L'ammoniac et de
l'acide sulfurique sont deux des produits chimiques les plus largement utilisés
et sont fabriqués en grandes quantités dans le monde entier. Les deux ont une
variété d'utilisations, mais la connexion principale entre l'ammoniac et
l'acide sulfurique est due à leur utilisation dans l'industrie des engrais.
L'ammoniac est utilisé pour la production d'un certain nombre d'engrais, tels
que l’urée, le sulfate d'ammonium, le nitrate d'ammonium et, indirectement, les
autres engrais à base de nitrate. L'acide sulfurique est utilisé dans la
fabrication d'engrais «de superphosphate" et le sulfate d'ammonium obtenu
en le combinant avec de l'ammoniac.
La production
industrielle de l'ammoniac (NH 3) est réalisée essentiellement par le procédé
Haber-Bosch, dans lequel l'hydrogène et l'azote sont combinés directement par
chauffage sous pression avec un catalyseur - en général un mélange d'oxydes de
fer. La plupart de l'ammoniac est utilisé dans la production d'engrais. Le
catalyseur d'oxydation de l'ammoniac au dioxyde d'azote (NO 2) est aujourd'hui
le principal procédé industriel pour la fabrication d'acide nitrique, qui est
utilisé dans la production d'engrais à base de nitrate d'ammonium tels que le
sodium et le potassium nitrate. Le terme «ammoniaque», à proprement parler, se
réfère au composé pur, qui est un gaz à température ambiante, cependant, le
terme est souvent utilisé pour se référer à une solution de gaz ammoniac dans
l'eau.
Il existe deux
principaux procédés pour la production industrielle de l'acide sulfurique. Le
premier à être introduit implique l'oxydation du dioxyde de soufre - produite
par la combustion de soufre ou le chauffage des minéraux contenant du soufre, -
par le dioxyde d'azote (NO 2) par la réaction suivante: SO 2 + NO 2 -> SO 3
+ NO. L'oxyde nitrique (NO) produit par la réaction est oxydé en NO 2 en
arrière au contact de l'air, et peut donc être recyclé.
L'ammoniac est la
source de NO 2 pour cette réaction, est produit par oxydation catalytique selon
le procédé de production d'acide nitrique. Le trioxyde de soufre est ensuite
combiné avec de l'eau pour produire de l'acide sulfurique. La plus grande
partie de l'acide sulfurique fabriqué aujourd'hui, cependant, provient de
l'oxydation du dioxyde de soufre dans l'air en utilisant un catalyseur au
pentoxyde de vanadium.
Comme
l'ammoniac, l'une des principales utilisations de l'acide sulfurique est dans
la production d'engrais. Phosphate et la farine d'os d'animaux peuvent être
utilisés pour produire des "superphosphates" - phosphate monocalcique
- par la réaction: Ca 3 (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 -> 2CaSOsub> 4 + Ca (H 2 PO
4) 2. L'acide sulfurique et l'ammoniaque peuvent également être combinés pour
donner le sel de sulfate d'ammonium: 2NH 3 + H 2 SO 4 -> (NH4) 2SO 4. Ce sel
est un engrais importante, agissant comme une source d'azote et de soufre, et
d'aider à abaisser le pH des sols alcalins.
Une autre
connexion entre l'ammoniac et l'acide sulfurique se trouve dans l'industrie des
explosifs. Presque tous les explosifs militaires et commerciaux sont des
composés nitrés organiques, tels que le trinitrotoluène (TNT). Le procédé de
nitration comprend le remplacement d'un groupe hydroxyle (OH) dans le composé
organique par un groupe nitro (NO 2) et les groupes est habituellement
effectuée par traitement du composé avec un mélange d'acides nitrique et
sulfurique. Ce mélange donne la nitronium (NO 2 +) des ions pour le processus
de nitration. L'ammoniac est la principale matière première utilisée dans la
production d'acide nitrique.
L'ammoniac et
l'acide sulfurique sont également présents en tant que polluants dans
l'atmosphère. L'acide sulfurique est de l'oxydation naturelle de dioxyde de
soufre produit par la combustion de combustibles fossiles et par l'activité
volcanique. L'ammoniac provient de la décomposition de matières organiques
contenant de l'azote. Les deux peuvent se combiner dans l'atmosphère pour
produire des particules de sulfate d'ammonium par la même réaction que dans la
production industrielle de ce composé, ou pour produire du sulfate d'ammonium
et d'hydrogène - également connu comme le bisulfate d'ammonium - par la
réaction NH 3 + H 2 SO 4 - > (NH 4) 4 ASS. Ces composés sont très solubles
dans l'eau et ont donc tendance à absorber la vapeur d'eau atmosphérique, les
obligeant à agir en tant que noyaux de condensation; ainsi que d'autres
composés de particules dans l'atmosphère, naturels et artificiels, ils sont
pensés pour être un facteur important dans la formation des nuages .