Molární hmotnost amoniaku, vlastnosti, aplikace

Mezi sloučeniny dusíku

Struktura molekuly

Látka má vzorec NH₃, atomy vodíku jsou navázány na centrální částice dusíku kovalentními polárními vazbami. Společné elektronové páry se silně přesouvají na atom dusíku, takže molekuly jsou dipoly. Mezi nimi jsou slabé vodíkové vazby, které způsobují vynikající rozpustnost sloučeniny ve vodě. Takže jeden z jeho objemů může absorbovat až 700 dílů NH₃. Molární hmotnost amoniaku je 17 g / mol. Roztok látky ve vodě se nazývá amoniak nebo vodu amoniaku. Používá se v medicíně se stavem mdloby, protože vdechování výparů hmoty vyvolává dýchací centrum v mozkové kůře.

Fyzikální charakteristiky

Plynný čpavek je téměř dvakrát lehčí než vzduch, nemá barvu. Když je ochlazena na -33,4 ° C nebo vyšší tlak, rychle zkapalňuje a prochází do bezbarvé kapalné fáze. Plyn je snadno rozpoznán, protože vůně amoniaku je specifická a velmi drsná.

Sloučenina se snadno rozpouští ve vodě a vytváří čpavek. Když to vaří, NH₃ rychle odpařte. Amoniak je toxická látka, takže všechny chemické experimenty s ním vyžadují velkou péči. Vdechnutí plynných par způsobuje podráždění sliznice zraku, bolest v žaludku a dušnost.

Hydroxid amonný

V roztoku čpavkové vody existují tři druhy částic: hydráty amoniaku, anionty hydroxylových skupin a kationty NH amoniaku₄⁺. Přítomnost hydroxidových iontů poskytuje alkalickou reakci na roztok amoniaku. Může být detekován pomocí indikátorů, například bezbarvého fenolftaleinu, který se v čpavkové vodě stává karmínovou. Během interakce hydroxylových aniontů s amoniovými kationty se znovu vytvoří částice amoniaku s molekulovou hmotností 17 g / mol, stejně jako molekuly vody. Když vzájemně spolupracují, částice jsou vázány vodíkovými vazbami. Proto může být vodný roztok látky vyjádřen vzorcem NH₄OH, nazývá se hydroxid amonný. Sloučenina vykazuje slabé alkalické vlastnosti.

Vlastnosti NH4 +

Komplexní amoniový iont je tvořen donor-akceptorovým mechanismem tvorby kovalentní vazby. Dusíkový atom působí jako dárce a poskytuje dva ze svých elektronů, které se stávají běžnými. Vodíkový iont uvolňuje volnou buňku a stává se akceptorem. V důsledku kombinace amonných kationtů a hydroxidových iontů se objevují molekuly čpavku, jejichž zápach se okamžitě projeví, a voda. Zbytek reakce se posune doleva. V mnoha látkách jsou částice amoniaku analogické s kladnými ionty monovalentních kovů, například ve vzorcích solí: NH₄Cl, (NH₄).₂SO₄ - chlorid a síran amonný.

Reakce s kyselinami

Amoniak reaguje s mnoha anorganickými kyselinami za vzniku odpovídajících amonných solí. Například v důsledku interakce chloridové kyseliny a NH₃ získáme chlorid amonný:

NH₃ + HCl = NH₄Cl

To je reakce přidávání. Amonné soli se při zahřívání rozkládají, zatímco uvolňuje plynný amoniak, jehož teplota varu je -33,34 ° C Mají také dobrou rozpustnost ve vodě a jsou schopné hydrolýzy. Amonné soli se při zahřátí rozloží a uvolní se plynný amoniak. Mají také dobrou rozpustnost ve vodě a jsou schopné hydrolýzy. Pokud je amoniová sůl tvořena silnou kyselinou, pak roztok má kyselou reakci. Je to způsobeno nadměrným množstvím iontů vodíku, které lze detekovat pomocí indikátoru - lakmusu, změnou fialové barvy na červenou.

Jak se měří molární hmotnost

Pokud dávka obsahuje 6,02 × 10²³ strukturní jednotky: molekuly, atomy nebo ionty, pak mluvíme o množství, které se nazývá Avogadrovo číslo. Odpovídá molární hmotnosti, g / mol je jednotka jejího měření. Například 17 gramů čpavku obsahuje počet molekul Avogadro nebo 1 mol látky a 8,5 gramů - 0,5 molů atd. Molární hmotnost je specifická jednotka používaná v chemii. To není ekvivalentní fyzické hmotnosti. Existuje další jednotka měření, která se používá při chemických výpočtech. Jedná se o hmotnost 1 molárního ekvivalentu amoniaku. Je rovna výsledku molární hmotnosti ekvivalenčním faktorem. Říká se molární hmotnost ekvivalentu amoniaku a má rozměr - mol / l.

Chemické vlastnosti

Plynný amoniak je hořlavou látkou. V atmosféře kyslíku nebo horkého vzduchu spaluje vytvářením volného dusíku a vodní páry. Pokud se v reakci použije katalyzátor (platina nebo oxid trojmocného chrómu), produkty procesu budou jiné. Jedná se o oxid dusný a vodu:

NH3 + O2 → NO + H2O

Tato reakce se nazývá katalytická oxidace amoniaku. Je redox, obsahuje amoniak, molární hmotnost je 17 g / mol, vykazuje silné redukční vlastnosti. Je také schopen reagovat s oxidem měďnatým a obnovit ho tak, aby uvolňoval měď, plynný dusík a vodu. Plyn může reagovat s koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou a za nepřítomnosti vody. Existuje zkušenost známá jako kouř bez ohně. Jedna skleněná tyč je ponořena do čpavku a druhá do koncentrované kyseliny chlorovodíkové, pak jsou spojeny dohromady. Sledujte vzhled bílého kouře, který vytváří výsledné malé krystaly chloridu amonného. Stejný efekt lze dosáhnout umístěním trubek se dvěma roztoky vedle sebe. Rovnice amoniaku s chloridovou kyselinou byla uvedena výše.

Se silným zahřátím se molekuly hmoty rozkládají na volný dusík a vodík:

2NH3 + N2 + 3H2

Jak rozpoznat ionty NH4 +

Amonné soli reagují nejen s kyselinami, ale také s alkalickými látkami. V důsledku toho se uvolňuje plynný amoniak, který snadno stanoví čichový orgán. To dokazuje, že tato sůl obsahuje amonný iont.

Přesnější ukazatel skutečnosti, že interakce alkalického a síranu amonného uvolňuje kation NH₄⁺,je vlhký univerzální lakmusový papír. Změní barvu z červené na modrou.

Průmyslová syntéza amoniaku

Plynná sloučenina se vyrábí přímkou reakce sloučeniny vodík získaný konverzí z vody a dusíku uvolněného ze vzduchu. Tento proces je katalytický (s použitím kovového železa obsahujícího nečistoty oxidů draslíku a hliníku). To zohledňuje skutečnost, že teplota varu amoniaku je -33,4 ° C. Exotermická reakce syntézy amoniaku vyžaduje zvýšení tlaku v reakční směsi na 450 až 460 ° C Za účelem zvýšení praktického výtěžku produktu při reverzibilní reakci syntézy amoniaku je kontrolována čistota reakčních činidel a teplota v syntézní koloně nesmí růst.

Kde se používá amoniak a jeho soli

Fyzikální a chemické vlastnosti látky způsobují její použití v různých průmyslových odvětvích. Největší množství se používá pro syntézu kyseliny dusičné, dusíkatých amonných solí, sodíku amoniakem, karbamidu. V chladicích zařízeních se látka používá kvůli své schopnosti odpařit při absorpci přebytečného tepla. Jako dusíkaté hnojivo se používá amoniakální voda a kapalný amoniak.