Masa moleculară a amoniacului, proprietăți, aplicare

Printre compuși de azot

Structura moleculei

Substanța are formula NH₃, atomii de hidrogen sunt legați la particula de azot central prin legături polare covalente. Perechile comune de electroni sunt puternic deplasate la atomul de azot, deci moleculele sunt dipoli. Între acestea există legături slabe de hidrogen, care determină solubilitatea excelentă a compusului în apă. Deci, unul din volumul său poate absorbi până la 700 de părți NH₃. Masa molară a amoniacului este de 17 g / mol. O soluție a unei substanțe în apă se numește amoniac sau amoniac apa de amoniac. Este utilizat în medicină cu stări letale, deoarece inhalarea vaporilor de materie excită centrele respiratorii din cortexul cerebral.

Caracteristici fizice

Amoniacul gazos este aproape de două ori mai luminos decât aerul, nu are nici o culoare. Când se răcește la -33,4 ° C sau la o presiune mărită, se lichefiază rapid, trecând într-o fază lichidă incoloră. Gazul este ușor de recunoscut, deoarece mirosul de amoniac este specific și foarte dur.

Compusul se dizolvă cu ușurință în apă, formând amoniac. Când se fierbe, NH₃ se evaporă rapid. Amoniacul este o substanță toxică, astfel încât toate experimentele chimice cu el necesită desenarea sub capotă cu mare grijă. Inhalarea vaporilor de gaze provoacă iritarea mucoasei organului de viziune, durere în stomac și dificultăți de respirație.

Hidroxid de amoniu

Într-o soluție de apă de amoniac, există trei tipuri de particule: hidrați de amoniac, anioni de grupări hidroxil și cationi de amoniu NH₄⁺. Prezența ionilor de hidroxid conduce la o reacție alcalină la soluția de amoniac. Acesta poate fi detectat cu ajutorul unor indicatori, de exemplu, fenol-ftalin incolor, care devine purpuriu în apa de amoniac. În timpul interacțiunii anionilor hidroxil cu cationi de amoniu, se formează din nou particule de amoniac cu o masă molară de 17 g / mol, precum și molecule de apă. Când interacționează unul cu celălalt, particulele sunt legate de legăturile de hidrogen. Prin urmare, soluția apoasă a substanței poate fi exprimată prin formula NH₄OH, se numește hidroxid de amoniu. Compusul prezintă proprietăți slab alcaline.

Caracteristicile NH4 +

Un ion complex de amoniu este format prin mecanismul donor-acceptor al formării unei legături covalente. Atomul de azot acționează ca un donator și furnizează doi dintre electronii săi, care devin obișnuiți. Ionul de hidrogen emite o celulă liberă, devenind acceptor. Ca rezultat al combinației de cationi de amoniu și ioni de hidroxid, apar molecule de amoniac, mirosul care se simte imediat și apă. Echilibrul reacției se schimbă spre stânga. În multe substanțe, particulele de amoniu sunt analoage ionilor pozitivi ai metalelor monovalente, de exemplu, în formulele de săruri: NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄ - clorură și sulfat de amoniu.

Reacțiile cu acizi

Amoniacul reacționează cu mulți acizi anorganici pentru a forma sărurile de amoniu corespunzătoare. De exemplu, ca urmare a interacțiunii dintre acidul clorhidric și NH₃ obținem clorură de amoniu:

NH₃ + HCI = NH₄CI

Aceasta este reacția adiției. Sărurile de amoniu se descompun la încălzire, în timp ce amoniacul gazos este eliberat, punctul de fierbere este -33,34 ° C. De asemenea, au solubilitate bună în apă și sunt capabile de hidroliză. Sarurile de amoniu se descompun atunci când sunt încălzite și se eliberează amoniac gazos. De asemenea, au solubilitate bună în apă și sunt capabile de hidroliză. Dacă sarea de amoniu este formată de un acid puternic, atunci soluția are o reacție acidă. Este cauzată de o cantitate excesivă de ioni de hidrogen, care pot fi detectați cu un indicator - litmus, schimbând culoarea violetă în roșu.

Cum se măsoară masa molară

Dacă doza de substanță conține 6,02 × 10²³ unități structurale: molecule, atomi sau ioni, atunci vorbim despre o cantitate numită Avogadro. Aceasta corespunde masei moleculare, g / mol este unitatea măsurării sale. De exemplu, 17 grame de amoniac conțin numărul de molecule Avogadro sau 1 mol substanță și 8,5 grame - 0,5 moli etc. Masa moleculară este o unitate specifică utilizată în chimie. Nu este echivalent cu masa fizică. Există o altă unitate de măsură care este utilizată în calculele chimice. Aceasta este o masă de 1 mol echivalent de amoniac. Ea este egală cu produsul din masa molară prin factorul de echivalență. Se numește masa molară a echivalentului de amoniac și are o dimensiune de - mol / l.

Proprietăți chimice

Amoniacul gazos este o substanță combustibilă. Într-o atmosferă de oxigen sau aer cald, arde cu formarea de azot liber și vapori de apă. Dacă în reacție este utilizat un catalizator (platină sau oxid de crom trivalent), produsele din procedeu vor fi diferite. Acesta este monoxidul de azot și apă:

NH3 + O2 → NO + H2O

Această reacție se numește oxidarea catalitică a amoniacului. Este redox, conține amoniac, masa molară este de 17 g / mol, prezintă proprietăți de reducere puternică. De asemenea, este capabil să reacționeze cu oxidul de cupru, restabilind-l la cupru liber, azot gazos și apă. Gazul poate reacționa cu acid clorhidric concentrat și în absența apei. Există o experiență cunoscută sub numele de fum fără foc. O tijă de sticlă este scufundată în amoniac, iar cealaltă - în acid clorhidric concentrat, apoi sunt reunite. Observați aspectul fumului alb, care generează cristale mici de clorură de amoniu rezultate. Același efect poate fi obținut prin plasarea tuburilor cu două soluții una lângă cealaltă. Ecuația de amoniac cu acid clorhidric a fost dată mai sus.

Cu încălzire puternică, moleculele de materie se descompun în azot și hidrogen liber:

2NH3N2 + 3H2

Cum se recunoaște NH4 + ionic

Sărurile de amoniu reacționează nu numai cu acizi, ci și cu alcalii. Ca urmare, se eliberează amoniac gazos, care este ușor determinat de organul olfactiv. Acest lucru demonstrează că această sare conține un ion de amoniu.

Un indicator mai precis al faptului că interacțiunea dintre alcaline și sulfat de amoniu eliberează un NH cation₄⁺,este o hârtie universală umedă. Schimbă culoarea de la roșu la albastru.

Sinteza industrială a amoniacului

Compusul gazos este produs printr-o linie dreaptă reacția compusului hidrogen obținut prin transformarea din apă și azot eliberat din aer. Procesul este catalitic (folosind fierul metalic care conține impurități de oxizi de potasiu și aluminiu). Acest lucru ia în considerare faptul că punctul de fierbere al amoniacului este -33,4 ° C. Reacția exotermică a sintezei amoniacului necesită o creștere a presiunii în amestecul de gaze de reacție la 450-460 ° C. Pentru a crește randamentul practic al produsului în reacția reversibilă a sintezei amoniacului, puritatea reactivilor este controlată și temperatura din coloana de sinteză nu este permisă să crească.

În cazul în care se utilizează amoniac și sărurile sale

Caracteristicile fizice și chimice ale substanței provoacă utilizarea în diferite industrii. Cea mai mare cantitate este utilizată pentru sinteza acidului nitrat, a sărurilor de amoniu care conțin azot, a soluției de sodiu prin amoniac, a carbamidei. În instalațiile de refrigerare, substanța este utilizată din cauza capacității sale de a se evapora în timp ce absorbția excesului de căldură. Apa de amoniu și amoniacul lichid sunt utilizate ca îngrășământ cu azot.