MENSINTESIS PEMBUATAN AMMONIA DAN GARAMNYA

MENSINTESIS PEMBUATAN AMMONIA DAN GARAMNYA

• Kegunaan Ammonia: 

Ammonia ialah sumber yang penting kepada industri kimia yang berasaskan nitrogen.

Ammonia dihasilkan melalui tindak balas antara gas nitrogen dan gas hidrogen.

1. Garam ammonium yang dihasilkan daripada tindak balas antara ammonia dengan asid.
2. Asid nitrik yang dihasilkan daripada pengoksidaan ammonia.
3. Garam nitrat yang diperoleh daripada asid nitrik melalui tindak balas kimia.

Garam ammonium, asid nitrik dan garam nitrat merupakan bahan mentah yang penting dalam industri pembuatan pelbagai jenis bahan kimia yang berasaskan nitrogen.

• Sifat-sifat ammonia:

Amonia dalam suhu bilik wujud sebagai gas yang tak berwarna.

Mendidih pada suhu 239º K (-35º C) pada tekanan 1 atm.

Mempunyai bau yang tengit

Larut dalam air 

Kurang tumpat drpd udara

• Proses pembuatan ammonia secara industri

■ Penghasilan ammonia

► Ammonia dihasilkan di kilang secara besar-besaran melalui proses Haber dengan menggunakan nitrogen dan hidrogen.

■ Faktor - faktor yang mempengaruhi penghasilan ammonia.

► Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi penghasilan ammonia secara optimum :

◉ suhu

◉ tekanan

◉ mangkin

► Tindak balas antara gas nitrogen dengan gas hidrogen merupakan tindak balas eksotermik.

► Suhu optimum ialah 450℃ - 500℃. Jika suhu yang terlalu rendah akan menyebabkan kadar tindak balas menurun.

► Penghasilan ammonia meningkat pada tekanan yang tinggi. Tekanan yang terlalu tinggi akan menimbulkan masalah teknikal kepada peralatan atau mesin yang digunakan. Oleh itu, tekanan 200-500 atmosfera digunakan.

► Serbuk besi digunakan sebagai mangkin untuk meningkatkan kadar tindak balas. Namun demikian, mangkin tidak mempengaruhi peratus ammonia yang dihasilkan.

Aktiviti untuk menyediakan baja ammonium 

Penghasilan Baja Ammonia

Baja ammonia ialah sebatian kimia yang dapat membekalkan unsur nitrogen kepada tumbuhan.

Nitrogen diperlukan oleh tumbuhan untuk mensintesiskan asid amino, protein dan klorofil.

Jika tumbuhan mengalami kekurangan nitrogen, daunnya akan menjadi pucat kekuningan. Ini disebabkan oleh kadar pembentukan klorofil yang rendah.

Proses Haber digunakan untuk menghasilkan ammonia secara besar-besaran dalam perindustrian.

Ammonia dihasilkan melalui tindak balas antara gas nitrogen dengan gas hidrogen dalam nisbah 1:3 mengikut isipadu.Gas hidrogen yang diperlukan diperolehi daripada pemprosesan gas asli.

Gas nitrogen pula diperolehi daripada penyulingan berperingkat udara cecair.

Semasa proses Haber:

• Gas nitrogen dan hidrogen dicampurkan dalam nisbah yang betul, iaitu 1:3 megikut isipadu.

• Campuran gas dikering dan ditulenkan sebelum bertindak balas. Langkah ini bertujuan untuk menyingkirkan bendasing seperti karbon monoksida dan karbon dioksida.

• Campuran kemudiannya dimampatkan pada tekanan kira-kira 200 atmosfera.

• Selepas pemampatan, campuran dilalukan ke dalam kebuk mangkin dimana serbuk besi dan penggalak (aluminium oksida) dicampurkan.

• Campuran gas, mangkin dan penggalak kemudiannya dimasukkan ke dalam penukar haba dimana tindak balas berlaku. Suhu ditetapkan pada 500 °C.

• Gas ammonia yang terhasil diasingkan secara kondensasi dan dikeluarkan dalam bentuk cecair.

• Gas nitrogen dan hidrogen yang berlebihan dikitar semula dan disalurkan kembali ke penukar haba untuk meneruskan tindak balas tersebut.

Suhu

a) Proses ini bersifat eksotermik (membebaskan haba).

b) Jadi, penghasilan ammonia meningkat jika suhu dikurangkan.

c) Tetapi, suhu yang terlalu rendah akan melambatkan tindak balas.

d) Oleh itu, suhu optimum proses Haber ialah 450–500 °C.

Tekanan

a) Tindak balas yang menghasilkan ammonia menunjukkan pengurangan isipadu.

b) Maka, tekanan yang tinggi menggalakkan penghasilan ammonia.

c) Tetapi, tekanan yang terlalu tinggi menghasilkan banyak haba.

d) Maka, tekanan optimum proses Haber ialah antara 200 hingga 500 atmosfera.

Mangkin

a) Mangkin diguna untuk meningkatkan kadar tindak balas antara gas nitrogen dan gas hidrogen.

b) Serbuk besi adalah antara yang paling sesuai digunakan sebagai mangkin untuk proses Haber.

MEMAHAMI PEMBUATAN ASID SLFURIK

MEMAHAMI PEMBUATAN ASID SULFURIK

• Kegunaan Asid Sulfurik

Asid Sulfurik digunakan secara meluas sebagai bahan kimia pengilangan. Kegunaan utamanya termasuk penghasilan baja, memproses bijih, sintesis kimia, pemprosesan air kumbahan dan penapisan minyak.

Asid sulfurik telah ditemui oleh seorang ahli sains and alkimia Islam, Abu Bakar Muhammad bin Zakaria al-Razi, pada kurun ke-9. Beliau telah memperoleh asid sulfurik dengan penyulingan kering mineral-mineral vitriol tertentu.

PROSES PEMBUATAN ASID SULFURIK 

   SECARA INDUSTRI

PERINGKAT I: Penghasilan sulfur doksida

Penghasilan sulfur dalam udara (gas oksigen ) untuk menghasilkan gas sulfur dioksida.

PERINGKAT II: Penghasilan Sulfur Trioksida

Gas sulfur dioksida yang terhasil ditulenkan untuk menyingkirkan arsenik yang meracuni mangkin dalam tindak balas. Gas sulfur dioksida kemudiannya dipanaskan bersama-sama gas oksigen kering yang berlebihan. 

PERINGKAT III: Penghasilan asid sulfurik 

Sulfur trioksida yang terhasil dialir melalui asid sulfurik pekat untuk membentuk oleum. Pencairan oleum dengan air menghasilkan asid sulfurik.

Platinum danVanadium oksida bertindak sebagai mangkin dalam proses sentuh. Vanadium oksida lebih biasa dgunakan daripada platinum walaupun vanadium oksida kurang berkesan . Ini disebabkan Vanadium oksida lebih murah dan tidak mengalami keracunan arsenik.

• SULFUR DIOKSIDA MENCEMARKAN ALAM SEKITAR

Gas sulfur dioksida melarut dalam air hujan dan menghasilkan asid sulfurus (sulfurous acid).

Sulfur dioksida juga bertindak balas dengan oksigen di udara untuk menghasilkan sulfur trioksida.

Sulfur trioksida yang melarut dalam air hujan menghasilkan asid sulfurik.

Asid sulfurus dan asid sulfurik menyebabkan hujan asid dengan nilai pHnya lebih rendah daripada 5.6.

Hujan asid yang bersifat mengakis merosakkan bangunan yang berstruktur logam, berbatu marmar, atau konkrit.

Hujan asid yang mengalir ke dalam sungai, tasik, atau lautan akan menukarkan pH air dan menyebabkan kematian hidupan akuatik.

Hujan asid juga mengubah pH tanah dan menyebabkan kualiti tanaman terjejas.

Kita harus mengurangkan pembebasan gas sulfur dioksida ke atmosfera.

Selain itu, teknologi untuk menyingkirkan kandungan sulfur dalam bahan api fosil harus digalakkan.