Ammoniac

GÉNÉRALITÉS :
Le gaz ammoniac est le résultat de la combinaison de deux éléments : un atome d'azote N et trois atomes d'hydrogène H, soit la formule NH₃.
Masse molaire 17,03 g mol^-1.
Ne doit pas être confondu avec l'ammoniaque ou hydroxyde d'ammonium (NH₄OH) qui est une solution aqueuse concentrée d'ammoniac : NH₃ + H₂O >>> [ NH₄⁺ , OH^- ]

L'ammoniac est un un gaz incolore à odeur piquante . Les émissions d’ammoniac NH3 sont issues principalement des activités agricoles (élevage et utilisation de fertilisants). Le NH3 est le principal contributeur aux phénomènes d’acidification des eaux et des sols et d'eutrophisation des milieux aquatiques. Il peut provoquer une irritation des muqueuses des yeux, de la trachée et des bronches. Les émissions de NH3 en France métropolitaine ont globalement diminué de 9% entre 1980 et 2005. Le secteur de l’agriculture est le principal émetteur sur cette période avec une part constante de 96% des émissions. Le niveau d’émission actuel est en deçà de l’objectif prévu en 2010 (protocole de Göteborg et directive 2001/81/CE).
Variation du NH3 dans l'atmosphère en France :

Propriétés.
Toxique par inhalation. Corrosif pour les yeux, le système respiratoire et la peau.

Aux conditions "normales" de pression, c'est un gaz plus léger que l'air : 0,73 kg/m3 (1013,25 hPa et 15 °C).

Il se liquéfie à T = -33.5 °C (P = 1atm). C'est aussi le point d'ébullition de l'ammoniac liquide.

Le point de fusion du NH3 solide (glace d'ammoniac) est de -78 °C (195 K), et donc c'est aussi le point de solidification du NH3 liquide.

Le Point Triple se situe à -77,75 °C (195,4 K) et P = 600 hPa (0,06 bar).

Le Point Critique se situe à Pc =11,28 MPa ( 112,8 bar) et Tc = 132,4 °C [405,55 K] .

Une fois dissous dans l'eau, le gaz ammoniac forme une base, l’ammoniaque (NH₄OH) :

Bien que des données existent sur l'inflammabilité de cette substance, il est difficile de l'enflammer à l'air et il est classé comme ininflammable. Mais peut former un mélange explosif avec l'air. Limites d'inflammabilité dans l'air (conditions normales TPN) : 15-30 %vol.
L'ammoniac se transporte habituellement à l'état liquide dans des cylindres sous pression.

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Diagramme de phases :

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Mélanges NH3/H2O :

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Quelques caractéristiques :

• Phase gazeuse :
  • Masse volumique de la phase gazeuse (1013,25 hPa, à 15 °C ) : 0,73 kg m3^-1
  • Equivalent gaz/liquide (1013,25 hPa et 15 °C) : 1 m3 de gaz (0,73 (kg) > 0,001055 m3 de liquide
  • Volume spécifique (1013,25 hPa, à 21 °C ) : 1,411 m3 kg^-1
  • Chaleur spécifique à pression constante (Cp) (1013,25 hPa et 25 °C) : 37 J/(mole.K)
  • Viscosité (1013,25 hPa, à 0 °C ) : 0,000098 Poise
  • Conductivité thermique (1013,25 hPa, à 0 °C ) : 22,19 mW/(m.K)
    
  • Solubilité dans l'eau (1013,25 hPa, à 0 °C ) : 862 vol/vol (862 litre dans 1 litre d'eau, à 0°C et 1 atm).
     
• Phase liquide :
  • Masse volumique de la phase liquide (1013,25 hPa, au point d'ébullition) : 682 kg m3^-1
  • Equivalent liquide/gaz (1013,25 hPa et 15 °C) : 1 m3 d'NH3 liquide > 947 m3 de gaz [691,31 kg] )
  • Point d'ébullition (1013,25 hPa) : -33,5 °C (239,65 K)
  • Chaleur latente de vaporisation (1013,25 hPa, point d'ébullition de -60,2 °C) : 1371,2 kJ kg^-1
  • Pression de vapeur (à 21 °C) : 8880 hPa (8,88 bar).
    
• Phase solide (glace) :
  • Point de fusion : -78 °C (195 K)
  • Chaleur latente de fusion (1013,25 hPa, au point triple) : 331,37 kJ/kg
    
• Température d'auto-inflammation : 630 °C (903 K)
  
  

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  Utilisations.
  Industrie chimique : l'ammoniac est le produit de base dans la synthèse de l'acide nitrique.
  Laboratoires et analyses : l'ammoniac est utilisé pour calibrer les analyseurs d'impuretés en trace, les analyseurs de contrôle de l'environnement , les analyseurs de contrôle des atmosphères de travail ou des procédés en pétrochimie.
  Electronique : dans la fabrication des semi-conducteurs et des nouveaux matériaux, l'ammoniac est utilisé pour le dépôt de couches de nitrure de silicium Si3N4) par dépôt chimique en phase gazeuse (CVD).
  Environnement : l'ammoniac est un fluide réfrigérant utilisé à la place de certains chlorofluorocarbures (fréons) pour certains réfrigérateurs.
  
  Divers.
  Utilisé comme fluide frigorigène, sous la dénomination R717 (les fluides frigorigènes d'origine inorganique sont répertoriés dans la série des 700)
  
  Effet sur l'homme.
  Seuil de toxicité dans l'air = 18 mg NH3 / m3 d'air (selon G.Leonardos & D.Kendall - Air Pollution Control - 1991).
  L'inhalation de quantités élevées conduit à des spasmes bronchiques et à des oedèmes du larynx.
  
  Lien (canadien) sur ce sujet.
  
  Téléchargement des Fiches Techniques de Sécurité ( fichier .pdf, ici )

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