Ammoniakk er en gass med utmerket løselighet i vann: opptil 700 liter av en gassformig forbindelse kan løses i en liter av den. Som et resultat dannes ikke bare ammoniakkhydrat, men også partikler av hydroksylgrupper, så vel som ammonium. Dette er et ion som er et resultat av samspillet mellom gassmolekyler og hydrogenprotoner sp altet fra vann. I vår artikkel vil vi vurdere dens egenskaper og anvendelser i industri, medisin og hverdagsliv.
Hvordan ammoniumpartikler dannes
En av de vanligste typene kjemiske bindinger, karakteristisk for både uorganiske forbindelser og organiske stoffer, er en kovalent binding. Den kan dannes både ved å overlappe elektronskyer med motsatt type rotasjon - spinn, og ved hjelp av en donor-akseptormekanisme. På denne måten dannes ammonium, hvis formel er NH4+. I dette tilfellet dannes den kjemiske bindingen ved å bruke den frie orbitalen til ett atomog en elektronsky som inneholder to elektroner. Nitrogen gir ionet sitt eget par negative partikler, og hydrogenprotonet har en fri 1s orbital. I det øyeblikket de nærmer seg blir to elektronskyer av nitrogen vanlig for den og H-atomet. Denne strukturen kalles den molekylære elektronskyen, der den fjerde kovalente bindingen dannes.
Door-akseptørmekanisme
En partikkel som gir et elektronpar kalles en donor, og et nøytr alt atom som donerer en tom elektroncelle kalles en akseptor. Den dannede bindingen kalles donor-akseptor eller koordinasjon, for ikke å glemme at det er et spesielt tilfelle av den klassiske kovalente bindingen. Ammoniumionet, hvis formel er NH4+, inneholder fire kovalente bindinger. Av disse er tre som kombinerer nitrogen- og hydrogenatomer de vanlige kovalente artene, og den siste er en koordinasjonsbinding. Likevel er alle fire artene absolutt likeverdige med hverandre. Samspillet mellom vannmolekyler og Cu2+-ioner fortsetter på samme måte. I dette tilfellet dannes et makromolekyl av krystallinsk kobbersulfat.
Ammoniums alter: egenskaper og produksjon
I en addisjonsreaksjon resulterer interaksjonen mellom et hydrogenion og ammoniakk i dannelsen av et NH4+-ion. NH3-molekylet oppfører seg som en akseptor, derfor har det utt alte baseegenskaper. Reaksjonen med uorganiske syrer fører til utseendet av s altmolekyler: klorid, sulfat, ammoniumnitrat.
NH3 + HCl=NH4Cl
Prosessen med å løse opp ammoniakk i vann fører også til dannelsen av et ammoniumion, som kan oppnås ved ligningen:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Som et resultat øker konsentrasjonen av hydroksylpartikler i en vandig løsning av ammoniakk, også k alt ammoniumhydroksid. Dette fører til at reaksjonen til mediet blir alkalisk. Det kan bestemmes ved hjelp av indikatoren - fenolftalein, som endrer farge fra fargeløs til bringebær. De fleste av forbindelsene har form av fargeløse krystallinske stoffer, lett løselige i vann. I mange av deres manifestasjoner ligner de s alter av aktive metaller: litium, natrium, rubidium. De største likhetene kan finnes mellom kalium- og ammoniums alter. Dette forklares av de lignende størrelsene på radiene til kaliumioner og NH4+. Ved oppvarming brytes de ned og danner ammoniakkgass.
NH4Cl=NH3 + HCl
Reaksjonen er reversibel, siden produktene igjen kan samhandle med hverandre og danne et ammoniums alt. Når ammoniumkloridløsningen varmes opp, fordamper NH3-molekylene umiddelbart, slik at lukten av ammoniakk høres. Derfor er en kvalitativ reaksjon på ammoniumion den termiske dekomponeringen av dets s alter.
Hydrolyse
Ammoniakkvann viser egenskapene til en svak base, derfor gjennomgår s alter som inneholder NH4+ partikler en utvekslingsprosess med vann - hydrolyse. Løsninger av ammoniumklorid eller sulfat har en litt sur reaksjon, siden i demet overskudd av hydrogenkationer akkumuleres. Hvis du tilsetter alkali til dem, for eksempel natriumhydroksid, vil hydroksylpartikler binde hydrogenprotoner og danne vannmolekyler. For eksempel er hydrolysen av ammoniumklorid en utvekslingsreaksjon mellom s alt og vann, som fører til dannelsen av en svak elektrolytt - NH4OH.
Funksjoner ved termisk dekomponering av ammoniums alter
De fleste av forbindelsene i denne gruppen danner ved oppvarming gassformig ammoniakk, selve prosessen er reversibel. Men hvis s altet har utpregede oksiderende egenskaper, for eksempel, er ammoniumnitrat en av disse, når det oppvarmes, brytes det irreversibelt ned til nitrogenmonoksid og vann. Denne reaksjonen er en redoksreaksjon, der ammoniumionet er reduksjonsmidlet, og anionet til syreresten av nitratsyre er oksidasjonsmidlet.
Verdi av ammoniakkforbindelser
Både ammoniakkgassen i seg selv og de fleste av dens s alter har et bredt spekter av bruksområder innen industri, landbruk, medisin og hverdagsliv. Ved lavt trykk (ca. 7–8 atm.) blir gassen raskt flytende og absorberer en stor mengde varme. Derfor brukes den i kjøleenheter. I kjemiske laboratorier brukes ammoniumhydroksid som en svak flyktig base som er praktisk for eksperimenter. Mesteparten av ammoniakken brukes til å skaffe salpetersyre og dens s alter - viktig mineralgjødsel - nitrat. Ammoniumnitrat har et spesielt høyt nitrogeninnhold. Det brukes også i pyroteknikk og i rivingsarbeid for produksjoneksplosiver - ammonaler. Ammoniakk, som er ammoniumklorid, har funnet anvendelse i galvaniske celler, i produksjon av bomullsstoffer og i metallloddeprosesser.
Stoffet i dette tilfellet akselererer elimineringen av oksidfilmer på metalloverflaten, som omdannes til klorider eller reduseres. I medisin brukes ammoniakk, som har en skarp lukt, som et middel til å gjenopprette bevisstheten etter at en pasient besvimer.
I artikkelen vår undersøkte vi egenskapene og anvendelsen av ammoniumhydroksid og dets s alter i ulike industrier og medisin.
