液氨liquefied ammonia

在高压下呈液态的氨(NH₃)。又称无水氨，是含氮最高的氮肥品种。
液氨含氮量高，在制造过程中无需耗酸和费时耗电，每单位氮成本比固体氮肥低。20世纪30年代，美国等国首先把液氨应用于柑橘及大多数农作物，获得良好的肥效。70年代以后，液氨在美国、澳大利亚、加拿大、丹麦等国的施用更为广泛。80年代中期，北美洲液氨的施用量已占全年氮肥总量的60%以上。然而，由于贮运和施用液氨需要有特殊的机械设备和技术，费用较高，故目前液氨所占世界氮肥总量的比例仍然很低。中国从80年代才开始使用少量液氨。
制造方法 由一个原子氮和三个原子氢在高温高压下直接催化合成，合成氨的产品就是液氨；将气态氨(NH₃)在常温和6×10⁵帕～7×10⁵帕的气压下液化，也得液氨。生产合成氨首先要制氮、氢原料，然后才进行氨的合成。其所需的氮均取自空气，氢来源于水或含有烃类的各种固、液、气态燃料（见氮肥）。
理化性质 为无色液体，有辣臭，不含副成分，含氮(N)82%；液氨的冰点低(-7.7℃)，沸点更低(-33℃)，而在常温下氨的分压很高，在15℃时为74×10⁴帕，20℃为874×10³帕，故极易挥发。液氨比重小，1立方米的重量为0.62吨，1吨肥料所占体积为1.59立方米。挥发的气态氨对人畜器官有刺激性和毒性。且随着浓度的增加，其毒性也增大(表1)。
纯氨对钢等大部分物质均无腐蚀作用，但氨与水或氧混存时，则对铜及其合金有严重的腐蚀性。在某些特定条件下，液氨还具有燃烧爆炸性。如当氨罐残存氨气时遇明火，或与氯、溴、碘等气体混合都易发生爆炸反应(2NH₃+3C1₂6HCl+N₂)。
按照中国国家标准(GB536-65)规定，生产的液氨产品必须符合表2要求。

表1 氨对人体的影响及有关规定

氨蒸气		一般反应	接触时间
mg/kg	%
50	0.005	大多数人觉 察氨味	长时间，反复接触 无害
100	0.01	一般操作人 员无不适感觉	8小时(h)接触的最 大允许浓度
400～700	0.04～0.07	鼻喉受刺激、 眼睛流泪	偶尔短时间(1h)接 触无严重损害
2000～3000	0.2～0.3	抽搐性咳嗽， 眼睛严重刺激	不允许接触，短时 间接触可能有危险
5000～10000	0.5～1.0	呼吸痉挛，很 快窒息	不允许接触，很危险

表2 中国产液氨的质量标准

指 标(%)	一级品	二级品
NH3 水分和油类含量	≥99.8 ≤0.2	≥99.5 ≤0.5

与固体氮肥比较，液氨在土壤中的转化有以下几个特点：❶液氨施入土壤后的初期，首先由液体变为气体（随后大部分溶于水），且随着气氨的膨胀和扩散，环绕施肥带形成一个圆柱体，大大增加了氨与土壤的接触面积和土壤的供氮强度。该区域的大小视土壤性质、注射间距和液氨施用量等而定；
❷在其吸持带内氨的浓度和pH值分布不均匀，以氨释放中心点为最高，并随着距离的增加而下降(图1)。同时，由于不同距离内(NH₃)氨和pH值对硝化和亚硝化细菌等微生物活动影响程度的差异，其硝化速率的变化则由弱而强，因而亚硝酸盐(NO^-₂)的积累变化相应为由高到低；
❸在施肥带中氨的释放处，暂时会促使少部分有机质溶于水中，局部土壤结构破坏。使钙等元素有效性下降，种子萌发受到明显抑制等，但液氨又属良好非水溶剂，可增加磷等化合物的溶解度，同时又有抑制杂草作用；
❹扩散后气态氨，部分被土壤有机和无机胶体直接吸持，大部分很快溶于水并变成NH₃·H₂O和NH₄OH，然后又有部分再次呈NH₃态而直接挥发，其余的NH⁺₄-N除作物吸收以外，则分别通过阳离子代换被土壤胶体吸持。经置换作用后被粘土矿物晶格片层固定以及硝化作用转变为硝酸盐等。
液氨在土壤中的上述行为及其对土壤性质的影响程度，视土壤水分、质地、结构和散碎状态、施肥量和施肥深度等不同而异(图2)。例如土壤过干时，由于气体交换频繁，氨气易随着换气而逸失；土壤过湿时，则形成由蒸发引起的上行水，氨随水蒸气散失加快；如土壤质地越轻，对氨的吸持就减少，氨的挥发损失量也就越多。块状结构的土壤因有利于氨的扩散，加速氨与土粒表面的接触，相应地增加了土壤对氨的吸持，氨的挥发损失量反而比微团粒结构的少；土壤过于散碎，浅耕或有大土块存在等，都会减少氨的吸持而加大氨的挥发。

图1 与氨注射到土壤后扩散模式有关的pH轮廓线
(a)施用后的当时；(b)施用后的8个星期

施用技术 液氨的施用应遵守以下几条原则：❶在全面考虑作物产量及影响氮肥需要量的多种因子后，确定其合理施用量。
❷作基肥深施和早施要保证有充分的密封性。各国推荐的施肥深度不一，一般为12～18厘米，因土壤性质和作物种类而定。
❸应施足磷、钾、钙和锌等其它养分。
液氨适用于多种作物和土壤，但因其碱性强、易挥发，故更适用于酸性和中性土壤。作基肥深施时，应于播种或移栽前15天左右，土壤湿度适宜时施入土壤。施肥与种植的时间间隔时间短，或施用量增大时，需相应增加施肥深度。施用液氨须有专门的施肥机械，常用者有液氨施肥机和注射式施肥器。施肥机的主要部件有三个：贮槽、计量装置和施肥架。所有的贮槽都用不锈钢制作，其上设有安全阀；传统的计量装置有可变锐孔计量和计量泵计量两种，液氨通过计量装置从贮槽进入施肥架下部的施肥刀；施肥架是将液氨施入土壤的装置，其上安装施肥刀；刀上紧缚着通液氨小管，在刀将土壤翻转的同时，将液氨注入土壤。一般液氨在秋季用作基肥时，对来年春播作物不会发生伤害。液氨作追肥时，须采用专门的施肥机，并保证施肥带与植株保持至少10厘米的距离。液氨还可采用流水施和侧施等方法，即将少量的液氨通入流动的灌溉水中或结合中耕侧施于旱作行间。

图2 液氨及氨水的施用

液氨与有机肥配合作基肥，对于减少气态氨挥发损失和毒害作用，提高两者肥效等方面有较好的效果；此外，两者配合施用也利于防止因长期单施液体氨而造成的土壤酸化、板结、结构差等的不良作用。施用液氨时操作人员应戴皮手套、防氨口罩和保护眼睛。
贮存运输 液氨为有毒的液化气体，属危险物品。它具有较强的碱性、挥发性、腐蚀性、刺激性和易燃易爆性。在储运时，必须采用相应的安全设施和防护措施。装载液氨的容器，常用能耐3×103百帕气压的钢瓶，装罐定额在20℃时为0.157千克/升，也可用能耐20个大气压的槽车或贮运槽。各种容器在使用前都必须附加安全装置和试压证明。为防止燃烧爆炸，不得用装过氧气和氯气的钢瓶装运液氨；装过液氨的旧容器，也应在装罐前将罐内残留空气先排尽；装过其它气体的钢瓶，须先经过分析鉴定，并确定无其它残留气体后方可改装液氨。所有装有液氨的钢瓶等容器，其外壁应先涂上黄色油漆，然后用黑色油漆分别标明生产厂和产品名称、毛重等字样。装运槽车上相应标上“压缩气体”、“氨”、“有害”等注明。此外，在运输之前，液氨钢瓶要用橡皮圈套裹，以防剧烈撞击或震动。
在各种贮存和运输液氨过程中，应注意保持远离机仓、电源、火源、热源、卧室和厨房等重地。装卸时宜用抬架或搬运车，切忌撞击、拖拉和摔落等违章操作。液氨的贮存地点要求荫凉、低温、通风等。液氨罐应平卧堆放，安全帽应朝同一方向，不得堆放过高；万一发生漏气，应迅速将库门打开通风，并拧紧瓶阀或将其浸入水中。

液氨anhydrous ammonia

又称无水氨。由合成氨直接加压(1 519.8 kPa)液化而制成的液体氮肥。化学式为NH3。含氮量82%(N)，呈碱性，密度0.617，沸点-33℃，冰点-77.8℃，在常温下蒸气压高(20℃时780.2 kPa)，挥发性强，要用强耐压容器贮运和特制机具施用。施入土壤后变成氢氧化铵，可使土壤pH值暂时升高，随着NH⁺₄-N经硝化作用形成NO^-₂和NO₃^-,pH值下降。部分铵还可被黏土矿物晶格所固定。只作基肥用，宜深施入土15 cm以下，应早施，一般在作物播种、移栽前15天施用。肥效相当于等氮量的其他氮肥，在贮、运、施过程中，要注意安全，勿与皮肤接触，以免冻伤。

液氨yean

是一种良好的极性溶剂，但不如水。当它作为有机物的溶剂时，却比水优越。在液氨溶剂中，NH⁺₄ （如氯化铵） 是强酸，与水中的H₃O⁺相似，NH^-₂ （如氨基化钾） 是强碱，与水中的OH^-相似，这种相似性也可扩大到两性，例如，固态氨基化锌Zn(NH₂)₂既可与过量的NH⁺₄作用也可与NH^-₂作用，而溶于液氨中：
Zn(NH₂)₂(s)+2NH⁺₄（氨合）=Zn²⁺（氨合）+4NH₃
Zn(NH₂)₂(s)+2NH^-₂（氨合）=Zn(NH₂)^2-₄（氨合）

故氨基化锌为两性化合物，液氨是比水更强的亲质子试剂，弱酸在液氨中将变为强酸 （拉平效应）。液氨放出H⁺的倾向比水分子弱，碱金属的液氨溶液相当稳定。钠与液氨作用不象钠与水那样容易放出氢气，强热时可得氨基化钠：此反应可被铂黑或微量过渡金属离子所催化。将钠与液氨的溶液低温蒸发又可得到原来的碱金属。碱金属在液氨中的稀溶液呈深蓝色，导电性好，并且为强顺磁性。一般认为碱金属溶于液氨生成溶剂化的电子（氨合电子） 和金属正离子，如：

碱金属在液氨中的溶液具有强还原性，能将许多化合物还原为单质，如将银盐还原为单质银； 有时也还原为中间产物，如碘化铋BiI₃可被还原为金属及各种金属互化物 (如Na₃Bi,Na₃Bi₃); 硫与碱金属氨溶液作用可得各种硫化物，如M₂S₄,M₂S₂及M₂S。碱金属氨溶液由于具有强还原性，故可用于有机合成和无机制备。类似于水解反应，也有氨解反应，即氨参加的复分解反应，例如：

HgCl₂+2H₂O=Hg(OH)Cl(s)+H₃OCl(HCl)
HgCl₂+2NH₃＝Hg(NH₂)Cl(s)+NH₄Cl
SOCl₂（亚硫酰氯）+4H₂O=SO₂(OH)₂+2H₃OCl(HCl)
SOCl₂+4NH₃＝SO₂(NH₂)₂+2NH₄Cl
COCl₂（光气）+4H₂O=CO(OH)₂+2H₃OCl(HCl)
COCl₂+4NH₃＝CO(NH₂)₂ （尿素） +2NH₄Cl

氨解反应可以看做是以氨基取代其他化合物中的原子或基团的取代反应。