Учитель химии: Смирнова Марина Александровна Выполнили: Виноградова Надежда, Капустина Ксения ученицы 11а класса

Аммиак Аммиак. Один из самых простых с химической точки зрения процессов гидрирования – синтез аммиака из водорода и азота. Азот весьма инертное вещество. Для разрыва связи N–N в его молекуле необходима энергия порядка 200 ккал/моль. Однако азот связывается с поверхностью железного катализатора в атомарном состоянии, и для этого нужно всего 20 ккал/моль. Водород связывается с железом еще более охотно. Синтез аммиака протекает следующим образом: Этот пример иллюстрирует способность катализатора ускорять в равной степени как прямую, так и обратную реакцию, т.е. тот факт, что катализатор не изменяет положение равновесия химической реакции

Строение молекулы аммиака Молекулярная формула аммиака NH 3 Следовательно, молекула аммиака состоит из одного атома азота и трёх атомов водорода. Атом азота связан с атомами водорода ковалентной полярной связью. Общие электронные пары частично смещены к атому азота, и молекула аммиака полярна. При этом у атома азота остаётся неподеленная электронная пара, которая принадлежит только ему. В пространстве молекула аммиака имеет форму пирамиды. В твёрдом состоянии аммиак имеет молекулярную кристаллическую решётку

Физические свойства: Аммиак - это бесцветный газ с характерным резким запахом. Жидкий аммиак при испарении вызывает сильное охлаждение. Испарение жидкого аммиака используют в холодильных установках. Аммиак очень хорошо растворим в воде: 1 объем воды растворяет при комнатной температуре около 700 объёмов аммиака. Водный раствор аммиака называется нашатырным спиртом или аммиачной водой

Химические свойства: Аммиак - активное вещество. Взаимодействие его с другими веществами связано либо с наличием неподелённой электронной пары у атома азота, либо с изменением степени окисления атомов азота

Взаимодействие аммиака с водой Благодаря наличию неподелённой электронной пары у атома азота ион водорода воды может присоединиться к атому азота по месту неподелённой электронной пары. В результате реакции образуется новое вещество - гидроксид аммония NH 4 OH. Это растворимое основание - щёлочь. Но в отличие от щелочей, образованных металлами, эта щёлочь образована ионом аммония [NH4]+ и гидроксид-анионом OH-. Как электролит, гидроксид аммония диссоциирует согласно уравнению: Ион аммония [NH4]+ - имеет зеряд 1+ и валентность I. Гидроксид-анион OH- обусловливает раствору гидроксида аммония щелочную среду. Поэтому раствор гидроксида аммония окрашивает фенолфталеин в малиновый цвет. Гидроксид аммония NH4OH - слабый электролит, т.к. легко распадается на исходные аммиак и воду:

Вывод: При взаимодействии аммиака с водой образуется гидроксид аммония NH4OH; Гидроксид аммония - слабая щёлочь; Это щёлочь, т.к. в растворе гидроксида аммония присутствуют ионы OH-, и фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет; Слабая щёлочь, т.к. распадается на аммиак и воду

Взаимодействие аммиака с кислотами Благодаря наличию неподелённой электронной пары у атома азота ион водорода молекулы кислоты может присоединиться к атому азота молекулы аммиака по месту неподелённой электронной пары. Причём, одна молекула аммиака может присоединить лишь один ион водорода. При таком взаимодействии образуется ион аммония - [NH4]+. Ион аммония [NH4]+ - имеет зеряд 1+ и валентность I. Продукты взаимодействия аммиака с кислотами называются соли аммония. (соль - хлорид аммония) (соль - сульфат аммония)

Взаимодействие аммиака с кислородом 1. При горении аммиака образуется азот и вода. N -3 H 3 +O -2 2 =N 0 2 +H 2 O -2. 4NH 3 +3O 2 =2N 2 +6 H 2 O. 2N -3 -6e = 2N 0 2 окисление (восстановитель) 2O 0 +4e = 2O -2 3 восстановление (окислитель) 2. В присутствии катализатора (сплав платины Pt и родия Rh) аммиак окисляется кислородом до оксида азота (II). N -3 H 3 +O 0 2 =N +2 O -2 +H 2 O. 4NH 3 +5O 2 =4N O +6H 2 O. 2N -3 -5e = 2N +2 4 окисление (восстановитель) 2O 0 +4e = 2O -2 5 восстановление (окислитель)

Применение аммиака

Лабораторный способ получения аммиака В лаборатории аммиак обычно получают, нагревая хлорид аммония NH4Cl с гашеной известью Ca(OH)2. Обратите внимание на то, что в результате реакции кроме аммиака выделяется вода. В связи с этим пробирку с реакционной смесью размещают параллельно столу и, даже немного наклоняя пробирку отверстием вниз. В противном случае капельки воды попадают на разогретую часть пробирки, и пробирка может лопнуть. Аммиак собирают вытеснением воздуха, держа сосуд дном вниз, т.к. аммиак легче воздуха. Аммиак можно обнаружить по запаху и, поднеся влажную фенолфталеиновую бумагу к отверстию пробирки или: 2NH 4 Cl+Ca(OH) 2 =CaCl 2 +2NH 3 +2H 2 O.

Задача Азот объёмом 56 л (н/у) прореагировал с водородом (водород в избытке). Массовая доля выхода аммиака составила 50%. Рассчитайте массу полученного аммиака.

Дано: Решение: V (N 2 )= 56 л W в (NH 3 )=50% Найти: m пр (NH 3 )-?

Решение: 1. рассчитываем количество вещества азота, взятого для реакции: n (N 2 )= V (N 2 )/ V m ; n (N 2 )= 56л/22,4 л/моль = 2, 5 моль 2. составляем уравнение реакции получения аммиака: 3H 2 + N 2 = 2NH 3 Из уравнения следует: n (NH 3 ) = 2n(N 2 ) n (NH 3 ) = 2* 2,5 моль = 5 моль 3. вычисляем массу аммиака, который образуется при количественном выходе : m (NH 3 )= NH 3 * M (NH 3 ) m (NH 3 ) = 5 моль * 17 г/моль = 85 г 4. учитывая выход продукта, рассчитываем массу полученного аммиака: m пр (NH 3 )= m (NH 3 ) * W в (NH 3 ) / 100 m пр (NH 3 )= 85 г * 50 / 100 = 42, 5 г ОТВЕТ : m пр (NH 3 )= 42, 5 г