Ammoniak är en gas med utmärkt löslighet i vatten: upp till 700 liter av en gasformig förening kan lösas i en liter av den. Som ett resultat bildas inte bara ammoniakhydrat, utan också partiklar av hydroxylgrupper, såväl som ammonium. Detta är en jon som härrör från växelverkan mellan gasmolekyler och väteprotoner som delas av från vatten. I vår artikel kommer vi att överväga dess egenskaper och tillämpningar inom industri, medicin och vardagsliv.
Hur ammoniumpartiklar bildas
En av de vanligaste typerna av kemiska bindningar, karakteristisk för både oorganiska föreningar och organiska ämnen, är en kovalent bindning. Det kan bildas både genom överlappande elektronmoln med motsatt typ av rotation - spinn, och med hjälp av en donator-acceptor-mekanism. På så sätt bildas ammonium, vars formel är NH4+. I det här fallet bildas den kemiska bindningen med hjälp av en atoms fria omloppsbanaoch ett elektronmoln som innehåller två elektroner. Kväve förser jonen med sitt eget par negativa partiklar, och väteprotonen har en fri 1s orbital. I det ögonblick de närmar sig två elektronmoln av kväve blir det vanligt för det och H-atomen. Denna struktur kallas det molekylära elektronmolnet, i vilket den fjärde kovalenta bindningen bildas.
Givator-acceptormekanism
En partikel som ger ett par elektroner kallas en donator, och en neutral atom som donerar en tom elektroncell kallas en acceptor. Den bildade bindningen kallas donator-acceptor eller koordination, inte att förglömma att det är ett specialfall av den klassiska kovalenta bindningen. Ammoniumjonen, vars formel är NH4+, innehåller fyra kovalenta bindningar. Av dessa är tre som kombinerar kväve- och väteatomer de vanliga kovalenta arterna, och den sista är en koordinationsbindning. Ändå är alla fyra arterna absolut likvärdiga med varandra. Interaktionen mellan vattenmolekyler och Cu2+ joner fortskrider på liknande sätt. I detta fall bildas en makromolekyl av kristallint kopparsulfat.
Ammoniums alter: egenskaper och produktion
I en additionsreaktion resulterar växelverkan mellan en vätejon och ammoniak i bildandet av en NH4+-jon. NH3-molekylen beter sig som en acceptor, därför har den uttalade basegenskaper. Reaktionen med oorganiska syror leder till uppkomsten av s altmolekyler: klorid, sulfat, ammoniumnitrat.
NH3 + HCl=NH4Cl
Processen att lösa ammoniak i vatten leder också till bildningen av en ammoniumjon, som kan erhållas genom ekvationen:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Som ett resultat ökar koncentrationen av hydroxylpartiklar i en vattenlösning av ammoniak, även kallad ammoniumhydroxid. Detta leder till att mediets reaktion blir alkalisk. Det kan bestämmas med hjälp av indikatorn - fenolftalein, som ändrar färg från färglös till hallon. De flesta av föreningarna har formen av färglösa kristallina ämnen, lättlösliga i vatten. I många av deras manifestationer liknar de s alter av aktiva metaller: litium, natrium, rubidium. De största likheterna finns mellan kalium- och ammoniums alter. Detta förklaras av de liknande storlekarna på radierna för kaliumjoner och NH4+. När de värms upp sönderdelas de och bildar ammoniakgas.
NH4Cl=NH3 + HCl
Reaktionen är reversibel, eftersom dess produkter igen kan interagera med varandra och bilda ett ammoniums alt. När ammoniumkloridlösningen värms upp avdunstar NH3-molekylerna omedelbart, så att lukten av ammoniak hörs. Därför är en kvalitativ reaktion på ammoniumjonen den termiska nedbrytningen av dess s alter.
Hydrolys
Ammoniakvatten uppvisar egenskaperna hos en svag bas, därför genomgår s alter som innehåller NH4+ partiklar en utbytesprocess med vatten - hydrolys. Lösningar av ammoniumklorid eller sulfat har en något sur reaktion, eftersom i demett överskott av vätekatjoner ackumuleras. Om du tillsätter alkali till dem, till exempel natriumhydroxid, kommer hydroxylpartiklar att binda väteprotoner och bilda vattenmolekyler. Till exempel är hydrolysen av ammoniumklorid en utbytesreaktion mellan s alt och vatten, vilket leder till bildandet av en svag elektrolyt - NH4OH.
Funktioner för termisk nedbrytning av ammoniums alter
De flesta av föreningarna i denna grupp bildar gasformig ammoniak när de upphettas, själva processen är reversibel. Men om s altet har uttalade oxiderande egenskaper, till exempel, är ammoniumnitrat en av dessa, då sönderfaller det vid upphettning irreversibelt till kvävemonoxid och vatten. Denna reaktion är en redoxreaktion, i vilken ammoniumjonen är reduktionsmedlet och anjonen av syraresten av nitratsyra är oxidationsmedlet.
Värde av ammoniakföreningar
Både ammoniakgasen i sig och de flesta av dess s alter har ett brett användningsområde inom industri, jordbruk, medicin och vardagsliv. Vid lågt tryck (ca 7–8 atm.) blir gasen snabbt flytande och absorberar en stor mängd värme. Därför används den i kylaggregat. I kemiska laboratorier används ammoniumhydroxid som en svag flyktig bas som är lämplig för experiment. Det mesta av ammoniaken används för att få fram nitratsyra och dess s alter - viktiga mineralgödselmedel - nitrat. Ammoniumnitrat har en särskilt hög kväveh alt. Det används också i pyroteknik och i rivningsarbeten för tillverkningensprängämnen - ammonaler. Ammoniak, som är ammoniumklorid, har funnits i galvaniska celler, vid tillverkning av bomullstyger och i metalllödningsprocesser.
Ämnet i detta fall påskyndar elimineringen av oxidfilmer på metallytan, som omvandlas till klorider eller reduceras. Inom medicinen används ammoniak, som har en stickande lukt, som ett sätt att återställa medvetandet efter att en patient svimmat.
I vår artikel undersökte vi egenskaperna och användningen av ammoniumhydroxid och dess s alter inom olika industrier och medicin.