Аммиак является одним из важнейших продуктов химической промышленности, который служит исходным материалом для многих химических процессов.
Большая часть производимого аммиака перерабатывается в удобрения, остальное используется в химической промышленности, производства пластмасс и синтетических волокон.
В качестве удобрения можно непосредственно использовать водный раствор аммиака (аммиачная вода), но обычно аммиак применяют в форме солей аммония, нитратов или амидов.
Использование удобрений в сельском хозяйстве
В 19 веке повсеместно признали важность достаточного снабжения растений азотом, фосфором и калием (так называемыми макроэлементами) для их полноценного роста и развития.
Согласно принципу «минимума микроэлементов», все они должны находиться в определенном отношении друг к другу, дефицит одного питательного вещества не может быть компенсирован переизбытком другого.
В прошлом питательные вещества обеспечивались только за счет органических удобрений (навоза и растительных отходов). Но растущий спрос на продукты питания потребовал дополнительного снабжения почвы минеральными удобрениями.
Примерно с 1830 года природный азот из месторождений в Чили стал использоваться в качестве удобрения. Тем не менее, данные природные месторождения имеют ограниченные запасы, и достаточно длинный логистический путь до конечного пользователя. Других природных залежей азотных соединений в мире не существует. Поэтому технический синтез аммиака позволил производить азотные удобрения в крупных промышленных масштабах.
Азотные удобрения
Мировое потребление азотных удобрений в конце 20-го века составляло около 80 миллионов тонн.
Промышленные азотные удобрения могут содержать азот в аммиачной форме (аммиак, соли аммония), в нитратной форме или в форме амида (мочевина, цианамид кальция). Растения могут использовать азот как в форме аммония, так и в форме нитрата.
Нитрат-ионы очень быстро влияют на баланс азота для растений. С другой стороны, они не связаны в почве как анионы и могут легко вымываться. Это означает, что подземные воды могут быть сильно загрязнены вредными нитратами при чрезмерном применении азотных удобрений.
Ионы аммония связаны компонентами почвы (гуминовыми веществами) и поэтому не могут быть легко вымыты. Однако сначала они должны быть окислены почвенными бактериями до нитрат-ионов, чтобы растения могли их усваивать. Поэтому они кажутся более экологичными по сравнению с нитратами.
Аммиачная вода
Аммиачная вода очень популярна в качестве удобрения в некоторых странах (например, в США). Недостатком ее применения является вред для здоровья и экологии, а также риск потерь от испарения.
Сульфат аммония
Сульфат аммония является побочным продуктом многочисленных процессов (например, на коксохимических заводах при десеризации дымовых газов). Поскольку серная кислота выделяется при ее использовании в почве, это может привести к подкислению почвы, поэтому в настоящее время данное удобрение стараются не использовать.
Аммиачная селитра
Аммиачная селитра является концентрированным азотным удобрением. Но она имеет тенденцию к слипанию и может при определенных условиях взрываться.
Мочевина
Мочевина является наиболее распространенным азотным удобрением (доля составляет более 50%). Она имеет высокое содержание азота и может служить долгосрочным удобрением в почве.
Поскольку гидролиз до аммиака происходит под влиянием фермента уреазы, то скорость разложения может быть снижена за счет добавок торможения активности уреазы.
В дополнение к отдельным удобрениям, содержащим только одно питательное вещество, также используются многокомпонентные удобрения (например, фосфат аммония).
