto normali condizioni di temperatura e pressione , è un gas denotato NH 3 gas . È incolore e irritante, con odore pungente a basse dosi; brucia gli occhi ei polmoni in maggiore concentrazione.
È prodotto industrialmente dal processo Haber-Bosch da azoto e idrogeno . È uno dei composti più sintetizzati al mondo, utilizzato come refrigerante e per la sintesi di molti altri composti (tra cui un grande tonnellaggio di fertilizzante ). È anche un solvente liquido in uso puro, a 20 °C e 8 bar, o NH 3 liquido .
L' autoionizzazione dell'ammoniaca liquida è molto debole, caratterizzata da una costante di dissociazione ionica K i = [NH 4 + ] [NH 2 - ] che è approssimativamente 10 −33 mol 2 l -2 a -50 ° C .
Nel solvente liquido protico NH 3 , il catione ammonio NH 4 + è l'acido più forte mentre l'anione ammidico NH 2 - è la base più forte.
Il suo doppietto elettronico lo rende sia una base , un nucleofilo , un ligando e un agente riducente . La sua proprietà di base lo rende utile per vari sali di ammonio. Le sue proprietà nucleofile lo rendono un reagente di base in chimica organica per la preparazione di ammidi , immidi , ecc. Le sue proprietà leganti sono note fin dagli inizi della chimica di coordinazione e dal famoso dibattito scientifico tra Sophus Mads Jørgensen e Alfred Werner , che attirò l'attenzione della giuria del Premio Nobel , assegnato a quest'ultimo nel 1913. Infine, la sua proprietà di ridurre agente ne permette l'ossidazione industriale ad acido nitrico e in particolare idrazina , due prodotti industriali di alto tonnellaggio.
In ingegneria chimica , il sistema (aria - NH 3 - acqua) costituisce un modello molto studiato di fasi liquido-gas, poiché l'ammoniaca è un gas molto solubile in acqua, con una solubilità di 89,9 g per 100 g di acqua a 0 °C e solo 7,4 g a 96 °C . Il gas è solubile in acqua, sotto forma di NH 3 acquoso debolmente dissociato in cationi di ammonio e anioni idrossile , questa soluzione acquosa prende il nome di ammoniaca .
Fisiologicamente , svolge un ruolo importante in agricoltura; è tramite l'ammoniaca che l'azoto viene incorporato artificialmente dalle piante. Negli animali, è coinvolto nella rimozione dell'azoto dal corpo e nella regolazione del pH del sangue.
A terra, è essenzialmente intrappolato nella crosta terrestre (sali minerali ammoniacali come bicarbonati, nitrati, nitriti, cloruri, fosfati, ecc. ) o nella materia organica ( carbone , torba , petrolio )... In eccesso nell'aria, è un inquinante acidificante ed eutrofico dell'ambiente. Dopo un miglioramento dal 1990 al 2011, i suoi livelli nell'aria, ora monitorati da satellite, hanno ripreso a salire in Europa e Francia, principalmente a causa di pratiche agricole più industriali (dati 2016). Nel 2011, secondo l'AEA, l'agricoltura era responsabile del 94% delle emissioni di NH 3 . Bestiame tramite concimi e fanghi è il 1 ° fonte. Il suo contenuto nell'aria dovrebbe essere minimo (tranne in presenza di feci o urine in decomposizione, fermentazione di microrganismi in ambiente confinato o putrefazione in ambiente anaerobico ).
La parola ammoniaca , attestata nel XIV ° secolo, deriva dal latino Ammoniacum , a sua volta derivato dal greco antico : ἀμμωνιακόν "ammoniaca o sale di ammoniaca gum", che evoca il nome del dio egizio Amon (come in Libia , quasi dal tempio di Giove Ammone che estraeva un minerale ( salmiac ) che poteva liberare ammoniaca). Questo alcali era anche nei tempi antichi prodotto riscaldando escrementi freschi o una miscela di sale e urina . Si poteva sentire e azione alcalina era conosciuto impiego di altri materiali (almeno dal XII ° dinastia dell'Egitto è di 2000 anni prima di Cristo ). Ma come tutta la materia gassosa, rimase a lungo poco compresa.
Nel Medioevo, il fabbro otteneva questa distillazione alcalina corna e zoccoli di Amon dal bestiame (materiale ricco di azoto).
Il chimico britannico Robert Boyle inventa test per rilevare questo alcali gassoso (tintura di girasole o sciroppo di violetta che diventa blu in presenza di questo gas).
Circa un secolo più tardi, con l'aumento di mercurio -tank pneumochemistry , la sua preparazione e l'isolamento sono state facilitate da Joseph Priestley nel 1774 , semplicemente riscaldando sali di ammonio con calce CaO o calcare come pietra calcarea. ; con un serbatoio d'acqua, si ottiene intrappolando nell'acqua del serbatoio, ammoniaca o acqua ammoniacale.
Nel 1785 , il chimico Berthollet diede a questo corpo chimico una formula di un azoto per tre idrogeni.
Dal 1850 , il ciclo dell'azoto comincia a essere percepita: resta inteso in particolare che l'ammoniaca atmosferica può essere assorbito direttamente e usato dalle piante: De Ville (1850) e Schlösing (1874) esporre piante fino lì mantenuta in deficit azoto ad aria arricchite in ammoniaca e dimostrano di poterla assorbire e metabolizzare. Allo stesso tempo, Boussingault (1856) mostra il ruolo fondamentale dei nitrati quando iniziamo a misurare i depositi di ammonio (NH 4 ) nelle precipitazioni (circa 5 kg N-NH 4 + per ettaro e per anno secondo Lawes e Gilbert a metà del XIX ° secolo (1851) Poco dopo, Bineau (1854) trap (in un "scavenger acido") e deposizione secca misurazione dell'ammoniaca dall'aria ambiente. Caluire e Lione : 15 a 50 kg N-NH 3 per ettaro e Allo stesso modo, Heinrich (1881) a Rostock (Germania), Kellner et al. (1886) a Tokyo, misurano rispettivamente depositi di 31 e 12 kg di N-NH 3 per ettaro e per anno, quindi Hall e Miller (1911) hanno avuto l'idea di proteggere la loro trappola di ammoniaca dalla polvere e dagli insetti con una griglia sottile (che avrebbe potuto far loro sottovalutare i depositi secchi, osserva Loubet nella sua tesi nel 2000) e di avere tali trappole a diverse altezze, che hanno permesso loro di evidenziare i gradienti di "concentrazione" al di sopra della vegetazione e individuare er zone "sink" (non fertilizzate) e zone di origine (emissioni probabilmente al di sopra delle zone fertilizzate).
Più tardi, i fisici scopriranno che il movimento oscillatorio della molecola del gas NH 3 , dove l'azoto passa tra la base triangolare formata dai tre H per raggiungere la sua doppia posizione nella parte superiore della disposizione piramidale, è stato scoperto dal fisico alsaziano Alfred Kastler . Questo movimento oscillatorio regolare, della molecola di ammoniaca, è all'origine del primo orologio atomico , del Bureau of stantards negli Stati Uniti nel 1948 .
Dopo la seconda guerra mondiale , lo sviluppo dell'agricoltura industriale e produttivista ha rilanciato gli studi sulla perdita di azoto da fertilizzanti organici (mineralizzazione) e fertilizzanti chimici (lisciviazione dei nitrati, perdita che è fonte di costosi sprechi di fertilizzanti, e aumento e generale l'inquinamento delle acque sotterranee e l' eutrofizzazione delle acque superficiali di cui ci allarmaremo solo molto più tardi). Allison (1955) dimostra che la volatilizzazione dei nitrati è stata in passato sottovalutata. Queste perdite sono ancora oggetto di ricerca ( es: Whitehead e Raistrick, 1990).
Il termine di origine aggettivale ammoniaca qualificava precedentemente una sostanza medicinale, la gomma ammoniaca , usata dagli speziali , presentata come segue nel 1752 dal Dizionario franco-latino di Trévoux :
"Ammoniaca; una gomma che viene utilizzata nelle farmacie. Gomma ammoniacale. Ci viene portato dalle Indie Orientali, e si crede che derivi da una pianta ombrellifere . Dovrebbero essere lacrime asciutte, biancastre all'interno, un po' rossastre all'esterno, facili da sfumare, gommose e resinose, un po' amare, con un odore e un sapore pungenti, che contengono aglio. Viene anche portato in masse piene di lacrime piccole, molto pulite e molto bianche. Questa gomma brucia con l'età; Lo menzionano Dioscoride e Plinio . Dioscoride dice che l'ammoniaca è il succo di una specie di ferrula che cresce in Africa vicino a Cirène de Barbarie. La pianta che lo porta e la sua radice si chiamano Agafillis. L'ammoniaca buona è colorata e non viene mescolata con legno di scarto, sabbia o pietre. Ha molti piccoli grani come l' incenso , toglie l'odore di castoreo , ed è amaro al gusto (…) Plinio chiama l'albero da cui deriva Metopion (…) L'ammoniaca degli Apoticari è ridotta in massa come pece di resina, invece di essendo macinato e sottile come l'incenso. Si dice che fosse usato come incenso dagli Antichi nei loro sacrifici. Questa gomma viene utilizzata in diverse composizioni; è purgante , fondente e risolvente, essendo applicato esternamente. Gafer ne trae uno spirito e un olio, che hanno, a quanto dice, grandi virtù, che derivano solo dal sale volatile che contiene. Ma siccome è mescolato con un acido che ne impedisce l'attività, dà i mezzi per separare questi due spiriti, che sono capaci, secondo lui, di produrre effetti completamente diversi (...) C'è un sale che si chiama anche armonia o ammoniaca. "
L'aggettivo ammoniaca , attestato nel 1575 negli scritti francesi di André Thevet , qualifica una gomma o un sale ammoniacale raccolto presso il tempio di Amon in Libia . Il "sal ammoniaca" è semplicemente il salmiac purificato, facilmente sublimabile. La gomma è probabilmente una miscela di sostanza vegetale morbida o pastosa contenente salmiac.
Nel 1787 , Guyton de Morveau introdusse nella nomenclatura chimica francese il sostantivo ammoniaca , definendo il corpo chimico. Il termine ammoniacale , caratterizzante soluzioni acquose di ammoniaca o ammoniaca , è invece attestato intorno al 1748 . La parola ammonizzazione , che designa la trasformazione dell'azoto organico in azoto ammoniacale, è attestata nel vocabolario comune dal Grand Larousse del 1933 . Oggi secondo la nomenclatura IUPAC, l'ammoniaca è il più semplice degli azani , o idruri di azoto aciclici.
La produzione industriale di ammoniaca avviene principalmente per sintesi diretta da idrogeno e azoto . L'idrogeno può provenire dal metano e l'azoto dall'aria. Lo sviluppo del primo reattore è stato progettato dal chimico tedesco ed è ancora segreto quando risulta nel 1913 con il metodo Haber-Bosch , dal nome dei suoi sviluppatori catalizzatore di ferro (Fe) e nichel (Ni) e il processo reattore-tubo a un temperatura di 550 °C .
La sintesi dell'ammoniaca è esotermica, rilasciando 12,9 calorie per mole a pressione atmosferica. Coinvolge due gas, azoto e idrogeno. In condizioni "ambientali", il prodotto finale è un gas incolore (che produce fumo di condensazione ad alta concentrazione) ed emana un odore putrido molto sgradevole.
La produzione industriale di ammoniaca, comunemente chiamata per esigenze di fertilizzanti, era allora strategica, perché cruciale per l'industria degli armamenti e dell'industria degli esplosivi congiunti, e quindi dipendente essenzialmente dalle esportazioni di nitrati dal Cile, di fatto controllato dall'Impero Marittimo Britannico. . Nel 1901 la reazione era stata studiata dal chimico francese Le Chatelier , con un catalizzatore a base di Fe, K su supporto di allumina.
Il processo Haber-Bosch, già migliorato a livello cinetico da una pressione modulata fino a oltre 200 atm durante gli anni del conflitto mondiale , viene recuperato dalle nazioni alleate vittoriose, in particolare il gruppo ONIA di Tolosa . Gruppi chimici francesi e italiani possono investire per modificarlo e migliorarlo nel continente. Così nel periodo tra le due guerre compaiono almeno quattro processi , che attestano la vitalità del settore del gas industriale in Francia:
Il processo a bassa pressione Moncenisio è caratterizzato da una pressione inferiore da 100 a 150 bar ad una temperatura di circa 430 °C .
Già negli anni '60 il gas ammoniacale industriale veniva venduto in contenitori di acciaio tarati alla pressione di 12 atm . Per il suo alto calore di evaporazione alla normale temperatura di 0 °C , è necessario per l'industria della refrigerazione.
Negli anni '90 , un boom mondiale di unità produttive per ammoniaca e derivati dell'urea ha stravolto la geografia della sintesi industriale dell'ammoniaca, in correlazione con la produzione e la domanda di fertilizzanti chimici . Nel 2000, Trinidad e Tobago aveva la più grande unità del mondo, ma ha gareggiato attivamente: nel 1998, il Golfo Persico ha acquisito unità ad Abu Dhabi da 400.000 tonnellate all'anno, Qatar da 300.000 tonnellate all'anno, an, suvi dall'Oman , ecc. . , quest'ultima regione essendo ben posizionata per rifornire il mercato asiatico che ha assorbito più di un terzo della produzione mondiale di ammoniaca nel 1999.
I paesi produttori di petrolio recuperano il loro gas naturale e lo trasformano in ammoniaca. In pratica, il diazoto proviene dall'aria e il diidrogeno dal metano ( gas naturale ) di steam reforming .
Che può essere suddiviso in:
produzione di idrogeno mediante steam reforming (vedi articolo Diidrogeno ):Produzione mondiale di H 2 e N 2 : è stata stimata a 122 milioni di tonnellate nel 2006. Espressa più spesso in milioni di tonnellate di azoto N, si avvicinerebbe a 136,5 nel 2012.
È stato fatto per sintesi indiretta, da acqua ammoniacale. Quindi potrebbe essere ottenuto dalla distillazione di liquame e letame . Ma era più comunemente dal minerale, durante la carbonizzazione del carbone , o anche dal coke dopo il 1880 (sottoprodotto del trattamento dei gas di cokeria).
Agli inizi del XX ° secolo , sono stati ideati vari metodi sintetici.
Uno di questi si basa sull'idrolisi della calciocianammide , a sua volta ottenuta dal carburo di calcio .
L'altro sfrutta l'idrolisi del nitruro di alluminio , esso stesso prodotto dalla nitrurazione ad alta temperatura dell'allumina .
Non è stato fino 1913 per vedere apparire il processo Haber-Bosch ancora impiegato al XXI ° secolo.
Una futura via biochimica è l'uso di enzimi nitrogenasi , componenti intimi dei batteri, che catalizzano la riduzione di N 2 a NH 3 .
L'azoto è un elemento essenziale degli amminoacidi che compongono le proteine. È quindi essenziale per tutti gli esseri viventi. Pur costituendo il 75% del volume dell'atmosfera, pochissimi esseri viventi sanno come usarlo direttamente per biosintetizzare i propri amminoacidi. Solo pochi microbi lo estraggono direttamente dall'aria tramite un enzima ( nitrogenasi ); si tratta in particolare di cianobatteri o proteobatteri ( es: Azotobacter ). La maggior parte dei legumi , come fagioli , trifogli e lupini, hanno sviluppato simbiosi con alcuni di questi batteri, che consentono loro di produrre più facilmente amminoacidi e di agire da pozzo per ammoniaca e sovescio . Esistono invece pozzi di ammoniaca, legati principalmente all'assorbimento dell'ammoniaca da parte di batteri e piante e legati alla conversione dell'ammoniaca in nitriti da parte di batteri del genere Nitrosomonas .
Nell'ambiente è presente principalmente nella sua forma acida, lo ione ammonio ( N H 4 + ), che è una fonte di azoto direttamente assimilabile dalle piante. Normalmente si trasforma in nitriti e poi in nitrati nel ciclo dell'azoto , quest'ultima la principale via di assimilazione dell'azoto da parte delle piante. Ma l'eccesso di azoto è fonte di distrofica .
Proviene principalmente dalla decomposizione dell'urea CO (NH 2 ) 2e l'acido urico che ne deriva (l'urea è il prodotto finale dell'escrezione azotata del metabolismo cellulare animale, ad esempio nei mammiferi, è prodotta da batteri e lieviti , ed anche da alcune piante tramite un enzima : l' ureasi L'ammoniaca è quindi il gas pungente che caratterizza le cantine di stagionatura dei formaggi, in particolare dei formaggi molli lavati in acqua salata come maroilles , munster o gerome, sottoposti all'azione della fermentazione batterica e di alcuni enzimi.
In natura, le reazioni che producono ammoniaca avvengono diffusamente in acque dolci e marine su e nei suoli. Nel mondo in volume, dal 25 al 30% di tutta l'ammoniaca naturale proverrebbe dall'oceano (fonte primaria di ammoniaca atmosferica) quindi dalla decomposizione di urina, escrementi e cadaveri di animali selvatici terrestri, escreti vari , appendici, ecc. e un po' di certe piante). La quota di emissioni naturali è diminuita drasticamente nei paesi e nelle regioni ad agricoltura intensiva. Come negli impianti di depurazione e zootecnia, ammoniaca deriva dalla decomposizione di urea e acido urico (contenuto in grandi quantità in questi excretates) in ammonio ione NH 4 + , sotto l'azione idrolizzazione ureasi enzima (trovato anche in feci ); a seconda della reazione:
CO (NH 2 ) 2 + 3 H 2 O→ 2 NH 4 + + HCO 3 - + OH - .In soluzione (fase liquida), lo ione ammonio è in equilibrio con NH 3 (la sua base coniugata , a sua volta in equilibrio con NH 3 in fase gassosa). Queste reazioni contribuiscono alla volatilizzazione dell'ammoniaca verso l'atmosfera, più o meno rapida a seconda della temperatura (più veloce quando fa caldo e quindi in climi tropicali) ea seconda del pH della soluzione.
Nell'atmosfera , dopo l' azoto (N 2 ), la forma più comune di azoto è il gas NH 3 (ammoniaca). Oggi proviene prima da fertilizzanti chimici e mangimi industriali per bestiame , seguiti dalla combustione di biomasse fossili ( carbone , petrolio , gas naturale ) o talvolta biomasse (anche tramite incendi boschivi ). È possibile che i terreni degradati e riscaldati perdano rilasciano anche dell'ammoniaca. Viene portato al suolo dalle piogge che indirettamente acidifica e rende eutrofico. In secondo luogo acidifica il suolo e quindi contribuisce anche all'eutrofizzazione dell'ambiente. Quando l'inquinamento da zolfo degli anni '70 e '80 è diminuito, è diventato la causa principale delle piogge acide e dell'acidificazione dell'acqua dolce .
Negli oceani , Bouwman et al. stimato nel 1997 che i mari sono la prima fonte naturale di ammoniaca, ma anche la più incerta e poco compreso (per esempio la più fredda l' acqua , il più ammoniaca possa sciogliere, ma molti altri fattori sono coinvolti e Lo stesso mare è sia un pozzo e una fonte di ammoniaca: quando la concentrazione di ammoniaca delle acque superficiali supera quella dell'aria, vi è emissione dall'oceano all'atmosfera, e viceversa Asman et al.hanno mostrato nel 1994 che le aree inquinate del Mare del Nord emettono ammoniaca mentre altrove è un pozzo. La presenza di ammoniaca (naturale o antropica) nelle acque superficiali è legata agli apporti terrigeni (depositi secchi e pluviali, immissioni di fiumi ed estuari), ma anche legata all'attività dello zooplancton e alla decomposizione di fitoplancton o zooplancton o altri organismi marini. Gli input di ammoniaca dipendono anche dalle correnti marine, upwellings o endo-upwellings e ancora fotochimica e d grado di intensità dei depositi chimici di NH 3 nella troposfera situata sopra il mare, la cui intensità dipende dalla possibile formazione di aerosol solfatati (NH 4 ) 2 SO 4 dove il solfato proviene dall'ossidazione da parte dei radicali OH° e NO 3 del dimetilsolfuro ( DMS), un composto organosulfur di formula (CH 3 ) 2 S prodotto in maniera massiccia dal fitoplancton e nebulizzato o evaporato nell'aria. Un altro pozzo chimico dell'ammoniaca è l'ossidazione dell'NH 3 da parte dei gruppi idrossidi .
Ha tre origini principali: l'industria chimica, la decomposizione delle nostre urine e dei nostri escrementi, e l'urina, le deiezioni e gli escrementi emessi da animali che vivono in condizioni di allevamento.
A titolo indicativo, nel 1987, Buijsman et al. stimato che negli allevamenti europei, gli animali che emettono più ammoniaca sono bovini (18 kg NH 3 in media per capo all'anno), prima di cavalli (9,4 kg ), ovini (3,1 kg ), suini (2,8 kg ) poi pollame (0,26 kg ). kg ), cifre variabili a seconda del tipo di allevamento, e da mettere in relazione con il numero di capi per allevamento o per ettaro, e non duplicabili nelle regioni tropicali.
La sua soglia di tossicità varia a seconda della specie, della durata e del livello di esposizione e del loro ambiente, ma l'eccesso di ammoniaca nell'aria o in un ambiente è tossico ed ecotossico.
Il gas di ammoniaca (NH 3 ) è una fonte di ammonio nelle precipitazioni (pioggia, neve, ma anche rugiada, nebbia). Dal 1980 al 2008, le emissioni francesi di NH 3 sono diminuite solo del 4% (fonte Citepa ). I depositi di ammonio si acidificano indirettamente quando nel suolo rilascia ioni H + per trasformazione in nitriti (NO 2 - ) o nitrati (NO 3 - ), eutrofizzando l'ambiente in cui si deposita; l'ammoniaca non è l'unica forma di azoto coinvolta, lo studio dell'inquinamento ammoniacale deve essere fatto nell'ambito di un approccio più globale che faccia il punto sugli effetti ambientali in termini di azoto totale.
La maggior parte delle piante terrestri sfrutta l'ammoniaca e altri rifiuti azotati incorporati nel terreno dalla materia in decomposizione . Alcuni sono parassiti o emiparassiti di altre piante. Altri, come i legumi azotofissatori, beneficiano di relazioni simbiotiche con i rizobi che creano ammoniaca dall'azoto atmosferico, ma l'eccesso di ammoniaca nel terreno o anche nell'aria, d'altra parte, può avere effetti negativi su molte specie vegetali, non appena gli effetti tossici dell'NH 3 superano la velocità e la capacità di disintossicazione in vivo delle piante ad esso esposte.
Da fonti agricole o industriali, l'ammoniaca si deposita in media abbastanza rapidamente (entro i primi quattro-cinque chilometri dopo essere stata emessa dalla sua fonte). A contatto con le foglie, NH 3 può provocare:
Prima di cadere a terra, parte dell'NH 3 antropico o naturale sarà già stato convertito nell'atmosfera in nanoparticelle e aerosol di NH 4 + ( ammonio ) che pongono un problema almeno su scala regionale. Infatti, secondo i dati scientifici disponibili, il carico critico da non superare per gli ambienti più vulnerabili (brughiere, torbiere, zone umide oligotrofiche e alcuni ambienti che ospitano crittogame ) sarebbe da 5 a 10 kg di azoto totale per ettaro (carico all'anno in deposizione combinata secca e/o umida di tutte le forme di azoto atmosferico). Le piante autoctone sono le più vulnerabili; le foreste sembrano poter sopportare carichi maggiori (10-20 kg/ha all'anno), più o meno a seconda delle condizioni del suolo , ma la maggior parte delle crittogame (licheni, briofite, epatiche) che ospitano sono comunque molto vulnerabili all'NH 3 e altri eutrofizzanti azotati. Indubbiamente perché sono state selezionate per migliaia di anni per supportare gli input di letame e liquame, le piante coltivate sono quelle che meglio resistono alla ricaduta di NH 3 . Queste soglie critiche sono molto frequentemente superate nelle regioni industriali e agricole intensive (un ettaro coltivato può perdere fino a 40 kg/anno di azoto sotto forma di ammoniaca).
Le sinergie o effetti additivi congiunti con altri inquinanti ( ozono e CO 2 specie che sembrano in aumento quasi ovunque) sono fortemente sospetti ma con meccanismi tossicologici ed ecotossicologici ancora poco conosciuti.
Negli animali, l'ammoniaca svolge un ruolo sia nella fisiologia normale che in quella anormale. Come inquinante atmosferico colpisce gli animali, più o meno a seconda della specie e della durata dell'esposizione. All'interno della cellula, come prodotto di scarto del metabolismo degli aminoacidi , è rapidamente tossico per la cellula e quindi per l'organismo. Il corpo deve quindi gestirlo ed eliminarlo.
I due intermedi più utilizzati nel mondo animale sono:
Nota: l'urea può poi essere (ri)frazionata in ammoniaca e anidride carbonica dall'enzima ureasi presente in alcune piante (soia, fagioli), in alcuni invertebrati e in alcuni batteri (in particolare presenti nel rumine dei ruminanti , il che spiega che il loro sterco e letame sono più ammoniacali che in altre specie (la prima fonte antropica di ammoniaca nell'ambiente).
L'ammoniaca partecipa ai normali equilibri acido-base negli animali. Dopo la formazione di ammonio dalla glutammina , l' α-chetoglutarato può essere scomposto per produrre due molecole di bicarbonato che si rendono disponibili come "tampone" per gli acidi alimentari. L'ammonio viene escreto nelle urine , con conseguente perdita netta di acido.
L'ammoniaca può diffondersi ulteriormente attraverso i tubuli renali e combinarsi con uno ione idrogeno, consentendo un'ulteriore escrezione di acido.
L'ammoniaca può passare nell'organismo umano, principalmente per inalazione, o talvolta deriva da una produzione patologica da parte dell'organismo stesso (" intossicazione endogena ") a seguito di una disfunzione del rene , del fegato , dei muscoli o dell'intestino ). È “un gas particolarmente tossico. Alla concentrazione di 500 ppm per un'esposizione di 30 min , produce effetti irreversibili. A una concentrazione di 3.400 ppm , è fatale in 60 minuti” . L'esposizione a dosi elevate è comunque rara (legata ad un contesto industriale o accidentale).
L'esposizione cronica a basse dosi, invece, colpisce gran parte del mondo; nelle regioni coltivate, la sua fonte primaria di NH 3 è il fertilizzante azotato ( "dallo 0 al 90% della quantità totale di azoto ammoniacale fornito può evaporare" sotto forma di ammoniaca) e i suoi impianti di produzione. In Europa, l'ammoniaca volatilizzata persa dai fertilizzanti agricoli (minerali e organici) è dopo la lisciviazione la seconda fonte di perdite di azoto. Fino al 20% degli input di fertilizzanti minerali (a seconda della forma, del suolo e delle condizioni di input) e fino al 70% della frazione ammoniacale del liquame possono essere dispersi nell'atmosfera, da pochi giorni a poche settimane dopo lo spandimento, con un massimo di 40 kg/ha e per anno.
Nella patologia umana e veterinaria, un aumento del livello di ammoniaca nel sangue è un segno di disfunzione epatica . NH 3 deriva naturalmente dalla scomposizione degli amminoacidi . Si trasforma in urea nel fegato, per essere eliminata dall'organismo ( disintossicazione ) attraverso l' urina ; qualsiasi deterioramento del funzionamento del fegato porta quindi ad un aumento del livello di ammoniaca nel sangue. E l'eccesso di ammoniaca nel sangue può portare all'encefalopatia , con vari sintomi:
L'ammoniaca assorbita (o prodotta in modo anomalo) dall'organismo induce:
L'origine dell'iperammoniemia può essere diretta (possibilmente acquisita geneticamente):
L'origine può anche essere indiretta, con:
Il livello normale di ammoniaca nel sangue è compreso tra 11 e 45 µmol l -1 . Oltre 50 µmol l -1 , si può parlare di iperammoniemia (da poche centinaia a più di 1000 µmol l -1 ) che può essere innescata da un importante cambiamento nella dieta, stress significativo, infezione.
I sintomi sono: dolori addominali, epatomegalia , citolisi , IHC con disturbi digestivi ( anoressia , disgusto per piatti proteici in particolare carne e pesce ), disturbi neuropsicologici ( astenia , sonnolenza , ecc. ), disturbi dell'umore , disturbi del comportamento e della personalità ( irritabilità, ecc.), disturbi del linguaggio , allucinazioni , crisi atassiche o convulsive poi " coma iperammonimico"). Questi sintomi non sono specifici, la diagnosi può essere difficile da fare. Negli adulti può essere suggerita da ritardo mentale e/o psicomotorio , disturbi comportamentali, microcefalia con atrofia cerebrale, dieta vegetariana legata ad un'avversione alle proteine, sindrome di Reye .
Essendo l'ammoniaca labile , il prelievo di sangue (almeno 1 ml di siero in provetta con eparina o con EDTA ) dovrebbe essere fatto se possibile durante una crisi e trasportato rapidamente in ghiaccio (in meno di 15 min ) quindi centrifugato e decantato il più rapidamente possibile un laboratorio informato del suo arrivo. Si conserva per 2 ore a 4 °C o 48 ore a -20 °C . Il sangue venoso contiene naturalmente quasi il doppio del sangue arterioso o capillare e il neonato ne produce naturalmente di più (34-102 µmol l -1 per il sangue venoso e da 50 a 128 µmol l -1 per il sangue arterioso per un bambino di tre giorni neonato) rispetto al bambino o all'adulto.
Diagnosi differenzialeDeve eliminare:
Gli adsorbenti commerciali utilizzati nelle maschere antigas sono carbone attivo , talvolta impregnato di ossidi di rame . Nel 2017, sono ancora moderatamente efficaci per l'ammoniaca. Sono allo studio vari adsorbenti microporosi per assorbire meglio NH 3 : si tratta di carboni, zeoliti e strutture metallo – organiche (MOF); alcuni MOF di tipo UiO-66 hanno dimostrato di essere efficaci in condizioni umide e asciutte).
Soglie da non superare sul lavoro: una direttiva europea ha fissato delle soglie di emissione da non superare (massimali) per ridurre le emissioni europee di NH 3 entro il 2010 e poi nel 2020. L'NH 3 è uno dei principali precursori delle polveri sottili i cui effetti negativi sulla salute hanno stato ampiamente dimostrato.
Per l'esposizione dei lavoratori e di altri dipendenti dell'industria, l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) e il Canada raccomandano di non superare:
L'NH 3 è utilizzato principalmente nella produzione di fertilizzanti ; L'ammoniaca (contenente l'82% di azoto) viene talvolta utilizzata anche come fertilizzante gassoso azotato; viene poi iniettato direttamente nel terreno sotto forma di ammoniaca liquefatta sotto pressione. Essendo molto solubile in acqua, gran parte del gas si dissolve nell'acqua del suolo.
In forma gassosa, l'ammoniaca è utilizzata anche dall'industria per la fabbricazione di esplosivi .
L'ammoniaca è un ingrediente nella produzione di vari polimeri ( plastiche , fibre sintetiche , ecc .).
Si trova anche nelle sigarette o nel tabacco da pipa. I produttori lo aggiungono durante la preparazione del tabacco, perché reagendo con la nicotina ( alcaloide ) l'ammoniaca produce un composto nicotinico basico libero, che è ancora più assimilabile dall'organismo rispetto alla sua forma acida. Questo moltiplica notevolmente l' effetto di dipendenza della nicotina sul cervello; il fumatore è così prigioniero della sua dipendenza e fortemente spinto a consumare sempre più tabacco
L'ammoniaca è un refrigerante con ottime capacità termodinamiche e termiche, nonostante i vincoli che comporta; quindi designato con il riferimento R717 .
L'ammoniaca trova largo impiego nel settore della refrigerazione industriale in impianti ad alta potenza (diverse centinaia di kW). A causa della sua tossicità, deve essere confinato nella sala macchine.
L'ammoniaca è un vettore energetico perché consente di trasportare l'idrogeno in una forma il cui stoccaggio è relativamente semplice. Brucia con difficoltà in aria ma la combustione è facilitata dalla parziale decomposizione per passaggio su un catalizzatore . Può essere utilizzato come carburante in motori idonei, con tuttavia problemi ancora da risolvere di corrosione , catalizzatore , additivi , emissioni incombusti e un contributo all'emissione di NOx inquinanti.
Nel 1872 , il dottor Emile Lamm , dentista francese emigrato negli Stati Uniti, deposita diversi brevetti per un motore ad ammoniaca e mette questo sistema sotto una linea di tram di New Orleans .
Durante la seconda guerra mondiale , i veicoli (soprattutto pullman in Belgio) funzionavano con ammoniaca. Negli anni '60 , l'esercito americano se ne interessò come parte del concetto MED ( Mobile Energy Depot ) , che mirava a produrre combustibili direttamente sul campo di battaglia da reattori nucleari trasportabili.
Nel XXI ° secolo, l'ammoniaca è oggetto di nuovi studi per i motori convenzionali senza emissioni di CO 2e per il funzionamento delle celle a combustibile .
Il suo particolare odore rende facilmente segnalabile una perdita di ammoniaca, ma la ricerca del punto di fuoriuscita su un impianto di ammoniaca dovrebbe sempre essere effettuata solo utilizzando un autorespiratore isolante a causa della sua altissima tossicità. In passato veniva utilizzata una bacchetta di zolfo, che accesa in prossimità dell'emanazione di ammoniaca produceva un denso fumo bianco che permetteva di localizzare l'origine della perdita; tecnica ormai vietata a causa della sua pericolosità. La ricerca di una perdita viene solitamente effettuata utilizzando rilevatori elettronici o carta imbevuta di fenolftaleina .
Tranne che a basse dosi, l'ammoniaca è un gas ecotossico, acidificante ed eutrofico. Intorno alle sue sorgenti (più spesso agricole), sotto forma di depositi umidi o secchi, e a distanze maggiori o minori a seconda della quantità di gas emessa, e in base all'umidità circostante, alla forza e alla direzione del vento, contribuisce a l' acidificazione di piogge , nebbie, nebbie, rugiade (perché molto solubili in acqua) e dell'ambiente.
Nelle acque dolci o marine, contribuisce in particolare alle fioriture algali , contribuisce al riscaldamento.
Si deposita rapidamente sulle cuticole delle foglie, dove può entrare anche attraverso gli stomi, e sul suolo, dove è un potente eutrofizzatore .
È anche indirettamente fonte di particelle fini (del tipo PM2,5 (le più pericolose perché penetrano in profondità nelle vie respiratorie), il che spiega perché essere esposti cronicamente ad esse diminuisca l' aspettativa di vita . sospensione.
Per quanto riguarda gli allevamenti, sono spesso bassi, il che favorisce la ricaduta vicino ad essi piuttosto che molto lontano, come confermato dall'osservazione di piante nitrofile (ortiche, strame ed erbacee come Deschampsia flexuosa e Holcus lanatus ), che sono più densamente presenti vicino un pollaio (in questo caso situato in una zona temperata nei pressi di un bosco di conifere) le cui emissioni di NH 3 raggiungevano i 50 μg di ammoniaca per metro cubo di aria e vicino al quale i depositi di azoto superavano i 40 kg di N-NH 3 per ettaro all'anno) . Anche le foglie degli alberi e ancor più le briofite vedono aumentare il loro contenuto di azoto nelle centinaia o decine di metri situati intorno all'edificio, soprattutto sotto il vento prevalente (il contenuto di azoto delle foglie delle briofite aumenta fino a circa il 3% del peso secco di la foglia quando il contenuto di ammoniaca dell'aria supera i 20-40 μg/m 3 di aria Queste modificazioni floristiche (nitrofili troppo favoriti) sono però meno visibili non appena ci si allontana da un allevamento (in media il 90% della flora era di nuovo normale intorno ai cinquanta metri di media intorno al pollaio, tuttavia le specie molto vulnerabili all'eutrofizzazione erano in visibile regressione fino a circa 300 m intorno agli stessi allevamenti.
È stato dimostrato che gli allevamenti emettono ammoniaca anche di notte , ma che poi è meno dispersa (in media c'è meno vento e turbolenza dell'aria di notte). Anche il calore e l' umidità dell'aria , che variano ampiamente nelle diverse parti del mondo, sono fattori che entrano in gioco.
Sono stati sviluppati modelli meccanicistici di dispersione e deposizione di NH 3 ; mostrano tutti, come le osservazioni sul campo, che la deposizione secca cumulata può variare da pochi decimi di% a quasi il 20% della quantità emessa 400 m a valle di una sorgente (tali parametri variano principalmente in funzione dell'altezza della sorgente rispetto alla la copertura vegetale, ma anche in base alla stratificazione termica, alla forza e alla direzione del vento).
Il grado di “ contaminazione ” delle piante dipende dalle condizioni atmosferiche e dalle interazioni con la resistenza stomatica e cuticolare delle foglie: quando fa caldo e secco, è attraverso gli stomi che l'ammoniaca entra nella pianta. Quando il clima è fresco/umido, predomina il percorso cuticolare (ed è ancora poco conosciuto).
Nel mondo, le principali fonti diffuse di ammoniaca sono diventate (in modo schiacciante) l'agricoltura intensiva (allevamento intensivo , fertilizzanti azotati, spargimento), molto più avanti dei trasporti (i veicoli dotati di marmitte catalitiche sono fonti di ammoniaca ricorda CITEPA). L'inquinamento diffuso mal misurato è legato alle ustioni (nella Francia metropolitana il burnout è considerato responsabile dello 0,2% delle emissioni) e agli incendi boschivi, fognature , suolo riscaldato e acqua che perdono ammoniaca. Dati satellitari recenti mostrano che le fabbriche di fertilizzanti sono spesso ancora punti caldi di emissioni intense, e più localmente alcuni impianti di trattamento, determinati luoghi di stoccaggio della materia organica (liquame, letame, rifiuti organici) o molto localmente e occasionalmente determinate posizioni di unità di metanizzazione .
Secondo studi disponibili, alla fine del XX ° agricoltura secolo è diventata la sorgente 80 e il 96% di ammoniaca antropico. L'utilizzo di fertilizzanti minerali azotati per la concimazione (nitrato e/o ammonio) provoca la volatilizzazione di parte dell'ammoniaca responsabile secondo autori scientifici dal 15 al 20% di tutte le emissioni, principalmente nelle zone tropicali dove le condizioni meteoclimatiche favoriscono questo fenomeno. I paesi in via di sviluppo sono quindi i più colpiti (l'80% delle emissioni ne è derivato alla fine degli anni '90 secondo Bouwman e van der Hoek nel 1997, confermata poi dai dati satellitari).
Remarque : selon le climat, l'époque de l'année et selon le type de pratiques agricoles qui y sont appliquées, un champ ou une prairie peuvent être « puits » ou « source » d'ammoniac pour l'air et le sol et l'acqua.
In quanto inquinante ambientale, l'ammoniaca è stata a lungo ignorata perché le sue fonti agricole sono molto disperse e davano l'impressione di essere lontane o addirittura prive di effetto sulle aree popolate. Ma ora è globalmente tracciato a distanza, in tutto il pianeta, nella colonna d'aria, grazie all'interferometro a infrarossi a sonda atmosferica (IASI, un sensore interferometrico ultrasensibile, sviluppato dal Centro nazionale per gli studi spaziali (CNES) e da EUMETSAT ) a bordo dei satelliti meteorologici europei MetOp e grazie a un satellite della NASA (Nasa Aqua) che quantifica su larga scala l'NH 3 nell'atmosfera, mostrando un costante aumento dei livelli di ammoniaca dal 2002 al 2016 dai centri agricoli negli Stati Uniti, Cina e dall'India e un po' meno dall'Europa; Secondo la NASA, una piccola parte di questo aumento potrebbe essere dovuto alla chimica atmosferica (la lotta alle piogge acide ha effettivamente ridotto il livello di SOx nell'aria, ma quest'ultima ha rimosso parte dell'ammoniaca dall'atmosfera antropica) e al riscaldamento dei suoli ( che poi trattengono meno ammoniaca)
Otto anni di dati accumulati (2008-2016) hanno consentito al CNRS e la Libera Università di Bruxelles a pubblicare nel 2018 la prima mappa del mondo di ammoniaca atmosferica con un dettaglio senza precedenti (in rete per km 2 ).
Nel 2018, sulla rivista Nature Van Damme et al. ha confermato che l'inquinamento da azoto dovuto all'allevamento intensivo è stato ampiamente sottovalutato dagli inventari e dalle mappe dell'inquinamento atmosferico su scala planetaria; Questo inquinamento è diventato cronico e catastrofico (su scala quasi continentale) nell'India settentrionale e nell'Africa occidentale meridionale (dove la nube di inquinamento da azoto si estende ampiamente sull'Oceano Atlantico). Altrove, nei paesi ricchi, le aree fortemente inquinate dall'ammoniaca sono più piccole e incentrate su industrie chimiche o allevamenti intensivi. Questo lavoro conferma la grande responsabilità per la zootecnia intensiva e la produzione industriale di fertilizzanti (dal petrolio). Mostra anche che un gran numero di sorgenti non era stato precedentemente identificato, a causa di errori di misurazione in situ . Delle 248 grandi sorgenti di NH 3 molto chiaramente visibili dal satellite (con un diametro inferiore a 50 km ) due terzi non erano ancora state identificate dagli Stati o dalle autorità ambientali. 83 erano allevamenti intensivi e 130 erano fabbriche di fertilizzanti. La regione più emissiva al mondo (principalmente fonti agroindustriali) è la valle del Gange che emette 475 kg di NH 3 al secondo, ovvero 1,1 × 10 17 molecole per centimetro quadrato ( Pakistan e India del Nord ). Per il bestiame il record è un'emissione media di 0,81 kg/s , osservata negli allevamenti giganti di Bakersfield e Tulare ( California ) che ospitano centinaia di migliaia di mucche. Quanto alla fabbrica più inquinante (0,75 kg/s ), è un complesso chimico proveniente dall'Uzbekistan , dalla valle di Ferghana , che produce fertilizzanti in una regione agricola altrimenti intensiva. La mappatura satellitare ha rilevato solo un singolo fuoco naturale, in Tanzania .
Gli impatti tossicologici dell'ammoniaca sembrano abbastanza noti, ma i suoi impatti ecotossicologici , oltre a quelli legati alla sua natura basica o eutrofica, sono meno studiati.
Lo sappiamo :
In Francia, secondo CITEPA , le emissioni di ammoniaca in atmosfera sono leggermente diminuite in trent'anni (dal 1980 al 2012; in media 0,5% annuo in questo periodo per raggiungere le 636.000 tonnellate/anno nel 2012). Il Protocollo di Göteborg prevede un'ulteriore riduzione: –4% dal 2005 al 2020, ovvero 636.000 tonnellate all'anno.
Inquinante transfrontaliero : in Europa, con l' EMEP ( Programma europeo di monitoraggio e valutazione ) e in applicazione della convenzione di Ginevra nota come convenzione sull'inquinamento atmosferico transfrontaliero a lungo raggio e il suo "protocollo" sull'acidificazione, l'eutrofizzazione e l'ozono e l'acidità delle piogge sono monitorati , centralizzato per la parte francese da EcoLab (Laboratorio di ecologia funzionale e ambiente), ospita il focal point nazionale responsabile della modellazione dei carichi atmosferici critici).
In Francia, l'acidità delle piogge è diminuita grazie a una forte riduzione delle emissioni di anidride solforosa (SO 2 ), ma il loro contenuto di ammoniaca non è diminuito, ha allertato il Ministero dell'Ambiente nel 2011, mentre il Protocollo alla convenzione impone agli Stati firmatari applicare "le migliori tecniche disponibili per prevenire e ridurre le emissioni di ammoniaca elencate nel documento di orientamento V adottato dall'Organo Esecutivo nella sua diciassettesima sessione (decisione 1999/1) e le relative modifiche" in particolare da "buone pratiche agricole rispettose dell'ambiente" . Il suo articolo 8 afferma che le parti devono sviluppare "strategie per ridurre ulteriormente le emissioni di zolfo, ossidi di azoto , ammoniaca e composti organici volatili sulla base di carichi critici e livelli critici, nonché sul progresso tecnico, e una migliore modellizzazione di valutazione integrata per calcolare l'assegnazione ottimizzata a livello internazionale di riduzione delle emissioni tenendo conto della necessità di evitare costi eccessivi per qualsiasi Parte. Particolare importanza va data alle emissioni da agricoltura e trasporti” .
Per la Francia, secondo Paese europeo per emissioni di ammoniaca dietro alla Federazione Russa, il livello del 1990 era stato valutato a 814.000 t di gas NH 3 all'anno, e la Convenzione di Ginevra richiedeva di scendere al di sotto di un "tetto" di 780.000 t/anno , ovvero uno sforzo del -4% mentre alla Slovacchia, che ha emesso 62.000 t/anno, è stato chiesto di ridurre le proprie emissioni del 37%.
Pochi dati sono disponibili su questo argomento negli ecosistemi perché l'ammoniaca non sembra essere un prodotto molto presente in un normale ecosistema. Tuttavia, è stato dimostrato che: