Аміак

Відео: нашатирний спирт (аміак розчин 10%). КОРИСТЬ ДЛЯ САДУ ТА ГОРОДУ

Аміак, аміак, амоняк, NH 3 - неорганічна сполука, безбарвний газ з різким задушливим запахом, легший за повітря, добре розчинний у воді. Отримують каталітичним синтезом з азоту і водню під тиском. Використовують переважно для виробництва азотних добрив, вибухових речовин і азотної кислоти. Рідкий аміак використовується в холодильних установках. Водний розчину аміаку (нашатирний спирт) застосовується в медицині.
Аміак - безбарвний газ з характерним різким запахом і їдким смаком. Він майже в два рази легше від повітря. При -33,35 ° С і нормальному тиску аміак зріджується в безбарвну рідину, а при -77,75 ° С замерзає, перетворюючись в безбарвну кристалічну масу. Його зберігають і транспортують в рідкому стані в сталевих балонах під тиском 6-7 атм.
У воді аміак розчиняється дуже добре: при 0 ° С і нормальному тиску в 1 об`ємі води розчиняється близько 1200 об`ємів NH 3, а при 20 ° С - 700 обсягів. Концентрований розчин містить 25% NH 3 і має щільність 0,91 г / см 3. Розчин аміаку у воді називають аміачною водою або нашатирним спиртом. Звичайний медичний нашатирний спирт містить 10%: NH 3. Різниця між нашатирним спритністю і аміачною водою полягає в тому, що в нашатирному спирті відсоток аміаку 3-10%, а в амічній воді від 10% і більше. При нагріванні розчину аміак легко випаровується.
Молекули аміаку утворюються за допомогою ковалентних зв`язків. Електронна і структурна формули молекули аміаку такі:
Н .. |: N: Н і N - Н .. | Н
Однак зв`язку N - Н в молекулі аміаку полярні, так електронна пара зміщена до атома азоту. Тому атом азоту має негативний заряд, а атом водню - позитивний. У хімічному відношенні аміак є відновником, а сам звичайно окислюється до вільного азоту. Так, в атмосфері кисню аміак горить за реакцією:
Аміак також легко відновлює монооксид міді до металічної міді при високій температурі з реакцією:
При розчиненні аміаку в воді частина його молекул взаємодіє з водневими іонами води з утворенням складного катіона амонію NH 4 +, який грає роль одновалентного металу (група амонію NH 4 у вільному стані не існує, а тільки у вигляді катіона NH 4 +). Разом з тим відповідна кількість гідроксильних груп OH - води звільняється. Цей процес рівноважний. Його можна зобразити таким рівнянням:
Гідроксильнігрупи, в свою чергу, поєднуючись з катіоном амонію, утворюють з`єднання NH 4 OH, яку називають гідроксидом амонію:


Внаслідок цих процесів у водному розчині аміаку встановлюється подвійна рівновага: з одного боку, між молекулами аміаку NH 3 і молекулами води H 2 O і іонами амонію NH 4 + і іонами гідроксилу і з іншого - між молекулами гідроксиду амонію NH 4 OH і тими ж іонами амонію і гідроксилу:
Звідси випливає, що в розчині аміаку в рівновазі одночасно існують молекули аміаку, води та гідроксиду амонію і іони амонію і гідроксилу.
Гідроксид амонію являє собою дуже нестійке речовина і може існувати лише в розчині. При нагріванні розчину рівновага зміщується вліво, і розчин розкладається на вихідні речовини. Це розклад частково відбувається і при звичайній температурі, тому розчини аміаку завжди мають специфічний запах. При тривалому кип`ятінні розчину можна повністю видалити аміак. Цим іноді користуються в лабораторіях для отримання невеликих кількостей аміаку.
Розчин гідроксиду амонію має милк смак і забарвлює червоний лакмус в синій колір. Отже, NH 4 OH є основа, хоча і дуже слабка. Тому лише незначна частина молекул розпадається на іони:
З кислотами розчин гідроксиду амонію утворює солі, наприклад:
Але солі амонію можуть утворюватися і при взаємодії кислот з аміаком. При цьому молекули аміаку приєднують водневі іони кислоти і перетворюються в катіони амонію:
У лабораторних умовах аміак добувають звичайно нагріванням суміші хлориду амонію NH 4 Cl з гашеним вапном Ca (OH) 2. Процес утворення аміаку при цьому відбувається в дві стадії: спочатку виникає гідроксид амонію, а потім він розкладається з виділенням аміаку:


Іноді аміак добувають нагріванням до кипіння концентрованого розчину аміаку (гідроксиду амонію). При цьому NH 3 утворюється по реакції, наведеної вище.
У техніці головним способом добування аміаку є прямий синтез його з азоту і водню по реакції:
Ця реакція відбувається лише при дуже високому тиску (кілька сот атмосфер), високій температурі і наявності каталізатора.
На сучасних заводах синтез проводять в більшості випадків при тисках 250-350 атм, а іноді навіть при 700-1000 атм. Чим більший тиск, тим більше рівновага реакції зміщується в бік утворення NH 3, тобто в бік збільшення виходу аміаку. Але процес при дуже високому тиску дуже дорогий і економічно невигідний. Температуру підтримують близько 400-450 ° С. Нижче 400 ° С реакція відбувається дуже повільно, а вище 450 - 500 ° С аміак помітно розкладається на азот і водень. Каталізатором служить губчасте залізо з домішками оксидів калію, алюмінію та інших речовин.
При цьому слід ще раз зазначити, що не вся азотоводнева суміш перетворюється в аміак навіть при високому тиску. Частина залишається непрореагованою. Тому що отримується аміак відділяють від непрореагованоі суміші зрідження його під тиском, а до решти суміші додають нові порції азоту-водневої суміші і знову направляють на синтез.
Значні кількості аміаку отримують як побічний продукт при коксуванні кам`яного вугілля. У кам`яному вугіллі, як уже говорилося, міститься від 1 до 2,5% азоту. При коксуванні вугілля велика частина цього азоту виділяється у вигляді аміаку. Його видаляють, з коксового газу пропусканням газу через воду. При цьому аміак розчиняється і утворює так звану аміачну воду. Цю воду нейтралізують сірчаною кислотою і одержують сульфат амонію, який використовується в якості азотного добрива.
До кінця минулого століття цей спосіб був єдиним промисловим способом добування аміаку. Лише в 20-х роках ХХ століття, коли поширився синтетичний спосіб, він втратив своє значення.
Аміак - один з найважливіших продуктів сучасної хімічної промисловості. Головною галуззю його застосування є виробництво азотної кислоти та азотних добрив. Крім того, аміак використовують для виробництва багатьох інших хімічних продуктів. Останнім часом зріджений аміак і водний розчин аміаку стали широко застосовувати безпосередньо як азотне добриво.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!