lightanddesign.ru
You might also like
Молекула аммиака.3 Атом азота связан тремя простыми ковалентными полярными связями с атомами водорода.
Геометрия молекулы аммиака представляет собой обычную треугольную пирамиду. Угол барретты H-N-H составляет 107,3 O.
Атом азота в аммиаке имеет неделимую пару чужих электронов. Эта пара электронов оказывает значительное влияние на свойства аммиака и его структуру. Электронная структура аммиака тетраэдрическая, с атомом азота в центре.
Аммиак представляет собой бесцветный газ с сильным характерным запахом. Он токсичен. Он меньше, чем воздух. Связи N-H сильно полярны, поэтому между молекулами аммиака в жидкой фазе возникают водородные связи. В то же время аммиак очень хорошо растворим в воде, так как молекулы аммиака образуют водородные связи с молекулами воды.
Методы производства аммиака
В лаборатории аммиак получают в результате реакции солей аммония со щелочами. Поскольку аммиак хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака можно использовать твердые вещества.
Например, аммиак может быть получен путем нагревания смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси образуются соль, аммиак и вода.
Смесь соли и основы хорошо измельчается в ступке, и смесь нагревается. Выделившиеся газы собирают в пробирку (аммиак — легкий газ, поэтому пробирку следует перевернуть вверх дном). Жидкая литоанная бумага синеет в присутствии аммиака.
Видеозапись опыта с аммиаком и гидроксидом кальция можно найти здесь.
Другим экспериментальным методом получения аммиака является гидролиз азота.
Например, гидролиз нитрида кальция:.
В промышленности аммиак производится по процессу Хабера, т.е. путем прямого соединения водорода и азота.
Этот процесс осуществляется при температуре 500-550 о С и в присутствии катализатора. Для получения аммиака используется давление 15-30 МПа. Губчатое железо используется в качестве катализатора с добавлением алюминия, калия, кальция и оксида кремния. Для полного использования исходных данных применяется метод невзаимной циркуляции реагентов. Непрореагировавшие азот и водород возвращаются в реактор.
Для получения дополнительной информации о технологии производства аммиака нажмите здесь.
Химические свойства аммиака
1. в водном растворе аммиак обладает основными свойствами (благодаря неразрывным электронным парам). Когда протон (ион H +) попадает в организм, он превращается в ион аммония. Реакция протекает как в водном растворе, так и в газовой фазе.
Поэтому среда для водных растворов аммиака является щелочной. Однако аммиак является слабым дном. При температуре 20°C большое количество воды поглощает до 700 объемов аммиака.
Видео экспериментов по растворению аммиака в воде можно посмотреть здесь.
2.Будучи основанием, аммиак взаимодействует с кислотами в растворе и в газовой фазе с образованием солей аммония.
Например, аммиак реагирует с серной кислотой с образованием либо кислой соли — термофилата аммония (избыток кислоты), либо средней соли — сульфата аммония (избыток аммиака).
Другой пример: аммиак взаимодействует с водным диоксидом углерода с образованием карбоната аммония или углеводородов.
Видеозапись опыта взаимодействия аммиака с нитратом, сульфатом, соляной кислотой — и с густыми кислотами — можно посмотреть здесь.
В газовой фазе аммиак реагирует с летучим хлористым водородом. В результате образуется темно-белый табак — хлорид аммония.
NH3 + HCl -> NH4 cl
Видеоопыт взаимодействия аммиака и хлористого водорода в газовой фазе (дым без огня) можно посмотреть здесь.
3. в качестве основания водные растворы аммиака реагируют с растворами солей тяжелых металлов с образованием нерастворимых гидроксидов.
Например, водные растворы аммиака реагируют с сульфатом железа(II) с образованием сульфата аммония и гидроксида железа(II).
4. соли и гидроксиды меди, никеля и серебра растворяются в избытке аммиака с образованием комплексов с аминосоединениями.
Например, хлорид меди(II) реагирует с избытком аммиака с образованием тетрахлорида меди(II) следующим образом
Гидроксид меди(II) растворяется в избытке аммиака:.
5. аммиак сгорает в воздухе с образованием азота и воды.
Если реакция протекает в присутствии катализатора (Pt), азот окисляется до NO.
6.Аммиак может действовать как окислитель, поскольку атомы водорода находятся в состоянии окисления +1. В реакциях со щелочами, щелочными металлами, магнием и алюминием. Только жидкий аммиак реагирует с металлами.
Например, жидкий аммиак реагирует с натрием с образованием амида натрия.
Также возможно образование Na2NH, Na3N.
Когда аммиак реагирует с алюминием, образуется нитрид алюминия.
2NH3 +2Al -> 2AlN+3H2
7. благодаря степени окисления -3 азота, аммиак обладает восстановительными свойствами. Он может взаимодействовать с сильными окислителями, такими как хлор, бром, перекись водорода, пероксиды и оксиды некоторых металлов. Азот, как правило, окисляется до одного вещества.
Например, аммиак окисляется хлором до молекулярного азота.
Перекись водорода также окисляет аммиак до азота.
Оксиды металлов в правой части электрохимического ряда напряжений металлов являются сильными окислителями. Поэтому они окисляют аммиак до азота.
Например, оксид меди(II) окисляет аммиак
2NH3 +3CuO -> 3Cu+N2 + 3H2O
