Amoníaco | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molécula de amoniaco |
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Identificación | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Nombre IUPAC | azane | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sinónimos |
nitruro de hidrógeno |
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N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100,028,760 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CE | 231-635-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o RTECS | BO0875000 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CHEBI | 16134 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
FEMA | 4494 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sonrisas |
N , |
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InChI |
InChI: InChI = 1 / H3N / h1H3 |
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Apariencia | Gas licuado comprimido, de incoloro a ligeramente coloreado, olor picante, intenso, sofocante e irritante. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades químicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fórmula | N H 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa molar | 17.0305 ± 0.0004 g / mol H 17.76%, N 82.25%, |
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pKa | 9.23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Momento dipolar | 1,4718 ± 0,0002 D | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diámetro molecular | 0.310 nm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° fusión | −77,7 ° C , −77,74 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° hirviendo | −33,35 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Solubilidad | en agua a 20 ° C : 540 g l −1 , en alcohol, es decir, 14,8 g por 100 g de alcohol de 95 ° a 20 ° C , éter etílico y disolventes orgánicos | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Parámetro de solubilidad δ |
33,4 MPa 1/2 ( 25 ° C ); 29,2 J 1/2 cm −3/2 ( 25 ° C ) |
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Densidad |
0,86 kg / m 3 ( 1,013 bar, punto de ebullición ) 0,769 kg / m 3 ( CNTP ) ecuación:
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Temperatura de autoignición | 651 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Límites explosivos en el aire | Inferior: 15,5 (Weiss, 1985) Superior: 27 (Weiss, 1985) |
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Presión de vapor saturante | a 26 ° C : 1013 kPa
ecuación:
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Punto crítico | 112,8 bares , 132,35 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termoquímica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 líquido | −40,2 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ vapor H ° |
23,33 kJ mol -1 ( 1 atm , -33,33 ° C ) 19,86 kJ mol -1 ( 1 atm , 25 ° C ) |
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C p |
2097,2 J · kg -1 · K -1 ( 0 ° C ) 2226,2 J · kg -1 · K -1 ( 100 ° C ) |
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PCS | 382,8 kJ · mol -1 ( 25 ° C , gas) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PCI | 317,1 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades electronicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re energía de ionización | 10.070 ± 0.020 eV (gas) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cristalografía | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Símbolo de Pearson | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Clase de cristal o grupo espacial | P2 1 3 (n ° 198) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Strukturbericht | D1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estructura típica | NH 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades ópticas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Índice de refracción | 1.325, mismo valor para amoníaco líquido a 16.5 ° C bajo presión | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Precauciones | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Peligro H221 , H314 , H331 , H400 , P210 , P261 , P273 , P280 , P305 , P310 , P338 y P351 H221 : Gas inflamable H314 : Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves H331 : Tóxico en caso de inhalación H400 : Muy tóxico para los organismos acuáticos P210 : Mantener alejado del calor, chispas, llama abierta o superficies calientes. - No fumar. P261 : Evite respirar el polvo / humo / gas / niebla / vapores / aerosoles. P273 : Evítese su liberación al medio ambiente. P280 : Use guantes de protección / ropa protectora / protección para los ojos / protección facial. P305 : Si entra en contacto con los ojos: P310 : Llamar inmediatamente a un CENTRO DE INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA oa un médico. P338 : Quitar los lentes de contacto si la víctima los usa y si se pueden quitar fácilmente. Continúe enjuagando. P351 : Enjuagar cuidadosamente con agua durante varios minutos. |
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WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A, B1, D1A, E, A : Presión de vapor absoluta de gas comprimido a 50 ° C = 2070 kPa B1 : Límite de inflamabilidad de gas inflamable - rango de concentración = 13% D1A : Material muy tóxico que causa efectos graves inmediatos Letalidad aguda: LC50 inhalación / 4 horas (ratón) = 2,115 ppm E : Material corrosivo Transporte de mercancías peligrosas: Clase 8 Divulgación al 1.0% según la lista de divulgación de ingredientes Comentarios: Como se presenta en la interpretación de una política de Health Canada, el símbolo de peligro D1 (cráneo) no tiene que aparecer en la etiqueta del proveedor . Sin embargo, todos los peligros para la salud y la seguridad que presenta este producto deben indicarse en la etiqueta y en la MSDS. |
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NFPA 704 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 3 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Transporte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
268 : Gas venenoso y corrosivo Número ONU : 1005 : AMONÍACO ANHIDRO Clase: 2.3 Código de clasificación: 2TC : Gas licuado, tóxico, corrosivo; Etiquetas: 2.3 : Gases tóxicos (corresponde a los grupos designados con una T mayúscula, es decir, T, TF, TC, TO, TFC y TOC). 8 : Sustancias corrosivas
20 : gas asfixiante o gas que no presenta un riesgo secundario Número ONU : 2073 : AMONÍACO EN SOLUCIÓN Acuosa con una densidad inferior a 0,880 a 15 ° C que contiene más del 35 por ciento pero no más del 50 por ciento de clase de amoníaco : 2.2 Código de clasificación: 4A : Gas disuelto a presión, asfixiante; Etiquetas: 2.2 : Gases no inflamables, no tóxicos (corresponde a los grupos designados por una A o una O mayúscula); 8 : Sustancias corrosivas
80 : sustancia corrosiva o que muestra un grado menor de corrosividad Número ONU : 2672 : AMONÍACO SOLUCIÓN acuosa con una densidad entre 0,880 y 0,957 a 15 ° C que contiene más del 10 por ciento pero no más del 35 por ciento de amoníaco Clase : 8 Código de clasificación: C5 : Sustancias corrosivas sin riesgo secundario; Materiales de carácter básico: Inorgánico, líquido; Etiqueta: 8 : Sustancias corrosivas Embalaje: Grupo de embalaje III : Sustancias de bajo peligro.
268 : gas venenoso y corrosivo Número ONU : 3318 : SOLUCIÓN DE AMONÍACO acuoso con una densidad inferior a 0,880 a 15 ° C que contiene más del 50 por ciento de amoníaco Clase: 2.3 Código de clasificación: 4TC : Gas disuelto a presión, tóxico, corrosivo ; Etiquetas: 2.3 : Gases tóxicos (corresponde a los grupos designados con una T mayúscula, es decir, T, TF, TC, TO, TFC y TOC). 8 : Sustancias corrosivas |
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Inhalación | Los vapores son muy irritantes y corrosivos. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Piel | Las soluciones concentradas pueden provocar quemaduras. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ojos | Peligroso, Irritación | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ingestión | La ingestión puede causar quemaduras en la boca, lengua y esófago. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ecotoxicología | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Umbral de olor | bajo: 0.04 ppm alto: 53 ppm |
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Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El amoniaco es un compuesto químico de fórmula N H 3 (grupo genérico de nitruros de hidrógeno ). Bajo condiciones normales de temperatura y presión , que es un gas denotado NH 3 de gas . Es incoloro e irritante, con un olor acre en dosis bajas; quema los ojos y los pulmones en concentraciones más altas.
Se produce industrialmente mediante el proceso Haber-Bosch a partir de nitrógeno e hidrógeno . Es uno de los compuestos más sintetizados del mundo, utilizado como refrigerante y para la síntesis de muchos otros compuestos (incluido un gran tonelaje de fertilizante ). También es un disolvente líquido en uso puro, a 20 ° C y 8 bar, o NH 3 líquido .
La auto- ionización de amoníaco líquido es muy débil, caracterizado por un iónica constante de disociación K i = [NH 4 + ] [NH 2 - ], que es de aproximadamente 10 -33 mol 2 l -2 a -50 ° C .
En el disolvente líquido prótico NH 3 , el catión amonio NH 4 + es el ácido más fuerte, mientras que el anión amida NH 2 - es la base más fuerte.
Su doblete electrónico lo convierte en una base , un nucleófilo , un ligando y un agente reductor . Su propiedad básica lo hace útil para diversas sales de amonio. Sus propiedades nucleofílicas lo convierten en un reactivo básico en química orgánica para la preparación de amidas , imidas , etc. Sus propiedades ligando se conocen desde el inicio de la química de coordinación y el famoso debate científico entre Sophus Mads Jørgensen y Alfred Werner , que llamó la atención del jurado del Premio Nobel , otorgado a este último en 1913. Finalmente, su propiedad de reducir El agente permite que se oxide industrialmente a ácido nítrico e hidracina en particular, dos productos industriales de alto tonelaje.
En ingeniería química , el sistema (aire - NH 3 - agua) constituye un modelo muy estudiado de fases líquido-gas, ya que el amoniaco es un gas muy soluble en agua, con una solubilidad de 89,9 g por 100 g de agua a 0 ° C y sólo 7,4 g a 96 ° C . El gas es soluble en agua, en forma de NH 3 acuoso débilmente disociado en cationes de amonio y aniones hidroxilo , esta solución acuosa se llama amoniaco .
Fisiológicamente , juega un papel importante en la agricultura; es a través del amoníaco que las plantas incorporan artificialmente el nitrógeno. En los animales, interviene en la eliminación de nitrógeno del cuerpo y en la regulación del pH sanguíneo.
En tierra, se encuentra esencialmente atrapado en la corteza terrestre (sales minerales amoniacales como bicarbonatos, nitratos, nitritos, cloruros, fosfatos, etc. ) o en materia orgánica ( carbón , turba , petróleo ) ... En exceso en el aire, es un contaminante acidificante y eutrófico del medio ambiente. Después de una mejora de 1990 a 2011, sus niveles en el aire, ahora monitoreados por satélite, comenzaron a aumentar nuevamente en Europa y Francia, principalmente debido a prácticas agrícolas más industriales (datos de 2016). En 2011, según la AEMA, la agricultura fue responsable del 94% de las emisiones de NH 3 . Ganadería a través de abonos y suspensiones es el 1 st fuente. Su contenido en el aire debe ser mínimo (excepto en presencia de heces u orina en descomposición, fermentación por microorganismos en ambiente confinado o putrefacción en ambiente anaeróbico ).
La palabra amoniaco , atestiguado en el XIV ° siglo, viene del latín AMMONIACUM , a su vez deriva del griego antiguo : ἀμμωνιακόν "amoniaco o sal de amoníaco de las encías", que evoca el nombre del dios egipcio Amón (como en Libia , cerca de la templo de Júpiter Amon que extraía un mineral ( salmiac ) que podía liberar amoniaco). Este álcali también se producía en la antigüedad calentando excrementos frescos o una mezcla de sal y orina . Se podía sentirlo y Acción alcalina se conoce el uso de otros materiales (al menos desde el XII ª dinastía de Egipto es de 2000 años antes de Cristo ). Pero, como toda materia gaseosa, se entendió mal durante mucho tiempo.
En la Edad Media, el herrero obtenía esta destilación alcalina de cuernos y pezuñas de amón del ganado (material rico en nitrógeno).
El químico británico Robert Boyle inventa pruebas para detectar este álcali gaseoso (tintura de girasol o jarabe de violeta que se vuelve azul en presencia de este gas).
Cerca de un siglo más tarde, con la aparición de mercurio -tanque pneumochemistry , su preparación y aislamiento fueron facilitados por Joseph Priestley en 1774 , por el simple calentamiento de sales de amonio con cal CaO o piedra caliza como una piedra de cal. ; con un tanque de agua, se obtiene atrapando en el agua del tanque, amoniaco o agua con amoniaco.
En 1785 , el químico Berthollet le dio a este cuerpo químico una fórmula de un nitrógeno por tres hidrógenos.
A partir de la década de 1850 , se empieza a percibir el ciclo del nitrógeno : se entiende en particular que el amoniaco atmosférico puede ser absorbido y utilizado directamente por las plantas: De Ville (1850) y Schlösing (1874) exponen las plantas hasta que se mantienen en déficit de nitrógeno a un aire enriquecidos en amoniaco y demuestran que pueden absorberlo y metabolizarlo. Al mismo tiempo, Boussingault (1856) muestra el papel fundamental de los nitratos cuando comenzamos a medir los depósitos de amonio (NH 4 ) en la precipitación (alrededor de 5 kg N-NH 4 + por hectárea y por año según Lawes y Gilbert en el medio. de la XIX XX siglo (1851) Poco después, Bineau (1854) trampa (en un "eliminador de ácido") y la medición de la deposición en seco de amoníaco del aire ambiente. Caluire y Lyon : 15 a 50 kg N-NH 3 por hectárea y por año. De manera similar, Heinrich (1881) en Rostock (Alemania), Kellner et al. (1886) en Tokio, miden respectivamente depósitos de 31 y 12 kg de N-NH 3 por hectárea y por año. Luego, Hall y Miller (1911) Tuvieron la idea de proteger su trampa de amoníaco del polvo y los insectos mediante una fina rejilla (lo que podría haberlos hecho subestimar los depósitos secos, señala Loubet en su tesis de 2000) y tener trampas de este tipo a diferentes alturas, lo que les permitió resaltar gradientes de "concentración" sobre la vegetación y ubicar er zonas de "sumidero" (no fertilizadas) y zonas de origen (emisiones probablemente por encima de las zonas fertilizadas).
Más tarde, los físicos encontrarán que el movimiento oscilatorio de la molécula de gas NH 3 , donde el nitrógeno pasa entre la base triangular formada por las tres H para alcanzar su doble posición en la parte superior de la disposición piramidal, fue descubierto por el físico alsaciano Alfred Kastler . Este movimiento oscilante regular, de la molécula de amoníaco, está en el origen del primer reloj atómico , del Bureau of stantards en los Estados Unidos en 1948 .
Después de la Segunda Guerra Mundial , el desarrollo de la agricultura industrial y productivista revivió los estudios sobre la pérdida de nitrógeno proveniente de fertilizantes orgánicos (mineralización) y fertilizantes químicos (lixiviación de nitratos, pérdida que es fuente de costosos desperdicios de fertilizantes, y creciente y generalizada contaminación de las aguas subterráneas, así como eutrofización de las aguas superficiales que no nos alarmaremos hasta mucho más tarde). Allison (1955) demuestra que en el pasado se subestimó la volatilización de los nitratos. Estas pérdidas siguen siendo objeto de investigación ( por ejemplo, Whitehead y Raistrick, 1990).
El término amoniaco de origen adjetivo calificaba antiguamente una sustancia medicinal, la goma amoniacal , utilizada por los boticarios , presentada de la siguiente manera en 1752 por el Diccionario Francés-Latino de Trévoux :
"Amoníaco; un chicle que se usa en farmacias. Gummi ammoniacum. Nos lo traen de las Indias Orientales y se cree que procede de una planta umbelífera . Debe ser lágrima seca, blanquecina por dentro, un poco rojiza por fuera, fácil de mezclar, gomosa y resinosa, un poco amarga, con un olor y sabor acre, con ajo. También se trae en masas llenas de lágrimas pequeñas, muy limpias y muy blancas. Esta goma de mascar se quema con la edad; Dioscórides y Plinio lo mencionan. Dioscórides dice que el amoníaco es el jugo de una especie de férula que crece en África cerca de Cirène de Barbarie. La planta que la produce y su raíz se denominan Agafillis. El buen amoníaco es colorido y no se mezcla con restos de madera, arena o piedras. Tiene muchos granos pequeños como incienso , quita el olor a castóreo , y es amargo al gusto (…) Plinio llama al árbol del que proviene Metopion (…) El amoníaco de las Apoticaries se reduce en masa como brea de resina, en lugar de siendo molido y delgado como incienso. Se afirma que los Antiguos lo usaban como incienso en sus sacrificios. Esta goma se utiliza en varias composiciones; es purgante , fundente y resolutivo, se aplica externamente. Gafer extrae de él un espíritu y un aceite, que tienen, según él mismo, grandes virtudes, que proceden únicamente de la sal volátil que contiene. Pero al estar mezclado con un ácido que impide su actividad, da el medio de separar estos dos espíritus, que son capaces, según él, de producir efectos completamente diferentes (...) Hay una sal que también se llama armonia o amoniaco. "
El adjetivo amoniacal , atestiguado en 1575 en los escritos franceses de André Thevet , califica una goma de mascar o una sal amoniacal recolectada cerca del templo de Amón en Libia . La "sal amoniaco" es simplemente el salmiac purificado, fácilmente sublimable. La goma de mascar es probablemente una mezcla de sustancia vegetal blanda o pastosa que contiene salmiac.
En 1787 , Guyton de Morveau introdujo en la nomenclatura química francesa el amoníaco sustantivo , definiendo el cuerpo químico. Sin embargo , el término amoniacal , que caracteriza a las soluciones acuosas de amoniaco o amoniaco , se atestigua hacia 1748 . La palabra amonización , que designa la transformación de nitrógeno orgánico en nitrógeno amoniacal, está atestiguada en el vocabulario común del Grand Larousse de 1933 . En la actualidad, según la nomenclatura de la IUPAC, el amoníaco es el más simple de los azanos o hidruros de nitrógeno acíclicos.
La producción industrial de amoníaco se realiza principalmente mediante síntesis directa a partir de hidrógeno y nitrógeno . El hidrógeno puede provenir del metano y el nitrógeno del aire. El desarrollo del primer reactor fue diseñado por un químico alemán y sigue siendo secreto cuando resulta en 1913 con el método Haber-Bosch , que lleva el nombre de sus desarrolladores químicos catalizador de hierro (Fe) y níquel (Ni) y el proceso de reactor-tubo en un temperatura de 550 ° C .
La síntesis de amoniaco es exotérmica, liberando 12,9 calorías por mol a presión atmosférica. Implica dos gases, nitrógeno e hidrógeno. En condiciones "ambientales", el producto final es un gas incoloro (que produce un humo de condensación de alta concentración) y emite un olor pútrido muy desagradable.
La producción industrial de amoníaco, comúnmente llamada para necesidades de fertilizantes, era entonces estratégica, porque era crucial para la industria de armas y la industria de explosivos conjuntos, y luego dependía esencialmente de las exportaciones de nitratos de Chile, controladas de facto por el Imperio Marítimo Británico. . En 1901, la reacción había sido estudiada por el químico francés Le Chatelier , con un catalizador a base de Fe, K sobre un soporte de alúmina.
El proceso Haber-Bosch, ya mejorado a nivel cinético por una presión modulada hasta más de 200 atm durante los años del conflicto mundial , es recuperado por las naciones aliadas victoriosas, en particular el grupo ONIA en Toulouse . Los grupos químicos franceses e italianos pueden invertir para modificarlo y mejorarlo en el continente. Así, al menos cuatro procesos aparecen en el período de entreguerras , que dan fe de la vitalidad del sector del gas industrial en Francia:
El proceso de baja presión Moncenisio se caracteriza por una presión más baja de 100 a 150 bar a una temperatura de alrededor de 430 ° C .
Ya en la década de 1960, el gas amoniaco industrial se vendía en contenedores de acero calibrados a una presión de 12 atm . Por su elevado calor de evaporación a la temperatura normal de 0 ° C , es necesario para la industria de la refrigeración.
En la década de 1990 , el auge mundial de las unidades de producción de amoníaco y derivados de urea puso patas arriba la geografía de la síntesis industrial de amoníaco, en correlación con la producción y demanda de fertilizantes químicos . En 2000, Trinidad y Tobago tenía la unidad más grande del mundo, pero competía activamente: en 1998, el Golfo Pérsico adquirió unidades en Abu Dhabi de 400.000 toneladas por año, Qatar de 300.000 toneladas por año. An, suvi por Omán , etc. . , esta última región está bien situada para abastecer el mercado asiático, que absorbió más de un tercio de la producción mundial de amoníaco en 1999.
Los países productores de petróleo recuperan su gas natural y lo convierten en amoníaco. En la práctica, el dinitrógeno proviene del aire y el dihidrógeno proviene del metano ( gas natural ) reformado con vapor .
Que se puede desglosar en:
producción de hidrógeno por reformado con vapor (ver el artículo Dihidrógeno ):Producción mundial de H 2 y N 2 : se estimó en 122 millones de toneladas en 2006. Expresada con mayor frecuencia en millones de toneladas de nitrógeno N, se acercaría a 136,5 en 2012.
Fue elaborado por síntesis indirecta, a partir de agua amoniacal. Por lo que podría obtenerse por destilación de estiércol líquido y estiércol . Pero era más común a partir del mineral, durante la carbonización del carbón , o incluso del coque después de 1880 (subproducto del tratamiento de los gases de los hornos de coque).
A principios del XX ° siglo , se han ideado varios métodos sintéticos.
Uno de ellos se basa en la hidrólisis de la cianamida cálcica , obtenida a su vez del carburo cálcico .
El otro utiliza la hidrólisis del nitruro de aluminio , que a su vez se produce mediante la nitruración a alta temperatura de la alúmina .
No fue hasta 1913 para ver aparecer el proceso Haber-Bosch todavía trabaja en la XXI ° siglo.
Una futura ruta bioquímica es el uso de enzimas nitrogenasas , componentes íntimos de las bacterias, que catalizan la reducción de N 2 a NH 3 .
El nitrógeno es un elemento esencial de los aminoácidos que forman las proteínas. Por tanto, es fundamental para todos los seres vivos. Aunque constituye el 75% del volumen de la atmósfera, muy pocos seres vivos saben cómo utilizarlo directamente para biosintetizar sus aminoácidos. Solo unos pocos microbios lo extraen directamente del aire utilizando una enzima ( nitrogenasa ); son en particular cianobacterias o proteobacterias ( por ejemplo: Azotobacter ). La mayoría de las legumbres , como frijoles , tréboles y altramuces, han desarrollado simbiosis con algunas de estas bacterias, lo que les permite producir aminoácidos más fácilmente y actuar como sumidero de amoníaco y abono verde . Por el contrario, existen sumideros de amoníaco, principalmente ligados a la absorción de amoníaco por bacterias y plantas y ligados a la conversión de amoníaco en nitritos por bacterias del género Nitrosomonas .
En el medio ambiente, está presente principalmente en su forma ácida, el ion amonio ( N H 4 + ), que es una fuente de nitrógeno asimilado directamente por las plantas. Normalmente, se transforma en nitritos y luego en nitratos en el ciclo del nitrógeno , siendo este último la principal vía de asimilación del nitrógeno por las plantas. Pero el exceso de nitrógeno es una fuente de distrofización .
Proviene principalmente de la descomposición de urea CO (NH 2 ) 2y el ácido úrico que se deriva de ella (la urea es el producto final de la excreción nitrogenada del metabolismo de las células animales, por ejemplo en los mamíferos, es producida por bacterias y levaduras , y también por ciertas plantas a través de una enzima : la ureasa Amoníaco es así el gas picante que caracteriza a las bodegas de maduración de quesos, en particular los quesos blandos lavados en agua con sal como maroilles , munster o gerome, sometidos a la acción de fermentación bacteriana, y algunas enzimas.
En la naturaleza, las reacciones productoras de amoníaco tienen lugar de manera difusa en aguas dulces y marinas sobre y dentro de los suelos. En el mundo en volumen, del 25 al 30% de todo el amoníaco natural provendría del océano (fuente primaria de amoníaco atmosférico) luego de la descomposición de orina, excrementos y cadáveres de animales salvajes terrestres, diversos excrementos , apéndices, etc. y un poco de ciertas plantas). La proporción de emisiones naturales se ha reducido drásticamente en países y regiones de agricultura intensiva. Al igual que en las plantas de tratamiento de aguas residuales y la ganadería, el amoniaco surge de la descomposición de la urea y el ácido úrico (contenidos en grandes cantidades en estas excretas) en ión amonio NH 4 + , bajo la acción hidrolizante de la enzima ureasa (también presente en las heces ); dependiendo de la reacción:
CO (NH 2 ) 2 + 3 H 2 O→ 2 NH 4 + + HCO 3 - + OH - .En solución (fase líquida), el ion amonio está en equilibrio con NH 3 (su base conjugada , él mismo en equilibrio con NH 3 en la fase gaseosa). Estas reacciones contribuyen a la volatilización del amoniaco hacia la atmósfera, más o menos rápida según la temperatura (más rápida cuando hace calor y por tanto en climas tropicales) y según el pH de la solución.
En la atmósfera , después del nitrógeno (N 2 ), la forma más común de nitrógeno es el gas NH 3 (amoníaco). Hoy en día, proviene primero de fertilizantes químicos y corrales de engorde de ganado industrial , seguido de la combustión de biomasa fósil ( carbón , petróleo , gas natural ) o, a veces, biomasa (incluso a través de incendios forestales ). Es posible que los suelos degradados y calentados pierdan también la liberación de algo de amoníaco. Es derribado por las lluvias que indirectamente acidifica y eutrófica. Secundariamente acidifica el suelo y por lo tanto también contribuye a la eutrofización del medio ambiente. A medida que disminuyó la contaminación por azufre de las décadas de 1970 y 1980, se convirtió en la principal causa de la lluvia ácida y la acidificación del agua dulce .
En los océanos , Bouwman et al. En 1997 se estimó que los mares son la primera fuente natural de amoníaco, pero también la más incierta y poco comprendida (por ejemplo, cuanto más fría está el agua , más amoníaco se puede disolver, pero hay muchos otros factores involucrados y un mismo mar es a la vez un sumidero y una fuente de amoníaco: cuando la concentración de amoníaco del agua superficial excede la del aire, hay emisión del océano a la atmósfera, y viceversa. Asman et al. demostraron en 1994 que las áreas contaminadas del Mar del Norte emiten amoníaco mientras que en otros lugares es un sumidero La presencia de amoníaco (natural o antropogénico) en las aguas superficiales está vinculada a insumos terrígenos (depósitos secos y pluviales, insumos de ríos y estuarios), pero también vinculada a la actividad del zooplancton y la descomposición del fitoplancton o zooplancton u otros organismos marinos. Los aportes de amoníaco también dependen de las corrientes marinas, las afloramientos o endosfurismos y la fotoquímica inmóvil y grado de intensidad de los sumideros químicos de NH 3 en la troposfera ubicada sobre el mar, cuya intensidad depende de la posible formación de aerosoles sulfatados (NH 4 ) 2 SO 4 donde el sulfato proviene de la oxidación por radicales OH ° y NO 3 del dimetilsulfuro ( DMS), un compuesto orgánico de azufre de fórmula (CH 3 ) 2 S producido masivamente por el fitoplancton y nebulizado o evaporado en el aire. Otro sumidero químico del amoníaco es la oxidación del NH 3 por grupos hidróxido .
Tiene tres orígenes principales: la industria química, la descomposición de nuestra orina y excrementos, y la orina, excrementos y excrementos emitidos por animales que viven en condiciones de reproducción.
A título indicativo, en 1987, Buijsman et al. estimó que en las granjas europeas, los animales que emiten más amoniaco son los bovinos (18 kg de NH 3 por cabeza de media al año), antes que los caballos (9,4 kg ), las ovejas (3,1 kg ), los cerdos (2,8 kg ) y las aves de corral (0,26 kg ) kg ), cifras que varían según el tipo de cría, y que se relacionan con el número de cabezas por cría o por hectárea, y que no se pueden duplicar en las regiones tropicales.
Su umbral de toxicidad varía según la especie, la duración y el nivel de exposición y su entorno, pero el exceso de amoniaco en el aire o en un entorno es tóxico y ecotóxico.
El gas amoniaco (NH 3 ) es una fuente de amonio en las precipitaciones (lluvia, nieve, pero también rocío, niebla). De 1980 a 2008, las emisiones francesas de NH 3 se redujeron solo un 4% (fuente Citepa ). Los depósitos de amonio se acidifican indirectamente cuando en el suelo libera iones H + por transformación en nitritos (NO 2 - ) o nitratos (NO 3 - ), al tiempo que eutrófica el medio en el que se deposita; el amoníaco no es la única forma de nitrógeno involucrada, el estudio de la contaminación amoniacal debe realizarse como parte de un enfoque más global que evalúe los efectos ambientales en términos de nitrógeno total.
La mayoría de las plantas terrestres explotan amoníaco y otros desechos nitrogenados incorporados en el suelo por la descomposición de la materia . Algunos son parásitos o hemiparasitos de otras plantas. Otras, como las leguminosas fijadoras de nitrógeno, se benefician de las relaciones simbióticas con los rizobios que crean amoníaco a partir del nitrógeno atmosférico, pero el exceso de amoníaco en el suelo o incluso en el aire, por otro lado, puede tener efectos negativos. Efectos negativos en muchas especies de plantas, tan pronto como los efectos tóxicos del NH 3 superen la velocidad y la capacidad de desintoxicación in vivo de las plantas expuestas a él.
De fuentes agrícolas o industriales, el amoníaco se deposita en promedio con bastante rapidez (dentro de los primeros cuatro a cinco kilómetros después de ser emitido desde su fuente). En contacto con las hojas, el NH 3 puede provocar:
Antes de caer al suelo, parte del NH 3 antropogénico o natural ya habrá sido convertido en la atmósfera en nanopartículas y aerosoles de NH 4 + ( amonio ) que suponen un problema al menos a escala regional. De hecho, de acuerdo con los datos científicos disponibles, la carga crítica que no debe sobrepasarse para los entornos vulnerables más (brezales, turberas, humedales oligotróficos, y ciertos ambientes que albergan criptógamas ) sería de 5 a 10 kg de nitrógeno total por hectárea. (Carga por año en deposición combinada seca y / o húmeda de todas las formas de nitrógeno atmosférico). Las plantas nativas son las más vulnerables; Los bosques parecen ser capaces de soportar cargas más altas (10-20 kg / ha por año), más o menos dependiendo de las condiciones del suelo , pero la mayoría de las criptogamas (líquenes, briofitas, hepáticas) que albergan son, sin embargo, muy vulnerables al NH 3. y otros eutroficantes nitrogenados. Sin duda, debido a que han sido seleccionadas durante miles de años para soportar los aportes de estiércol y purines, las plantas cultivadas son las que mejor resisten las secuelas del NH 3 . Estos umbrales críticos se superan con mucha frecuencia en las regiones industriales y agrícolas intensivas (una hectárea cultivada puede perder hasta 40 kg / año de nitrógeno en forma de amoníaco).
Las sinergias o efectos aditivos conjuntos con otros contaminantes ( ozono y CO 2 especialmente los que parecen estar aumentando en casi todas partes) son fuertemente sospechados pero con los mecanismos toxicológicos y ecotoxicológicos aún poco conocidos.
En los animales, el amoníaco desempeña un papel tanto en la fisiología normal como en la anormal. Como contaminante del aire, afecta a los animales, más o menos dependiendo de la especie y la duración de la exposición. Dentro de la célula, como producto de desecho del metabolismo de los aminoácidos , es rápidamente tóxico para la célula y luego para el cuerpo. Por tanto, el organismo debe gestionarlo y eliminarlo.
Los dos intermedios más utilizados en el mundo animal son:
Nota: la urea puede (re) fraccionarse en amoníaco y dióxido de carbono por la enzima ureasa presente en ciertas plantas (soja, frijoles), ciertos invertebrados y ciertas bacterias (en particular, que se encuentran en el rumen de los rumiantes , lo que explica que su estiércol y el estiércol son más amoniacales que en otras especies (la primera fuente antropogénica de amoniaco en el medio ambiente).
El amoníaco participa en los equilibrios ácido-base normales en los animales. Después de la formación de amonio a partir de la glutamina , el α-cetoglutarato se puede descomponer para producir dos moléculas de bicarbonato que se vuelven disponibles como "tampón" para los ácidos alimentarios. El amonio se excreta en la orina , lo que resulta en una pérdida neta de ácido.
El amoníaco puede difundirse más a través de los túbulos renales y combinarse allí con un ion hidrógeno, lo que permite una excreción adicional de ácido.
El amoníaco puede pasar al organismo humano, principalmente por inhalación, o en ocasiones es el resultado de una producción patológica del propio organismo (" intoxicación endógena ") tras una disfunción del riñón , el hígado , los músculos o el intestino ). Es “un gas particularmente tóxico. A una concentración de 500 ppm para una exposición de 30 min , produce efectos irreversibles. A una concentración de 3.400 ppm , es fatal en 60 minutos ” . Sin embargo, la exposición a dosis altas es rara (vinculada a un contexto industrial o accidental).
Sin embargo, la exposición crónica a dosis bajas afecta a una gran parte del mundo; en las regiones cultivadas, su principal fuente de NH 3 es el fertilizante nitrogenado ( “del 0 al 90% de la cantidad total de nitrógeno amoniacal suministrado puede evaporarse” en forma de amoniaco) y sus plantas de fabricación. En Europa, el amoníaco volatilizado perdido por los fertilizantes agrícolas (minerales y orgánicos) es después de la lixiviación la segunda fuente de pérdidas de nitrógeno. Hasta el 20% de los insumos de fertilizantes minerales (dependiendo de la forma, el suelo y las condiciones de los insumos) y hasta el 70% de la fracción amoniacal de la lechada se pueden perder en la atmósfera, en unos pocos días o unas semanas después de la aplicación, con 40 kg / ha y al año.
En patología humana y veterinaria, un aumento en el nivel de amoníaco en sangre es un signo de disfunción hepática . El NH 3 proviene naturalmente de la descomposición de los aminoácidos . Se transforma en urea en el hígado, para ser eliminada del cuerpo ( desintoxicación ) a través de la orina ; Por tanto, cualquier deterioro del funcionamiento del hígado conduce a un aumento del nivel de amoniaco en sangre. Y el exceso de amoníaco en la sangre puede provocar encefalopatía , con varios síntomas:
El amoníaco absorbido (o producido anormalmente) por el cuerpo induce:
El origen de la hiperamonemia puede ser directo (posiblemente adquirido genéticamente):
El origen también puede ser indirecto, con:
El nivel normal de amoníaco en sangre es de 11 a 45 µmol l -1 . Más allá de 50 µmol l -1 , podemos hablar de hiperamonemia (de unos cientos a más de 1000 µmol l -1 ) que puede desencadenarse por un cambio importante en la dieta, estrés significativo, infección.
Los síntomas son: dolor abdominal, hepatomegalia , citólisis , IHC con trastornos digestivos ( anorexia , disgusto por platos proteicos en particular carnes y pescados ), trastornos neuropsicológicos ( astenia , somnolencia , etc. ), trastornos del estado de ánimo , trastornos del comportamiento y de la personalidad ( irritabilidad, etc.), trastornos del habla , alucinaciones , ataques atáxicos o convulsivos y luego " coma hiperamonémico"). Estos síntomas no son específicos, el diagnóstico puede ser difícil de realizar. En adultos puede ser sugerido por retraso mental y / o psicomotor , trastornos del comportamiento, microcefalia con atrofia cerebral, dieta vegetariana ligada a una aversión a las proteínas, síndrome de Reye .
Al ser el amoníaco lábil , la muestra de sangre (al menos 1 ml de suero en tubo de heparina o con EDTA ) debe tomarse si es posible durante una crisis y transportarse rápidamente en hielo (en menos de 15 min ) luego centrifugar y decantar lo más rápido posible por un laboratorio notificado de su llegada. Se puede conservar durante 2 horas a 4 ° C o 48 horas a -20 ° C . La sangre venosa contiene de forma natural casi el doble que la sangre arterial o capilar, y el recién nacido produce de forma natural más (34-102 µmol l -1 para sangre venosa y 50 a 128 µmol l -1 para sangre arterial para un niño de tres días recién nacido) que el niño o el adulto.
Diagnóstico diferencialDebe eliminar:
Los adsorbentes comerciales utilizados en las máscaras de gas son carbón activado , a veces impregnado con óxidos de cobre . En 2017, todavía son moderadamente efectivos para el amoníaco. Se están estudiando varios adsorbentes microporosos para adsorber mejor el NH 3 : estos son los carbonos, las zeolitas y las estructuras organometálicas (MOF); algunos MOF tipo UiO-66 han demostrado ser efectivos en condiciones húmedas y secas).
Umbrales que no deben superarse en el trabajo: una directiva europea ha establecido umbrales de emisión que no deben superarse (techos) para reducir las emisiones europeas de NH 3 para 2010 y luego 2020. El NH 3 es uno de los principales precursores de partículas finas cuyos efectos negativos para la salud han ha sido ampliamente demostrado.
Para la exposición de los trabajadores y otros empleados de la industria, la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) y Canadá recomiendan no exceder:
El NH 3 se utiliza principalmente en la producción de fertilizantes ; El amoníaco (que contiene un 82% de nitrógeno) también se utiliza a veces como fertilizante de gas nitrógeno; luego se inyecta directamente en el suelo en forma de amoníaco licuado a presión. Al ser muy soluble en agua, gran parte del gas se disuelve en el agua del suelo.
En forma gaseosa, el amoníaco también se utiliza en la industria para la fabricación de explosivos .
El amoniaco es un ingrediente en la fabricación de diversos polímeros ( plásticos , fibras sintéticas , etc. ).
También se encuentra en los cigarrillos o el tabaco de pipa. Los fabricantes lo agregan durante la preparación del tabaco, porque al reaccionar con la nicotina ( alcaloide ), el amoníaco produce un compuesto nicotínico básico libre, que es aún más asimilable por el cuerpo que en su forma ácida. Esto multiplica enormemente el efecto adictivo de la nicotina en el cerebro; El fumador es, pues, prisionero de su adicción y fuertemente empujado a consumir cada vez más tabaco.
El amoniaco es un refrigerante con excelentes capacidades termodinámicas y térmicas, a pesar de las limitaciones que implica; luego designado por la referencia R717 .
El amoníaco se utiliza ampliamente en el sector de la refrigeración industrial en instalaciones de alta potencia (varios cientos de kW). Debido a su toxicidad, debe estar confinado a la sala de máquinas.
El amoníaco es un portador de energía porque permite transportar el hidrógeno en una forma cuyo almacenamiento es relativamente simple. Se quema con dificultad en el aire, pero la combustión se ve facilitada por la descomposición parcial al pasar sobre un catalizador . Puede ser utilizado como combustible en motores adecuados, sin embargo, aún quedan por resolver problemas de corrosión , catalizador , aditivos , emisiones no quemadas y contribución a la emisión de NOx contaminantes.
En 1872 , el Dr. Emile Lamm , dentista francés emigrado a Estados Unidos, presentó varias patentes para un motor amoniacal y pone este sistema bajo una línea de tranvías de Nueva Orleans .
Durante la Segunda Guerra Mundial , los vehículos (especialmente los autocares en Bélgica) funcionaban con amoníaco. En la década de 1960 , el ejército de los EE. UU. Se interesó en él como parte del concepto MED ( Mobile Energy Depot ) , que tenía como objetivo producir directamente combustibles en el campo de batalla a partir de reactores nucleares transportables.
En el XXI º siglo, el amoníaco es el sujeto de nuevos estudios para los motores convencionales sin emisión de CO 2y para el funcionamiento de pilas de combustible .
Su olor particular hace que sea fácil notificar una fuga de amoníaco, pero la búsqueda del punto de fuga en una instalación de amoníaco siempre debe realizarse utilizando un aparato respiratorio aislante debido a su muy alta toxicidad. En el pasado se utilizaba una varilla de azufre, que al encenderse en las inmediaciones de la emanación de amoniaco se produce un denso humo blanco que permite localizar el origen de la fuga; técnica ahora prohibida debido a su peligrosidad. La búsqueda de una fuga generalmente se realiza mediante detectores electrónicos o papeles empapados en fenolftaleína .
Excepto en dosis bajas, el amoníaco es un gas ecotóxico, acidificante y eutrófico. Alrededor de sus fuentes (la mayoría de las veces agrícolas), en forma de depósitos húmedos o secos, y a mayores o menores distancias según la cantidad de gas emitido, y según la humedad circundante, la fuerza y dirección del viento, contribuye a la acidificación de las lluvias , nieblas, nieblas, rocío (por ser muy soluble en agua) y del medio ambiente.
En aguas dulces o marinas, contribuye en particular a la proliferación de algas , contribuye al calentamiento.
Se deposita rápidamente sobre las cutículas de las hojas, donde también puede entrar por los estomas, y sobre el suelo, donde es un potente eutroficador .
También es fuente indirecta de partículas finas (del tipo PM2.5 (las más peligrosas porque penetran profundamente en el tracto respiratorio), lo que explica por qué la exposición crónica a ellas disminuye la esperanza de vida . Suspensión.
En cuanto a las construcciones ganaderas, suelen ser bajas, lo que favorece la precipitación cerca de ellas más que muy lejos, lo que se confirma con la observación de plantas nitrófilas (ortigas, paja y plantas herbáceas como Deschampsia flexuosa y Holcus lanatus ), que están más densamente presentes cerca un gallinero (en este caso ubicado en una zona templada cerca de un bosque de coníferas) cuyas emisiones de NH 3 alcanzaron 50 μg de amoníaco por metro cúbico de aire y cerca del cual los depósitos de nitrógeno superaron los 40 kg de N-NH 3 por hectárea por año) . Las hojas de los árboles e incluso más briofitas también ven aumentar su contenido de nitrógeno en los cientos o decenas de metros ubicados alrededor del edificio, especialmente bajo el viento predominante (el contenido de nitrógeno de las hojas de las briofitas aumenta a aproximadamente el 3% del peso seco de la hoja cuando el contenido de amoníaco en el aire excede de 20 a 40 μg / m 3 de aire. Estas modificaciones florísticas (nitrófilos más favorecidos) son, sin embargo, menos visibles tan pronto como uno se aleja de una cría (en promedio, el 90% de la flora volvió a ser normal a unos cincuenta metros de media alrededor del gallinero, sin embargo, las especies muy vulnerables a la eutrofización se encontraban en regresión visible hasta unos 300 m alrededor de las mismas granjas.
Se ha demostrado que las granjas también emiten amoníaco por la noche , pero que luego está menos disperso (en promedio, hay menos viento y menos turbulencias de aire durante la noche). El calor y la humedad del aire , que varían mucho en diferentes partes del mundo, también son factores que entran en juego.
Se han desarrollado modelos mecanicistas de dispersión y deposición de NH 3 ; todos muestran, al igual que las observaciones de campo, que la deposición seca acumulada puede variar desde unas pocas décimas de% hasta casi el 20% de la cantidad emitida 400 m aguas abajo de una fuente (estos parámetros varían principalmente según la altura de la fuente en relación con la cubierta vegetal, pero también según la estratificación térmica, la fuerza y dirección del viento).
El grado de “ contaminación ” de las plantas depende de las condiciones climáticas y de las interacciones con la resistencia estomática y cuticular de las hojas: cuando hace calor y está seco, es a través de los estomas que el amoníaco ingresa a la planta. Cuando el clima es fresco / húmedo, predomina la ruta cuticular (y aún se entiende poco).
En el mundo, las principales fuentes difusas de amoníaco se han convertido (abrumadoramente) en agricultura intensiva (cría intensiva , fertilizantes nitrogenados, esparcimiento), muy por delante del transporte (los vehículos equipados con convertidores catalíticos son fuentes de amoníaco. CITEPA). La contaminación difusa mal medida está relacionada con quemaduras (en la Francia metropolitana, el agotamiento se considera responsable del 0,2% de las emisiones) e incendios forestales, alcantarillado , suelo calentado y agua que pierde amoníaco. Datos satelitales recientes muestran que las fábricas de fertilizantes siguen siendo a menudo puntos críticos de emisiones intensas y, más localmente, ciertas plantas de tratamiento, ciertos lugares de almacenamiento de materia orgánica (purines, estiércol, desechos orgánicos) o muy localmente y ocasionalmente ciertas posiciones de unidades de metanización .
Según los estudios disponibles, a finales del siglo XX la agricultura se ha convertido en la fuente del 80 al 96% del amoniaco antropogénico. El uso de fertilizantes minerales nitrogenados para la fertilización (nitrato y / o amonio) provoca la volatilización de parte del amoníaco responsable según autores científicos del 15 al 20% de todas las emisiones, principalmente en áreas tropicales donde las condiciones meteorológicas favorecen este fenómeno. Por tanto, los países en desarrollo son los más afectados (el 80% de las emisiones procedían de él a finales de la década de 1990, según Bouwman y van der Hoek en 1997, lo que luego fue confirmado por datos satelitales).
Nota : dependiendo del clima, la época del año y el tipo de prácticas agrícolas que se apliquen allí, un campo o prado puede ser un "sumidero" o "fuente" de amoníaco para el aire y el suelo y el agua.
Como contaminante ambiental, el amoníaco fue ignorado durante mucho tiempo porque sus fuentes agrícolas están muy dispersas y daban la impresión de estar lejos o incluso sin efecto en áreas pobladas. Pero ahora se rastrea globalmente a distancia, en todo el planeta, en la columna de aire, gracias al interferómetro infrarrojo de sonda atmosférica (IASI, un sensor interferométrico ultrasensible, desarrollado por el Centro Nacional de estudios espaciales (CNES) y EUMETSAT ) a bordo de los satélites meteorológicos europeos MetOp y gracias a un satélite de la NASA (Nasa Aqua) cuantificando a gran escala el NH 3 en la atmósfera, mostrando un aumento constante de los niveles de amoniaco entre 2002 y 2016 en los centros agrícolas de Estados Unidos, China y India y un poco menos de Europa; Según la NASA, una pequeña parte de este aumento podría deberse a la química atmosférica (la lucha contra la lluvia ácida redujo efectivamente el nivel de SOx en el aire, pero esta última eliminó parte del amoniaco de la atmósfera antropogénica) y al calentamiento de los suelos ( que luego retienen menos amoníaco)
Ocho años de datos acumulados (2008-2016) permitieron al CNRS y a la Universidad Libre de Bruselas publicar en 2018 el primer mapa mundial del amoníaco atmosférico con un detalle sin precedentes (malla por km 2 ).
En 2018, en la revista Nature Van Damme et al. confirmó que la contaminación por nitrógeno por la ganadería intensiva había sido muy subestimada por los inventarios y mapas de contaminación del aire a escala planetaria; Esta contaminación también se ha vuelto crónica y catastrófica (en escalas casi continentales) en el norte de la India y el sur de África occidental (donde la nube de contaminación por nitrógeno se extiende ampliamente sobre el Océano Atlántico). En otros lugares, en los países ricos, las áreas fuertemente contaminadas por amoníaco son más pequeñas y se concentran en fábricas químicas o granjas industriales particularmente intensivas. Este trabajo confirma la responsabilidad principal de la ganadería intensiva y la producción industrial de fertilizantes (a partir del petróleo). También muestra que una gran cantidad de fuentes no habían sido identificadas previamente, debido a fallas de medición in situ . De las 248 grandes fuentes de NH 3 muy claramente visibles desde el satélite (con un diámetro de menos de 50 km ), dos tercios aún no habían sido identificadas por los Estados o las autoridades ambientales. 83 eran explotaciones ganaderas intensivas y 130 eran fábricas de fertilizantes. La región más emisora del mundo (principalmente fuentes agroindustriales) es el valle del Ganges, que emite 475 kg de NH 3 por segundo, o 1,1 × 10 17 moléculas por centímetro cuadrado ( Pakistán y el norte de la India ). Para el ganado, el récord es una emisión promedio de 0,81 kg / s , observada en las granjas gigantes de Bakersfield y Tulare ( California ) que albergan cientos de miles de vacas. En cuanto a la fábrica más contaminante (0,75 kg / s ), es un complejo químico de Uzbekistán , del valle de Ferghana , que fabrica fertilizantes en una región agrícola intensiva. El mapeo por satélite solo detectó un único foco natural, en Tanzania .
Los impactos toxicológicos del amoníaco parecen bastante conocidos, pero sus impactos ecotoxicológicos , además de los relacionados con su naturaleza básica o eutrófica, están menos estudiados.
Sabemos que :
En Francia, según CITEPA , las emisiones de amoniaco atmosférico han caído levemente en treinta años (de 1980 a 2012; en promedio 0,5% anual durante este período hasta alcanzar las 636.000 toneladas / año en 2012). El Protocolo de Gotemburgo establece una nueva reducción: –4% de 2005 a 2020, o 636.000 toneladas por año.
Contaminante transfronterizo : en Europa, con el EMEP ( Programa Europeo de Monitoreo y Evaluación ) y en aplicación de la convención de Ginebra conocida como la convención sobre contaminación atmosférica transfronteriza de largo alcance y su "protocolo" sobre acidificación, eutrofización y ozono y acidez de lluvia son monitoreados , centralizado para la parte francesa por EcoLab (Laboratorio de ecología funcional y medio ambiente), alberga el punto focal nacional responsable del modelado de cargas atmosféricas críticas).
En Francia, la acidez de las lluvias ha disminuido gracias a una fuerte reducción de las emisiones de dióxido de azufre (SO 2 ), pero su contenido de amoníaco no ha disminuido, alertó el Ministerio de Medio Ambiente en 2011, mientras que el Protocolo de la convención exige a los Estados signatarios. aplicar "las mejores técnicas disponibles para prevenir y reducir las emisiones de amoníaco enumeradas en el Documento de orientación V adoptado por el Órgano Ejecutivo en su 17ª reunión (decisión 1999/1) y cualquier enmienda relacionada", en particular mediante "buenas prácticas agrícolas respetuosas con el medio ambiente" . Su artículo 8 establece que las Partes desarrollarán "estrategias para reducir aún más las emisiones de azufre, óxidos de nitrógeno , amoníaco y compuestos orgánicos volátiles basados en cargas críticas y niveles críticos, así como en el progreso técnico, y modelos de evaluación integrados mejorados para calcular la asignación optimizada internacionalmente de reducciones de emisiones teniendo en cuenta la necesidad de evitar costos excesivos para cualquier Parte. Se debe dar especial importancia a las emisiones de la agricultura y el transporte ” .
En el caso de Francia, el segundo país europeo con mayor emisión de amoníaco detrás de la Federación de Rusia, el nivel de 1990 se había evaluado en 814.000 t de gas NH 3 por año, y la Convención de Ginebra requería que se redujera por debajo de un "techo" de 780.000 t / año . es decir, un esfuerzo del -4% mientras que a Eslovaquia, que emitió 62.000 t / año, se le pidió que redujera sus emisiones en un 37%.
Hay pocos datos disponibles sobre este tema en los ecosistemas porque el amoníaco no parece ser un producto muy presente en un ecosistema normal. Sin embargo, se ha demostrado que: