В технології зв'язаного азоту розглядаються питання виробництва аміаку.
Моделювання цього процесу в навчальній лабораторії пов'язане з певними труднощами, тому що отримання аміаку вимагає високих тисків. У лабораторії аміак збирають при атмосферному тиску і високих температурах, що призводить до десятих часток виходу цільового продукту.
Мета роботи: отримати азотоводородной суміш і аміак.
Реактиви: цинк; соляна кислота, розведена дистильованою водою в об'ємному співвідношенні 1: 1; хлорид амонію; нітрит натрію (калію); каталізатор - відновлене залізо (нікель); азбест; фенолфталеин.
Обладнання: установка для отримання аміаку, прилад Кирюшкина, пробірка з газовідвідною трубкою, катализаторная трубка, колба-приймач на 100 мл, спиртівки (2 шт.).
Порядок виконання роботи: для синтезу аміаку збирається установка, представлена на малюнку 6.
Мал. 6. Установка для отримання аміаку.
Прилади 1 і 2 збирають заздалегідь. У прилад 1 наливають 5-7 мл соляної кислоти, а на гумову прокладку поміщають 10-12 гранул цинку. У прилад 5 поміщають ретельно перемішану суміш солей нітриту натрію (калію) і хлориду амонію (по 2 г кожної солі). При нагріванні суміші солей поряд з азотом утворюються пари води, які конденсуються в верхній частині пробірки. Тому прилад 2 розташовується горизонтально, щоб скло не тріснуло в результаті стікання води з верхньої частини пробірки на розігріту спиртівкою нижню частину. Безвідмовність роботи контактного приладу 3 залежить від ретельного приготування каталізатора. Для цього необхідно відновлене залізо (нікель) добре перемішати з азбестом в об'ємному відношенні 1: 1, що збільшує поверхню контакту каталізатора з азотводородной сумішшю. Катализаторная суміш укладається в скляну трубку (краще кварцову) суцільним кільцем, обмеженим з двох сторін шматочками скловати. Трубку слід закрити з обох кінців гумовими трубками. У колбу-приймач 4 наливається дистильована вода з декількома краплями фенолфталеїну для виявлення аміаку. Після того, як установка зібрана і готова до роботи, необхідно почати прогрів каталізатора полум'ям спиртівки протягом 5-7 хвилин. Потім опустити гранули цинку в соляну кислоту в приладі 1, виділяється водень поступово почне витісняти повітря з установки. Після перевірки газу на чистоту можна приступити до нагрівання солей в приладі 2, в результаті якого виділяється азот. Суміш азоту з воднем в присутності каталізатора реагують з утворенням аміаку, про що свідчить малинова забарвлення води в колбі-приймачі 4.
Для завершення роботи спочатку виймають газовідвідну трубку з колби-приймача і відставляють його в сторону, потім гасять спиртівки і установка охолоджується до кімнатної температури, після чого її розбирають і миють. Якщо не прибрати колбу-приймач, а спочатку погасити спиртівку, то утворився вакуум при охолодженні установки миттєво затягне холодну воду з колби-приймача в розігріту катализаторную трубку, що призведе до її розтріскування.