Fritz Haber (1868. – 1934.g.), njemački kemičar, s Karlom Boschom ostvario sintezu amonijaka (Haber-Boschova sinteza). Dobio je Nobelovu nagradu 1918.g.
U laboratoriju se amonijak dobiva reakcijom jakih baza s amonijevim spojevima.
Amonijak je uz sumpornu kiselinu najvažniji produkt kemijske industrije, a dobiva se Habber-Boschovim postupkom – katalitičkom sintezom iz elemenata.Reakcija je povratna i egzotermna.
Sirovine za ovu sintezu su jeftine i praktički neiscrpive jer se dušik dobiva iz zraka, a vodik iz prirodnog plina. Miješanjem dušika i vodika u volumnom omjeru 1:3 dobije se sintezni plin iz kojeg se proizvodi amonijak.
Iz navedenih podataka možemo zaključiti da boljem iskorištenju reakcije pogoduje niža temperatura, a jer se tijekom reakcije smanjuje broj čestica, iskorištenju reakcije pogoduje viši tlak.
S obzirom na brzinu reakcije i njeno iskorištenje, najpogodniji su uvjeti proizvodnje amonijaka temperatura 550 °C i tlak 150-400 bara. Kao katalizator rabi se smjesa željezova i aluminijeva oksida i spojeva alkalijskih metala.
Zagrijavanjem smjese amonijeva klorida i kalcijeva hidroksida, nastaje amonijak, koji dalje pri povišenoj temperaturi reducira bakrov(II) oksid u bakar, dok se amonijak pritom oksidira u elementarni dušik.
Amonijak neutalizacijom s kiselinama daje amonijeve soli, primjerice:NH3 + HCl --> NH4ClNH3 + HNO3 --> NH4NO32 NH3 + H2SO4 --> (NH4)2SO4
Amonijak je redukcijsko sredstvo. Pri povišenoj temperaturi može reducirati neke metalne okside do elemenata.
Amonijeve soli rabe se uglavnom kao mineralno gnojivo.
Dušična kiselina je uz amonijak najvažniji spoj dušika. Jedna je od najvažnijih industrijskih kiselina i proizvodi se u velikim količinama iz amonijaka. Njemački kemičar i filozof Wilhelm Ostwald (1853. – 1932.), jedan je od osnivača fizikalne kemije i utvrdio je uvjete pod kojima se amonijak može u industrijskim količinama prevesti u dušićnu kiselinu. Proces se odvija u tri faze.
U prvoj fazi procesa amonijak se oksidira u bezbojni plin, dušikov(II) oksid.
4 NH3 + 5 O2 --> 4 NO + 6 H2O
Iako je reakcija egzotermna, pri temperaturi 25 °C vrlo je spora pa se rabi katalizator (Pt-Rh-mrežica) ugrijan na 900 °C. Kod ovakvih uvjeta iskoristivost reakcije je 98%.
U drugoj fazi dušikov(II) oksid reagira s kisikom i nastaje crvenosmeđi plin (dušikov(IV) oksid).
2 NO + O2--> 2 NO2(g)
Treća faza Ostwaldovog procesa je reakcija dušikova(IV) oksida s vodom:
3 NO2 + H2O --> 2 HNO3 + NO
Nastali plinoviti dušikov(II) oksid se okdidira ponovo u dušikov(IV) oksid, reciklira i koristi dalje u procesu proizvodnje. Ovim postupkom dobiva se kiselina masenog udjela 50%. Veća koncentracija kiseline, do 68%, može se dobiti naknadnom frakcijskom destilacijom.
Čista dušićna kiselina (w=100%) je bezbojna hlapljiva tekućina (tv=83 °C), neugodna mirisa. Na zraku se, već pri sobnoj temperaturi, pod utjecajem svjetlosti raspada.
4 HNO3 --> 4 NO2(g) + 2 H2O + O2(g)
Zbog nastalog dušikova dioksida oboji se žutosmeđe i naziva se dimeća dušićna kiselina.
Dušićna kiselina je jaka kiselina i jako oksidacijsko sredstvo.
HNO3 --> H+(aq) + NO3-(aq)
Koncentrirana dušićna kiselina zbog jakog oksidacijskog djelovanja pasivira neke metale (primjerice: željezo, aluminij i krom) stvaranjem zaštitne oksidne prevlake. Koncentrirana HNO3 prevozi se u željeznim ili aluminijskim spremnicima.
Reagira sa svim metalima osim zlata, platine, iridija i rodija. Zlato se otapa u smjesi koncetrirane dušićne i klorovodične kiseline volumnog omjera 1:3. Nastalu smjesu nazivamozlatotopka ili„carska voda“.
Au + 4 HCl + HNO3 --> HAuCl4 + NO + 2 H2O
Koncentrirana dušićna kiselina može osim metala oksidirati i nemetale (primjerice sumpor i fosfor) u odgovarajuće kiseline.
S(s) + 6 HNO3 --> H2SO4 + 6 NO2(g) + 2 H2OP4(s) + 20 HNO3 --> 4 H3PO4 + 20 NO2(g) + 4 H2O
Djelovanjem dušićne kiseline na metale, okside metala, hidrokside i karbonate nastaju soli dušićne kiseline – nitrati koji također djeluju kao oksidansi. Dušićnu kiselinu ubrajamo među najvažnije industrijske kiseline, jer se koristi za dobivanje nitrata, za nitriranje organskih spojeva (koji su često eksplozivni, pa se i rabe kaoeksplozivi, npr. trinitrotoluol (TNT) initroglicerin), u industriji boja i farmaceutskoj industriji te u proizvodnji mineralnih gnojiva, što je jedna od najvažnijih primjena, itd.
