Ammoniak und Schwefelsäure sind zwei der am häufigsten verwendeten Chemikalien und werden weltweit in großen Mengen hergestellt. Beide haben eine Vielzahl von Anwendungen, aber die Hauptverbindung zwischen Ammoniak und Schwefelsäure ist auf ihre Verwendung in der Düngemittelindustrie zurückzuführen. Ammoniak wird zur Herstellung einer Reihe von Düngemitteln wie Harnstoff, Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat und indirekt anderen Nitratdüngern verwendet. Schwefelsäure wird bei der Herstellung von „Superphosphat“-Dünger und Ammoniumsulfat verwendet, das durch Kombination mit Ammoniak hergestellt wird.
Die industrielle Herstellung von Ammoniak (NH3) erfolgt meist nach dem Haber-Bosch-Verfahren, bei dem Wasserstoff und Stickstoff direkt durch Erhitzen unter Druck mit einem Katalysator – meist einem Gemisch aus Eisenoxiden – zusammengeführt werden. Das meiste Ammoniak wird bei der Herstellung von Düngemitteln verwendet. Die katalytische Oxidation von Ammoniak zu Stickstoffdioxid (NO2) ist heute das wichtigste industrielle Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure, die zur Herstellung von Nitratdüngemitteln wie Ammonium-, Natrium- und Kaliumnitrat verwendet wird. Der Begriff „Ammoniak“ bezieht sich streng genommen auf die reine Verbindung, die bei Raumtemperatur ein Gas ist; Der Begriff wird jedoch häufig verwendet, um sich auf eine Lösung von Ammoniakgas in Wasser zu beziehen.
Es gibt zwei Hauptverfahren zur industriellen Herstellung von Schwefelsäure. Die erste Einführung betrifft die Oxidation von Schwefeldioxid – das durch die Verbrennung von Schwefel oder das Erhitzen von schwefelhaltigen Mineralien entsteht – durch Stickstoffdioxid (NO2) durch die Reaktion: SO2 + NO2 -> SO3 + NO. Das bei der Reaktion entstehende Stickoxid (NO) wird bei Kontakt mit Luft wieder zu NO2 oxidiert und kann so recycelt werden.
Ammoniak ist die Quelle von NO2 für diese Reaktion, das durch katalytische Oxidation gemäß dem Herstellungsverfahren von Salpetersäure hergestellt wird. Das Schwefeltrioxid wird dann mit Wasser kombiniert, um Schwefelsäure zu erzeugen. Der größte Teil der heute hergestellten Schwefelsäure stammt jedoch aus der Oxidation von Schwefeldioxid an der Luft mit einem Vanadiumpentoxid-Katalysator.
Schwefelsäure wird wie Ammoniak hauptsächlich in der Düngemittelproduktion verwendet. Phosphatgestein und Knochenmehl von Tieren kann zur Herstellung von „Superphosphat“ – Monocalciumphosphat – durch die Reaktion: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 -> 2CaSOsub>4 + Ca(H2PO4)2 verwendet werden. Schwefelsäure und Ammoniak können auch zum Salz Ammoniumsulfat kombiniert werden: 2NH3 + H2SO4 -> (NH4)2SO4. Dieses Salz ist ein wichtiger Dünger, der sowohl als Stickstoff- als auch als Schwefelquelle dient und dazu beiträgt, den pH-Wert alkalischer Böden zu senken.
Ein weiterer Zusammenhang zwischen Ammoniak und Schwefelsäure besteht in der Sprengstoffindustrie. Fast alle kommerziellen und militärischen Sprengstoffe sind nitrierte organische Verbindungen wie Trinitrotoluol (TNT). Das Nitrierungsverfahren beinhaltet den Ersatz von Hydroxyl-(OH)-Gruppen in der organischen Verbindung durch Nitro-(NO2)-Gruppen und wird normalerweise durchgeführt, indem die Verbindung mit einer Mischung aus Salpeter- und Schwefelsäure behandelt wird. Diese Mischung liefert die Nitronium-(NO2+)-Ionen für den Nitrierungsprozess. Ammoniak ist der wichtigste Rohstoff zur Herstellung von Salpetersäure.
Auch Ammoniak und Schwefelsäure finden sich als Schadstoffe in der Atmosphäre. Schwefelsäure entsteht durch die natürliche Oxidation von Schwefeldioxid, das durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und durch vulkanische Aktivität entsteht. Ammoniak entsteht durch den Zerfall stickstoffhaltiger organischer Stoffe. Die beiden können sich in der Atmosphäre verbinden, um durch die gleiche Reaktion wie bei der industriellen Herstellung dieser Verbindung Ammoniumsulfatpartikel zu erzeugen, oder um Ammoniumhydrogensulfat – auch als Ammoniumbisulfat bekannt – durch die Reaktion NH3 + H2SO4 -> (NH4) zu produzieren. HSO4. Diese Verbindungen sind in Wasser sehr gut löslich und neigen daher dazu, atmosphärischen Wasserdampf zu absorbieren, wodurch sie als Kondensationskeime wirken; Zusammen mit anderen natürlichen und vom Menschen verursachten Partikelverbindungen in der Atmosphäre gelten sie als wichtiger Faktor bei der Wolkenbildung.