アンモニア溶液は、アンモニアを水に溶かした溶液です。アンモニア水、水酸化アンモニウム、アンモニア液、液体アンモニア、アクアアンモニア、水性アンモニア、または(不正確ではあるものの一般的に)単にアンモニアとも呼ばれます。NH₃ (aq)という記号で表されます。水酸化アンモニウムという名称は、[NH₄⁺ ] [OH⁻ ]という組成の塩を連想させますが、] NH 4 OHのサンプルを分離することは不可能です。イオンNH + 4と OH −は、極めて希薄な溶液を除いて、アンモニアの総量のかなりの割合を占めません。[ 6 ]
このような溶液の濃度はボーメ度(密度)の単位で測定され、26ボーメ度( 15.5 ℃または59.9 °Fで重量比で約30%のアンモニア)が典型的な高濃度市販製品である。[ 7 ]
水溶液中では、アンモニアは少量の水分子からプロトンを脱離させ、以下の平衡反応に従ってアンモニウムイオンと水酸化物イオンを生成する。
1 Mアンモニア溶液では、アンモニアの約 0.42% がアンモニウムに変換され、これは pH = 11.63 に相当します。これは、[ NH + 4 ] = 0.0042 M、[OH − ] = 0.0042 M、[NH 3 ] = 0.9958 M、pH = 14 + log 10 [OH − ] = 11.62 であるためです。塩基の電離定数は
他の気体と同様に、アンモニアは溶媒の温度が上昇するにつれて溶媒液体への溶解度が低下します。アンモニア溶液は、溶解したアンモニアの濃度が増加するにつれて密度が低下します。15.6 °C (60.1 °F) では、飽和溶液の密度は 0.88 g/ml です。これは質量で 35.6% のアンモニアを含み、溶液 1 リットルあたり 308 グラムのアンモニアを含み、モル濃度は約 18 mol /L です。温度が高くなると、飽和溶液のモル濃度は低下し、密度は増加します。[ 8 ] 飽和溶液を温めると、アンモニアガスが放出されます。
無水アンモニアとは対照的に、水性アンモニアは洗浄剤以外の用途ではほとんど利用されていない。
アンモニア溶液は、様々な表面や用途の洗浄剤として使用されています。水に溶かしたアンモニアは、単体で洗浄剤として販売されており、通常は単に「アンモニア」と表示されています。また、他の成分と混合された洗浄剤としても販売されています。無香料のもの、レモンの香りがするもの(通常は黄色)、松の香りがするもの(緑色)などがあります。石鹸が添加された市販のアンモニアは、「濁ったアンモニア」として知られています。
家庭用アンモニアの濃度は重量比で5%から10%です。[ 9 ]水性アンモニアは水に溶けた気体なので、表面から水が蒸発すると気体も蒸発し、表面に筋が残りません。最も一般的な用途は、ガラス、[ 10 ]磁器、ステンレス鋼の洗浄です。油汚れの除去に優れており、オーブン洗浄剤や、こびりついた汚れを落とすための浸け置き用製品に含まれています。専門家はまた、画面の反射防止コーティングや指紋防止コーティングを損傷する恐れがあるため、アンモニア系クリーナーを車のタッチスクリーンに使用しないように警告しています。 [ 11 ]
より高濃度の溶液(10%以上)は、業務用および工業用洗浄剤に使用されます。
米国の洗浄製品メーカーは、使用されている濃度を記載した製品の安全データシートを提供する義務があります。 [ 12 ]アンモニア溶液は危険な場合があります。これらの溶液は目や粘膜(呼吸器系および消化器系)を刺激し、皮膚にも多少の刺激を与えます。専門家は、有毒なクロラミンガスが発生する危険性があるため、この化学物質を漂白剤を含む液体に混ぜないように注意するよう助言しています。塩素を含む製品や家庭用漂白剤などの強力な酸化剤と混合すると、有毒なクロラミンガスが発生する可能性があります。 [ 13 ]
工業的には、無水アンモニアが一般的に好まれるものの、 水性アンモニアは一部のアルキルアミンの前駆体として使用できる。ヘキサメチレンテトラミンは水性アンモニアとホルムアルデヒドから容易に生成される。 エチレンジアミンは1,2-ジクロロエタンと水性アンモニアから生成される。[ 14 ]
20世紀初頭には、水-アンモニア系を用いた蒸気吸収サイクルが普及し広く利用されていましたが、蒸気圧縮サイクルの開発後、その成績係数が低い(蒸気圧縮サイクルの約5分の1)ため、重要性を大きく失いました。吸収式冷凍機[ 15 ]とアインシュタイン冷凍機は、アンモニア溶液のこの応用例としてよく知られています。
アンモニアはクロラミンを生成するために使用され、クロラミンは消毒剤として利用されることがあります。[ 16 ]飲料水では、クロラミンは停滞した水道管内でより長く活性を保つことができるため、直接塩素消毒よりも好まれ、水系感染症のリスクを低減します。
アクアリストは、魚を入れないサイクリングと呼ばれるアンモニアプロセスを使用して新しい水槽を立ち上げる目的でアンモニアを使用します。[ 17 ]この用途では、アンモニアに添加物が含まれていないことが求められます。
ベーキングアンモニア(炭酸アンモニウムと重炭酸アンモニウム)は、初期の化学膨張剤の1つでした。鹿の角から得られました。[ 18 ]炭酸アンモニウムは熱で活性化するため、膨張剤として有用です。この特性により、パンやクッキーを膨らませる際に、イーストの長い発酵時間と重曹の二酸化炭素の急速な放出の両方を避けることができます。現在でもアンモニアクッキーやその他のサクサクした焼き菓子を作るのに使用されていますが、アンモニアの不快な臭いと、現代のベーキングパウダー配合と比較して食品成分としての使用に対する懸念から、人気は衰えています。欧州連合では食品添加物として使用するためにE番号E527が割り当てられています。
水酸化アンモニウムは、食品中の酸性度を下げるための酸性度調整剤として使用されます。食品グレードのものを使用する場合、米国食品医薬品局によって一般的に安全と認められている(GRAS)と分類されています。 [ 19 ]そのpH制御能力により、効果的な抗菌剤となります。
家具製作において、アンモニア燻蒸は伝統的にタンニン酸を含む木材を暗くしたり着色したりするために用いられてきた。木材と一緒に容器に密封された後、アンモニア溶液の蒸気が木材に自然に含まれるタンニン酸と鉄塩と反応し、木材に深みのある濃い着色効果をもたらす。この技法は、アーツ・アンド・クラフツ運動の家具製作において広く用いられた。この様式の家具は主にオーク材で作られ、これらの方法で着色されていた。[ 20 ]
水性アンモニアは、従来の定性無機分析において錯化剤および塩基として使用されます。多くのアミンと同様に、銅(II)溶液と反応して濃い青色を呈します。アンモニア溶液は、トレンス試薬から生成されるような酸化銀残渣を溶解することができます。金、銀、プラチナの宝飾品を洗浄するために使用される溶液によく含まれていますが、オパールや真珠のような多孔質の宝石には悪影響を及ぼす可能性があります。[ 21 ]