Azane

 Ne doit pas être confondu avec Ammoniaque.

Ammoniac
Structure de l'ammoniac
Général
Nom IUPAC	ammoniac
Synonymes	azane nitrure d'hydrogène esprit alcalin (volatil)[1]
No CAS	7664-41-7
No EINECS	231-635-3
SMILES	N eMolecules PubChem
InChI	InChI=1/H3N/h1H3
Apparence	gaz comprime liquefie, incolore, d'odeur acre.[2]
Propriétés chimiques
Formule brute	H3NNH3
Masse molaire	17,0305 g∙mol-1 H 17,76 %, N 82,25 %,
Propriétés physiques
T° fusion	-78 °C[2]
T° ébullition	-33 °C[2]
Solubilité	dans l'eau à 20 °C : 54 g/100 ml[2]
Masse volumique	(eau = 1) : 0.7 à -33 °C[2], 0,6813 (gaz)
T° d’auto-inflammation	651 °C[2]
Limites d’explosivité dans l’air	Inférieure : 15,5 (Weiss, 1985) Supérieure : 27 (Weiss, 1985)
Pression de vapeur saturante	à 26 °C : 1013 kPa[2]
Thermochimie
S0gaz, 1 bar	192,77 J/mol·K
ΔfH0gaz	-45,9 kJ/mol
ΔfH0liquide	-40,2 kJ/mol
Précautions
Directive 67/548/EEC
T N
Numéro index : 007-001-00-5 Classification : R10 - T; R23 - C; R34 - N; R50 Symboles : T : Toxique N : Dangereux pour l`environnement Phrases R : R10 : Inflammable. R23 : Toxique par inhalation. R34 : Provoque des brûlures. R50 : Très toxique pour les organismes aquatiques. Phrases S : S9 : Conserver le récipient dans un endroit bien ventilé. S16 : Conserver à l’écart de toute flamme ou source d’étincelles - Ne pas fumer. S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S46 : En cas d’ingestion, consulter immédiatement un médecin et lui montrer l’emballage ou l’étiquette. S61 : Éviter le rejet dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité. S1/2 : Conserver sous clef et hors de portée des enfants. S36/37/39 : Porter un vêtement de protection approprié, des gants et un appareil de protection des yeux/du visage.
Phrases R : 10, 23, 34, 50,
Phrases S : 1/2, 9, 16, 26, 36/37/39, 46, 61, [3]
Transport
-    1005    Numéro ONU : 1005 : AMMONIAC ANHYDRE
NFPA 704
1 3 0
SIMDUT[4]
A, B1, D1A, E, A : Gaz comprimé tension de vapeur absolue à 50 °C = 2 070 kPa B1 : Gaz inflammable limite d'inflammabilité - gamme de concentration = 13 % D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves létalité aiguë : CL50 inhalation/4 heures (souris) = 2 115 ppm E : Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses : classe 8 Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients Commentaires : Tel que présenté dans l'interprétation d'une politique de Santé Canada, le symbole de danger D1 (tête de mort) n'a pas à apparaître sur l'étiquette du fournisseur. Cependant, tous les dangers pour la santé et la sécurité que présentent ce produit doivent être divulgués sur l'étiquette et la fiche signalétique.
SGH[5]
Danger H221, H314, H331, H400, H221 : Gaz inflammable H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H331 : Toxique par inhalation H400 : Très toxique pour les organismes aquatiques
Inhalation	Les vapeurs sont très irritantes et corrosives
Peau	Les solutions concentrées peuvent provoquer des brûlures
Yeux	Dangereux, Irritation
Ingestion	L'ingestion peut provoquer des brûlures de la bouche, langue, œsophage
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH₃ (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base trigonale : l'atome d'azote (N) est au sommet et les trois atomes d'hydrogène (H) occupent les trois coins (sommets) de la base triangulaire équilatérale.
En réalité, l'atome d'azote vibre entre cette position « au sommet » de la pyramide, et du sommet opposé. Traversant ainsi la base triangulaire des hydrogène selon une fréquence fondamentale de 24 GHz. Ce qui a été utilisé dans les premières horloges atomiques.

Dans les conditions « ambiantes », il se présente sous la forme d'un gaz incolore (produisant une fumée de condensation à haute concentration) et dégageant une très désagréable odeur putride.

Nomenclature

D'après la nomenclature IUPAC, l'ammoniac est le plus simple des Azanes^[6], ou hydrures d'azote acycliques.

Production industrielle

La production industrielle de l'ammoniac se fait essentiellement par synthèse directe à partir de dihydrogène et de diazote (procédé Haber-Bosch). Le diazote est fourni par l'air et le dihydrogène par vaporéformage du méthane (gaz naturel).

Qui peut se décomposer en :

Production de dihydrogène par vaporéformage (voir l'article dihydrogène) :

Synthèse de l'ammoniac :

Ancienne méthode de fabrication

Anciennement, l'ammoniac était obtenu par distillation du purin et du fumier.

Au début du XX^e siècle, différents procédés de synthèse ont été imaginés.
L'un d'entre eux se base sur l'hydrolyse de la cyanamide calcique, elle-même obtenue à partir du carbure de calcium.

L'autre utilise l'hydrolyse du nitrure d'aluminium, lui-même produit par nitruration à haute température de l'alumine.

Il faudra attendre 1913 pour voir apparaitre le procédé Haber-Bosch encore employé au XXI^e siècle.

Propriétés physicochimiques

• Odeur : très âcre et facilement reconnaissable, nocif par inhalation (mortel à hautes doses).

• Inflammabilité et explosibilité : sous forte pression, l'ammoniac peut former un mélange explosif avec les huiles de lubrification, le mélange air-ammoniac s'enflamme et explose violemment.

• Surchauffe de compression : la valeur élevée du rapport α=Cp/Cv = 1,335 à 0 °C limite rapidement le taux de compression admissible du fait des hautes températures des vapeurs de refoulement, températures qui risqueraient au-delà d'une température de 120 °C une altération des huiles de lubrification et la formation d'un mélange détonant.

• Corrosion des métaux, joints et lubrifiants : attaque le cuivre et tous ses alliages. C'est la raison pour laquelle les installations frigorifiques fonctionnant à l'ammoniac sont réalisées avec des tuyauteries en acier.

• Miscibilité et solubilité : très soluble dans l'eau et non miscible avec les huiles naphténiques et les huiles de synthèse. Lorsqu'il est dissout dans l'eau, le gaz ammoniac forme une solution aqueuse de ce gaz, nommée l’ammoniaque, et donne lieu à un équilibre peu dissocié ; il se formerait alors de l'hydroxyde d'ammonium de formule NH₄OH. L'ion ammonium NH₄⁺ comporte alors un atome d'hydrogène aux quatre sommets du tétraèdre. L'existence de l'hydroxyde d'ammonium est remise en question, à cause de la qualité d'acide de Lewis de l'ion ammonium.^{[réf. nécessaire]}

Utilisations

Sous forme gazeuse, l'ammoniac est utilisé par l'industrie pour la fabrication d'engrais, d'explosifs et de polymères. L'ammoniac gazeux, qui donne 82 % d'azote, sert aussi d'engrais azoté ; il est injecté directement dans le sol sous forme d'ammoniac liquéfié sous pression.

On le trouve aussi dans la cigarette. Les fabricants l'ajoutent à la préparation du tabac en raison de sa faculté à faciliter et augmenter l'absorption de la nicotine, composé addictif du tabac.

Réfrigération

L'ammoniac est utilisé comme fluide frigorigène et est désigné par la référence R717.

• La lettre R signifie réfrigérant.
• 7 : les fluides frigorigènes d'origine inorganique sont répertoriés dans la série des 700. Le chiffre des centaines est donc un 7.
• 17 : le chiffre des dizaines et celui des unités ici représentent la masse molaire de la molécule à savoir M(NH₃)=17,0 g.mol^-1.

Carburant

L'ammoniac est un vecteur énergétique car il permet de transporter de l'hydrogène sous une forme dont le stockage est relativement simple. Il brûle difficilement dans l'air mais la combustion est facilitée par une décomposition partielle par passage sur un catalyseur.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, des véhicules (notamment des autocars en Belgique) ont fonctionné avec de l'ammoniac. Dans les années 1960, l'armée américaine s'y est intéressée dans le cadre du concept MED (Mobile Energy Depot) qui visait a produire directement les carburants sur le champ de bataille à partir de réacteurs nucléaires transportables.^{[réf. souhaitée]}

Au XXI^e siècle, l'ammoniac fait l'objet de nouvelles études pour des moteurs classiques sans émissions de CO₂ et pour le fonctionnement de piles à combustible.

Détection des fuites

Du fait de son odeur particulière, une fuite d'ammoniac est facilement identifiable à l'odorat. Techniquement, on utilise une baguette soufrée, qui enflammée au voisinage d'émanation d'ammoniac produit une fumée blanche dense permettant ainsi de localiser l'origine de la fuite. La recherche de fuite sur une installation ammoniac ne peut se faire qu'à l'aide d'un ARI (appareil respiratoire individuel) du fait de sa très forte toxicité.

Phrases de risque et conseils de prudence selon l'INRS

T-Toxique

N-Dangereux pour l'environnement

R10 – Inflammable.

R23 – Toxique par inhalation.

R34 – Provoque des brûlures.

R50 – Très toxique pour les organismes aquatiques.

S9 – Conserver le récipient dans un endroit bien ventilé.

S16 – Conserver à l’écart de toute flamme ou source d’étincelle. Ne pas fumer.

S26 – En cas de contact avec les yeux laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste.

S36/37/39 – Porter un vêtement de protection approprié, des gants et un appareil de protection des yeux/du visage.

S45 – En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible lui montrer l’étiquette).

S61 – Ne pas rejeter dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales / la fiche de données de sécurité.

Référence ONU pour le transport des matières dangereuses

• Classe 2
  • numéros :
    • 1005 (ammoniac anhydride)
    • 3318 (ammoniac en solution aqueuse de densité inférieure à 0,880 à 15 °C contenant plus de 50 % d'ammoniac)
    • 2073 (ammoniac en solution aqueuse de densité inférieure à 0,880 à 15 °C contenant plus de 35 % mais au maximum 50 % d'ammoniac)
• Classe 8
  • numéro 2672 (ammoniac en solution aqueuse de densité comprise entre 0,880 et 0,957 à 15 °C contenant plus de 10 % mais au maximum 35 % d'ammoniac)

Liens sécurité

• (fr)Fiche toxicologique de l'INRS
• (fr)Fiche internationale de sécurité

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• ammoniaque
• amine
• amidure
• Biochimies hypothétiques

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