Номер 3, страница 17, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. На первых установках аммиак удаляли из газовой смеси, растворяя его в воде. В чем состоят два существенных недостатка этого способа по сравнению с современным?

Растворение аммиака в воде для его удаления из газовой смеси является устаревшим методом, который имеет два существенных недостатка по сравнению с современным способом — сжижением (конденсацией) аммиака путем охлаждения газовой смеси под высоким давлением.

Первый недостаток заключается в том, что в результате растворения аммиака в воде получается не чистый продукт, а его водный раствор — аммиачная вода (гидрат аммиака $NH_3 \cdot H_2O$). Целевым продуктом промышленного синтеза является, как правило, чистый безводный аммиак ($NH_3$). Для его выделения из водного раствора требуется дополнительная, сложная и энергоемкая стадия — ректификация (перегонка). Это значительно усложняет и удорожает технологический процесс.

Второй недостаток связан с технологией рецикла непрореагировавших газов. В производстве аммиака по процессу Габера-Боша не вся исходная азотоводородная смесь превращается в аммиак за один проход через реактор. Непрореагировавшие азот ($N_2$) и водород ($H_2$) отделяют от аммиака и возвращают обратно в реактор (рецикл). При использовании водной абсорбции аммиака рециркулирующие газы насыщаются парами воды. Вода и кислородсодержащие соединения являются каталитическим ядом для железного катализатора синтеза аммиака. Следовательно, перед возвратом в реактор газ необходимо тщательно осушать, что требует дополнительного оборудования и затрат.

Ответ: Два существенных недостатка удаления аммиака растворением в воде по сравнению с современным методом сжижения:

1. Получение продукта в виде водного раствора, а не чистого безводного аммиака, что требует введения дополнительной энергозатратной стадии ректификации для его выделения.

2. Загрязнение непрореагировавших газов (азота и водорода) парами воды, которая является ядом для катализатора синтеза аммиака, что обуславливает необходимость сложной и дорогостоящей осушки газов перед их возвратом в цикл.