Ammoniak er en gas med fremragende opløselighed i vand: op til 700 liter af en gasformig forbindelse kan opløses i en liter af den. Som et resultat dannes ikke kun ammoniakhydrat, men også partikler af hydroxylgrupper såvel som ammonium. Dette er en ion, der er et resultat af vekselvirkningen mellem gasmolekyler og brintprotoner, der er sp altet fra vand. I vores artikel vil vi overveje dets egenskaber og anvendelser inden for industri, medicin og hverdagsliv.
Hvordan ammoniumpartikler dannes
En af de mest almindelige typer kemiske bindinger, karakteristisk for både uorganiske forbindelser og organiske stoffer, er en kovalent binding. Det kan dannes både ved at overlappe elektronskyer med den modsatte type rotation - spin, og ved hjælp af en donor-acceptor-mekanisme. På den måde dannes ammonium, hvis formel er NH4+. I dette tilfælde dannes den kemiske binding ved hjælp af et atoms frie orbitalog en elektronsky indeholdende to elektroner. Nitrogen forsyner ionen med sit eget par negative partikler, og brintprotonen har en fri 1s orbital. I det øjeblik de nærmer sig to elektronskyer af nitrogen bliver den fælles for den og H-atomet. Denne struktur kaldes den molekylære elektronsky, hvori den fjerde kovalente binding dannes.
Donor-acceptor-mekanisme
En partikel, der giver et par elektroner, kaldes en donor, og et neutr alt atom, der donerer en tom elektroncelle, kaldes en acceptor. Den dannede binding kaldes donor-acceptor eller koordination, ikke at forglemme, at det er et særligt tilfælde af den klassiske kovalente binding. Ammoniumionen, hvis formel er NH4+, indeholder fire kovalente bindinger. Af disse er tre, der kombinerer nitrogen- og brintatomer, de sædvanlige kovalente arter, og den sidste er en koordinationsbinding. Ikke desto mindre er alle fire arter absolut ækvivalente med hinanden. Interaktionen mellem vandmolekyler og Cu2+-ioner forløber på samme måde. I dette tilfælde dannes et makromolekyle af krystallinsk kobbersulfat.
Ammoniums alte: egenskaber og produktion
I en additionsreaktion resulterer interaktionen mellem en hydrogenion og ammoniak i dannelsen af en NH4+-ion. NH3-molekylet opfører sig som en acceptor, derfor har det udt alte baseegenskaber. Reaktionen med uorganiske syrer fører til fremkomsten af s altmolekyler: chlorid, sulfat, ammoniumnitrat.
NH3 + HCl=NH4Cl
Processen med at opløse ammoniak i vand fører også til dannelsen af en ammoniumion, som kan opnås ved ligningen:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Som et resultat stiger koncentrationen af hydroxylpartikler i en vandig opløsning af ammoniak, også kaldet ammoniumhydroxid. Dette fører til, at mediets reaktion bliver alkalisk. Det kan bestemmes ved hjælp af indikatoren - phenolphtalein, som ændrer farve fra farveløs til hindbær. De fleste af forbindelserne har form af farveløse krystallinske stoffer, let opløselige i vand. I mange af deres manifestationer ligner de s alte af aktive metaller: lithium, natrium, rubidium. De største ligheder kan findes mellem kalium- og ammoniums alte. Dette forklares af de lignende størrelser af radius af kaliumioner og NH4+. Når de opvarmes, nedbrydes de og danner ammoniakgas.
NH4Cl=NH3 + HCl
Reaktionen er reversibel, da dens produkter igen kan interagere med hinanden og danne et ammoniums alt. Når ammoniumchloridopløsningen opvarmes, fordamper NH3-molekylerne straks, så lugten af ammoniak høres. Derfor er en kvalitativ reaktion på ammoniumionen den termiske nedbrydning af dens s alte.
Hydrolyse
Ammoniakvand udviser egenskaberne som en svag base, derfor gennemgår s alte indeholdende NH4+ partikler en udskiftningsproces med vand - hydrolyse. Opløsninger af ammoniumchlorid eller sulfat har en let sur reaktion, da i demet overskud af brintkationer ophobes. Hvis du tilføjer alkali til dem, for eksempel natriumhydroxid, så vil hydroxylpartikler binde brintprotoner til at danne vandmolekyler. For eksempel er hydrolysen af ammoniumchlorid en udvekslingsreaktion mellem s alt og vand, der fører til dannelsen af en svag elektrolyt - NH4OH.
Funktioner ved termisk nedbrydning af ammoniums alte
De fleste af forbindelserne i denne gruppe danner, når de opvarmes, gasformig ammoniak, selve processen er reversibel. Men hvis s altet har udt alte oxiderende egenskaber, for eksempel ammoniumnitrat er en af disse, så nedbrydes det, når det opvarmes, irreversibelt til nitrogenmonoxid og vand. Denne reaktion er en redoxreaktion, hvor ammoniumionen er reduktionsmidlet, og anionen af syreresten af nitratsyre er oxidationsmidlet.
Værdien af ammoniakforbindelser
Både ammoniakgassen selv og de fleste af dens s alte har en bred vifte af anvendelser inden for industri, landbrug, medicin og hverdagsliv. Ved lavt tryk (ca. 7-8 atm.) bliver gassen hurtigt flydende og absorberer en stor mængde varme. Derfor bruges det i køleenheder. I kemiske laboratorier bruges ammoniumhydroxid som en svag flygtig base, der er praktisk til eksperimenter. Det meste af ammoniakken bruges til at opnå nitratsyre og dens s alte - vigtige mineralske gødninger - nitrat. Ammoniumnitrat har et særligt højt nitrogenindhold. Det bruges også i pyroteknik og i nedrivningsarbejde til fremstillingsprængstoffer - ammonaler. Ammoniak, som er ammoniumchlorid, har fundet anvendelse i galvaniske celler, i produktionen af bomuldsstoffer og i metalloddeprocesser.
Stoffet fremskynder i dette tilfælde elimineringen af oxidfilm på metaloverfladen, som omdannes til chlorider eller reduceres. I medicin bruges ammoniak, som har en skarp lugt, som et middel til at genoprette bevidstheden efter en patient besvimer.
I vores artikel undersøgte vi egenskaberne og anvendelsen af ammoniumhydroxid og dets s alte i forskellige industrier og medicin.
