Аммиак и соли аммония

1. Строении молекулы NH 3 H δ+ N δ- H δ+ H δ+ H δ+ структурная структурная формула формула.... H : N : H.... H электронная формула Тип химической связи: ковалентная полярная

Три общие электронные пары смещены в сторону более электроотрицательного электрона N, молекула имеет форму треугольной пирамиды (тетраэдр) Возникает диполь: на Н δ + на N δ - на N δ -

Водородная связь – это химическая связь между атомами водорода одной молекулы и атомами сильно электроотрицательных элементов (фтора, кислорода, азота), имеющих неподеленные электронные пары, другой молекулы.

H H H H H H | | | | | | Н – N · · · H – N · · · H – N · · · | | | | | | H H H H H H К чему приводит появлении этой связи? - Происходит повышении температуры плавления и кипения веществ. Связь очень слабая ( в раз слабее ковалентной)

2. Физические свойства бесцветный газ с резким запахом, едким вкусом; бесцветный газ с резким запахом, едким вкусом; ядовит; ядовит; почти в 2 раза легче воздуха почти в 2 раза легче воздуха Д (NH 3 / возд. ) = М (NH 3 ) / М (возд.) = 17 г/моль / 29 г/моль = 0,58 Д (NH 3 / возд. ) = М (NH 3 ) / М (возд.) = 17 г/моль / 29 г/моль = 0,58 Д ( возд. / NH 3 ) = М (возд.) / М (NH 3 ) = 29 г/моль / 17 г/моль =1,7 Д ( возд. / NH 3 ) = М (возд.) / М (NH 3 ) = 29 г/моль / 17 г/моль =1,7

легко сжимается при t=-33,4 ºС и обычном давлении. При испарении NH 3 жид. дает сильное охлаждении (поглощает теплоту) – холодильные установки; легко сжимается при t=-33,4 ºС и обычном давлении. При испарении NH 3 жид. дает сильное охлаждении (поглощает теплоту) – холодильные установки; хорошо растворим в воде (в 1 объеме H 2 O – 710 объемов NH 3 ) хорошо растворим в воде (в 1 объеме H 2 O – 710 объемов NH 3 ) Водный раствор NH 3 (25% по массе) называется аммиачной водой или водным аммиаком. Нашатырный спирт – 10 % раствор NH 3 (в медицине). растворим в спирте, бензоле. растворим в спирте, бензоле.

3. Химические свойства I. Реакции, связанные с изменениим степени окисления азота: 1) Разложении при t (непрочное соединении) t t NH 3 N H 2 0 NH 3 N H 2 0 2N ̄ 3 – 6 ē N – в-ль, о-нии 2H ē H – о-ль, в-нии 623

2) Горении в кислороде ( при t, без катализатора) – некаталитическое окислении, т.е. смесь NH 3 и О 2 взрывоопасна при t t NH 3 + O 2 N H 2 О + Q NH 3 + O 2 N H 2 О + Q 2N ̄ 3 – 6 ē N – в-ль, о-нии O ē 2О – о-ль, в-нии

3) Каталитическое окислении NH 3 Катализаторы – Pt – оксиды Cr и Fе – оксиды Cr и Fе t, кат. t, кат. NH 3 + O 2 0 NO + H 2 O + Q NH 3 + O 2 0 NO + H 2 O + Q N ̄ 3 – 5 ē N – в-ль, о-нии O ē 2О – о-ль, в-нии

4) Взаимодействие с FeO (CuO) при нагревании t FeO + NH 3 Fe + N H 2 O FeO + NH 3 Fe + N H 2 O 2N ̄ 3 – 6 ē N – в-ль, о-нии Fe ē Fe – о-ль, в-нии Вывод: NH3 – сильнейший восстановитель, его атомы отдают ē

II. Реакции, связанные с образованиим ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму: 1) Взаимодействие с водой с образованиим аммиачной воды NH 3 + H 2 O NH 4 OH H + H H : N : H + H δ+ OH δ- Н : N : H ОН Н Н Н Н донор акцептор ион аммония донор акцептор ион аммония

Катион NH 4 + – играет роль катиона металла Катион NH 4 + – играет роль катиона металла Донор Акцептор Донор Акцептор Атом, предоставляющий Атом, приобретающий общую электронную пару общую электронную пару Атом, предоставляющий Атом, приобретающий общую электронную пару общую электронную пару

NH 4 OH NH OH - ион гидроксид ион гидроксид аммония ион аммония ион Среда щелочная Среда щелочная лакмус синий лакмус синий фенолфталеин малиновый фенолфталеин малиновый При температуре окраска исчезнет При температуре окраска исчезнет (Почему?) (Почему?)

Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи, которая возникает за счет свободной электронной пары, имеющейся у одного из атомов (а не за счет спаривания непарных ē) Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи, которая возникает за счет свободной электронной пары, имеющейся у одного из атомов (а не за счет спаривания непарных ē) Принято считать, что NH 3 в водных растворах содержится в виде гидратированных молекул NH 3 ·H 2 O (гидрат аммиака)

2) Взаимодействие с кислотами с образованиим солей аммония NH 3 + HCl NH 4 Cl хлорид аммония хлорид аммония Опыт: «дым без огня» - NH 3 кон. + HCl кон. на двух стеклянных палочках – между ними мельчайшие кристаллики NH 4 Cl Т.к. NH 3 реагирует с кислотами с образованиим солей аммония, то NH 3 можно считать основаниим.

Образует кислые и среднии соли: NH 3 + H 2 SO 4 NH 4 + HSO 4 - гидросульфат аммония гидросульфат аммония 2NH 3 + H 2 SO 4 (NH 4 ) 2 + SO 4 сульфат аммония сульфат аммония

Получении NH3 1) В промышленности прямым синтезом N 2 + 3H 2 2NH 3 р = 30 м Па – 100 м Па t = 400º c Катализатор – смесь порошков Al 2 O 3 +К 2 О

теплообменник катализатор турбокомпрессор сепаратор NH 3 холодильник N 2 + 3H 2 2NH 3

2) В лаборатории – собирают в перевернутый кверху дном сосуд t 2H 2 O t 2H 2 O а) 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 CaCl 2 + 2NH 4 ОН 2 NH 3 2 NH 3 б) NH4Cl NH 3 + HCl NH 4 ClCa(OH) 2 NH 3t

Применении NH3 1) Производство HNO 3 2) Получении азотных удобрений 3) Получении аммиачной воды В качестве удобрений В медицине В повседневной жизни (нашатырный спирт) (нашатырный спирт) 4) Получении взрывчатых веществ 5) Жидкий NH 3 хладагент

Соли аммония Соли аммония – это сложные вещества, в состав которых входят ионы NH 4 +, соединенные с кислотными остатками. Среднии соли: Кислые соли: NH 4 + Cl - - хлорид аммония (NH 4 ) 2 + HPO гидрофосфат аммония аммония (NH) 2 + SO сульфат (NH 4 ) + H 2 PO дигидрофосфат аммония фосфат аммония фосфат (NH 4 ) 3 + PO фосфат аммония аммония

NH 4 + катион (ион аммония) – играет роль катиона металла Cl - анион (хлорид-ион) – кислотный остаток

Физические свойства 1. Твердые кристаллические вещества сходны с солями 2. Хорошо растворимы в воде щелочных металлов 3. Имеют ионную кристаллическую решетку Cl - NH 4 + Cl - NH 4 +

Химические свойства I. Общие для всех солей а) сильные электролиты – диссоциация на ионы а) сильные электролиты – диссоциация на ионы (NH 4 ) 2 SO 4 2NH SO 4 2- NH 4 Cl NH Cl - б) взаимодействие с кислотами (если выпадает осадок или выделяется газ) б) взаимодействие с кислотами (если выпадает осадок или выделяется газ) (NH 4 ) 2 СO 3 + H 2 SO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O 2NH 4 + +CO H + +SO NH 4 + +SO CO 2 +H 2 O 2H + + CO 3 2- CO 2 + H 2 O

в) взаимодействие с солями (если выпадает осадок) NH 4 Cl + AgNO 3 NH 4 NO 3 + AgCl Ag + + Cl - AgCl белый творожистый белый творожистый (NH 4 ) 2 SO 4 + BaCl 2 BaSO 4 + 2NH 4 Cl Ba 2+ + SO 4 2- BaSO 4 белый белый

II. Специфические свойства солей аммония а) разложении при t (возгонка) а) разложении при t (возгонка) нагр. нагр. NH 4 Cl NH 3 + HCl NH 4 Cl NH 3 + HCl охл. охл. (NH 4 ) 2 SO 4 NH 3 + NH 4 HSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 NH 3 + NH 4 HSO 4 гидросульфат аммония гидросульфат аммония комн. t комн. t (NH 4 ) 2 CO 3 NH 3 + NH 4 HCO 3 (NH 4 ) 2 CO 3 NH 3 + NH 4 HCO º + 60º (NH 4 ) 2 CO 3 NH 3 + CO 2 + H 2 O (NH 4 ) 2 CO 3 NH 3 + CO 2 + H 2 O t NH 4 HСO 3 NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 HСO 3 NH 3 + CO 2 + H 2 O В пищев. пром-ти CO 2 разрыхляет тесто

б) со щелочами – взаимодействуют иначе, чем все соли: с образованиим NH 3 и Н 2 О – качественные реакции на ион NH 4 + NH 4 Cl + NaOH NH 4 OH + NaCl NH 3 H 2 O NH 3 H 2 O NH OH - NH 3 + H 2 O Признак реакции: лакмус, бумага (смоченная H 2 O) синеет.

Получении солей аммония 1) Взаимодействие NH 3 с кислотами NH 3 + HNO 3 [NH 4 ]NO 3 NH 3 + HNO 3 [NH 4 ]NO 3 2) При нейтрализации аммиачной воды кислотами (при избытке кислот многоосновных – кислые соли) NH 3 + H 2 SO 3 изб. NH 4 HSO 3 NH 3 + H 2 SO 3 изб. NH 4 HSO 3 2NH 3 + H 2 SO 3 ( NH 4)2 SO 3 2NH 3 + H 2 SO 3 ( NH 4)2 SO 3