Amoniacul este un gaz cu solubilitate excelentă în apă: până la 700 de litri dintr-un compus gazos pot fi dizolvați într-un litru din acesta. Ca rezultat, nu se formează numai hidrat de amoniac, ci și particule de grupări hidroxil, precum și amoniu. Acesta este un ion rezultat din interacțiunea dintre moleculele de gaz și protonii de hidrogen desprinși din apă. În articolul nostru, vom lua în considerare proprietățile și aplicațiile sale în industrie, medicină și viața de zi cu zi.
Cum se formează particulele de amoniu
Unul dintre cele mai comune tipuri de legături chimice, caracteristică atât compușilor anorganici, cât și substanțelor organice, este legătura covalentă. Se poate forma atât prin suprapunerea norilor de electroni cu tipul opus de rotație - spin, cât și cu ajutorul unui mecanism donor-acceptor. În acest fel, se formează amoniul, a cărui formulă este NH4+. În acest caz, legătura chimică se formează folosind orbitalul liber al unui atomși un nor de electroni care conține doi electroni. Azotul oferă ionului propria pereche de particule negative, iar protonul de hidrogen are un orbital 1s liber. În momentul apropierii de doi nor de electroni de azot devine obișnuit pentru acesta și atomul de H. Această structură se numește nor de electroni moleculari, în care se formează a patra legătură covalentă.
Mecanism donator-acceptator
O particulă care furnizează o pereche de electroni se numește donor, iar un atom neutru care donează o celulă de electroni goală se numește acceptor. Legătura formată se numește donor-acceptor sau coordonare, fără a uita că este un caz special al legăturii covalente clasice. Ionul de amoniu, a cărui formulă este NH4+, conține patru legături covalente. Dintre acestea, trei care combină atomi de azot și hidrogen sunt speciile covalente obișnuite, iar ultima este o legătură de coordonare. Cu toate acestea, toate cele patru specii sunt absolut echivalente între ele. Interacțiunea dintre moleculele de apă și ionii Cu2+ se desfășoară în mod similar. În acest caz, se formează o macromoleculă de sulfat de cupru cristalin.
Săruri de amoniu: proprietăți și producție
Într-o reacție de adiție, interacțiunea unui ion de hidrogen și amoniac are ca rezultat formarea unui ion NH4+. Molecula NH3 se comportă ca un acceptor, prin urmare are proprietăți de bază pronunțate. Reacția cu acizii anorganici duce la apariția moleculelor de sare: clorură, sulfat, azotat de amoniu.
NH3 + HCl=NH4Cl
Procesul de dizolvare a amoniacului în apă duce și la formarea unui ion de amoniu, care poate fi obținut prin ecuația:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Ca urmare, concentrația particulelor de hidroxil crește într-o soluție apoasă de amoniac, numită și hidroxid de amoniu. Acest lucru duce la faptul că reacția mediului devine alcalină. Poate fi determinat folosind indicatorul - fenolftaleina, care își schimbă culoarea de la incolor la zmeură. Majoritatea compușilor au forma unor substanțe cristaline incolore, ușor solubile în apă. În multe dintre manifestările lor, ele seamănă cu sărurile metalelor active: litiu, sodiu, rubidiu. Cele mai mari asemănări pot fi găsite între sărurile de potasiu și amoniu. Acest lucru se explică prin dimensiunile similare ale razelor ionilor de potasiu și NH4+. Când sunt încălzite, se descompun formând amoniac gazos.
NH4Cl=NH3 + HCl
Reacția este reversibilă, deoarece produsele sale pot interacționa din nou între ele pentru a forma o sare de amoniu. Când soluția de clorură de amoniu este încălzită, moleculele de NH3 se evaporă imediat, astfel încât se aude mirosul de amoniac. Prin urmare, o reacție calitativă la ionul de amoniu este descompunerea termică a sărurilor acestuia.
Hidroliza
Apa cu amoniac prezintă proprietățile unei baze slabe, prin urmare, sărurile care conțin NH4+ particulele suferă un proces de schimb cu apa - hidroliză. Soluțiile de clorură sau sulfat de amoniu au o reacție ușor acidă, deoarece în elese acumulează un exces de cationi de hidrogen. Dacă le adăugați alcali, de exemplu hidroxid de sodiu, atunci particulele de hidroxil vor lega protonii de hidrogen pentru a forma molecule de apă. De exemplu, hidroliza clorurii de amoniu este o reacție de schimb între sare și apă, care duce la formarea unui electrolit slab - NH4OH.
Caracteristici ale descompunerii termice a sărurilor de amoniu
Majoritatea compușilor acestui grup, atunci când sunt încălziți, formează amoniac gazos, procesul în sine este reversibil. Cu toate acestea, dacă sarea are proprietăți oxidante pronunțate, de exemplu, azotatul de amoniu este unul dintre acestea, atunci când este încălzită, se descompune ireversibil în monoxid de azot și apă. Această reacție este o reacție redox, în care ionul de amoniu este agentul reducător, iar anionul reziduului acid al acidului azotat este agentul de oxidare.
Valoarea compușilor de amoniac
Atât gazul de amoniac în sine, cât și majoritatea sărurilor sale au o gamă largă de aplicații în industrie, agricultură, medicină și viața de zi cu zi. La presiune joasă (aproximativ 7–8 atm.), gazul se lichefiază rapid, absorbind o cantitate mare de căldură. Prin urmare, este utilizat în unitățile frigorifice. În laboratoarele chimice, hidroxidul de amoniu este folosit ca bază volatilă slabă convenabilă pentru experimente. Cea mai mare parte a amoniacului este folosit pentru obținerea acidului nitrat și a sărurilor sale - importante îngrășăminte minerale - nitrat. Azotatul de amoniu are un conținut deosebit de ridicat de azot. Se mai foloseste in pirotehnica si in lucrari de demolare pentru fabricatieexplozivi - amoniale. Amoniacul, care este clorură de amoniu, și-a găsit aplicație în celulele galvanice, în producția de țesături de bumbac și în procesele de lipire a metalelor.
Substanța în acest caz accelerează eliminarea peliculelor de oxid de pe suprafața metalului, care sunt transformate în cloruri sau sunt reduse. În medicină, amoniacul, care are un miros înțepător, este folosit ca mijloc de restabilire a conștienței după ce un pacient leșine.
În articolul nostru, am examinat proprietățile și aplicarea hidroxidului de amoniu și a sărurilor sale în diverse industrii și medicină.
