Amoniac là một chất khí có khả năng hòa tan tuyệt vời trong nước: có thể hòa tan tới 700 lít hợp chất ở dạng khí trong một lít nó. Kết quả là, không chỉ amoniac hydrat được hình thành, mà còn cả các hạt của nhóm hydroxyl, cũng như amoni. Đây là một ion sinh ra từ sự tương tác của các phân tử khí và các proton hydro tách ra khỏi nước. Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ xem xét các đặc tính và ứng dụng của nó trong công nghiệp, y học và cuộc sống hàng ngày.
Các hạt amoni được hình thành như thế nào
Một trong những loại liên kết hóa học phổ biến nhất, đặc trưng của cả hợp chất vô cơ và chất hữu cơ, là liên kết cộng hóa trị. Nó có thể được hình thành cả bằng cách chồng lên các đám mây electron với kiểu quay ngược lại - spin, và với sự trợ giúp của cơ chế cho-nhận. Bằng cách này, amoni được hình thành, công thức của nó là NH4+. Trong trường hợp này, liên kết hóa học được hình thành bằng cách sử dụng quỹ đạo tự do của một nguyên tửvà một đám mây electron chứa hai electron. Nitơ cung cấp cho ion đó một cặp hạt âm riêng của nó, và proton hydro có một quỹ đạo 1s tự do. Tại thời điểm tiếp cận hai đám mây electron của nitơ trở thành chung cho nó và nguyên tử H. Cấu trúc này được gọi là đám mây electron phân tử, trong đó liên kết cộng hóa trị thứ tư được hình thành.
Cơ chế nhận nhà tài trợ
Hạt cung cấp một cặp electron được gọi là chất cho, và nguyên tử trung hòa tạo ra ô electron trống được gọi là chất nhận. Liên kết được hình thành được gọi là cho-nhận hoặc phối trí, đừng quên rằng nó là một trường hợp đặc biệt của liên kết cộng hóa trị cổ điển. Ion amoni, có công thức là NH4+, chứa bốn liên kết cộng hóa trị. Trong số này, ba loại kết hợp các nguyên tử nitơ và hydro là loại cộng hóa trị thông thường, và loại cuối cùng là liên kết phối trí. Tuy nhiên, cả bốn loài đều hoàn toàn tương đương với nhau. Tương tác giữa các phân tử nước và ion Cu2 +diễn ra tương tự. Trong trường hợp này, một đại phân tử của đồng sunfat tinh thể được hình thành.
Muối amoni: tính chất và sản xuất
Trong phản ứng cộng, sự tương tác của ion hydro và amoniac dẫn đến sự hình thành ion NH4+. Phân tử NH3hoạt động như một chất nhận, do đó nó có đặc tính bazơ rõ rệt. Phản ứng với axit vô cơ dẫn đến sự xuất hiện của các phân tử muối: clorua, sunfat, amoni nitrat.
NH3+ HCl=NH4Cl
Quá trình hòa tan amoniac trong nước cũng dẫn đến sự hình thành ion amoni, có thể thu được bằng phương trình:
NH3+ H2O=NH4++ OH-
Kết quả là, nồng độ của các hạt hydroxyl tăng lên trong dung dịch nước amoniac, còn được gọi là amoni hydroxit. Điều này dẫn đến thực tế là phản ứng của môi trường trở thành kiềm. Nó có thể được xác định bằng cách sử dụng chất chỉ thị - phenolphtalein, chất này sẽ thay đổi màu sắc của nó từ không màu sang màu mâm xôi. Hầu hết các hợp chất có dạng tinh thể không màu, dễ tan trong nước. Trong nhiều biểu hiện của chúng, chúng giống với muối của các kim loại hoạt động: liti, natri, rubidi. Có thể tìm thấy những điểm tương đồng lớn nhất giữa muối kali và muối amoni. Điều này được giải thích là do kích thước bán kính của ion kali và NH4+tương tự nhau. Khi đun nóng, chúng bị phân hủy tạo thành khí amoniac.
NH4Cl=NH3 + HCl
Phản ứng là thuận nghịch, vì các sản phẩm của nó có thể tương tác lại với nhau để tạo thành muối amoni. Khi đun nóng dung dịch amoni clorua, các phân tử NH3bay hơi ngay nên nghe mùi amoniac. Do đó, một phản ứng định tính đối với ion amoni là sự phân hủy nhiệt của các muối của nó.
Thủy phân
Nước amoniac thể hiện tính chất của một bazơ yếu, do đó các muối có chứa các hạt NH4+trải qua quá trình trao đổi với nước - thủy phân. Các dung dịch amoni clorua hoặc sunfat có phản ứng hơi axit, vì trong chúngtích lũy dư thừa cation hydro. Nếu bạn thêm kiềm vào chúng, chẳng hạn như natri hydroxit, thì các hạt hydroxyl sẽ liên kết các proton hydro để tạo thành phân tử nước. Ví dụ, quá trình thủy phân amoni clorua là phản ứng trao đổi giữa muối và nước, dẫn đến sự hình thành chất điện ly yếu - NH4OH.
Tính năng phân hủy nhiệt của muối amoni
Hầu hết các hợp chất của nhóm này, khi đun nóng sẽ tạo thành amoniac ở dạng khí, quá trình này tự nó có thể đảo ngược. Tuy nhiên, nếu muối có đặc tính oxy hóa rõ rệt, ví dụ, amoni nitrat là một trong số này, thì khi đun nóng, nó sẽ phân hủy không thể đảo ngược thành nitơ monoxit và nước. Phản ứng này là một phản ứng oxi hóa khử, trong đó ion amoni là chất khử và anion của dư axit của axit nitrat là chất oxi hóa.
Giá trị của các hợp chất amoniac
Bản thân khí amoniac và hầu hết các muối của nó đều có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, y học và đời sống hàng ngày. Ở áp suất thấp (khoảng 7–8 atm.), Chất khí nhanh chóng hóa lỏng, hấp thụ một lượng lớn nhiệt. Do đó, nó được sử dụng trong các đơn vị điện lạnh. Trong các phòng thí nghiệm hóa học, amoni hiđroxit được dùng làm bazơ yếu dễ bay hơi thuận tiện cho các thí nghiệm. Hầu hết amoniac được sử dụng để thu được axit nitrat và muối của nó - phân khoáng quan trọng - nitrat. Amoni nitrat có hàm lượng nitơ đặc biệt cao. Nó cũng được sử dụng trong pháo hoa và công việc phá dỡ để sản xuấtchất nổ - ammonals. Amoniac, là amoni clorua, đã được ứng dụng trong các tế bào mạ, trong sản xuất vải bông và trong quá trình hàn kim loại.
Chất trong trường hợp này đẩy nhanh quá trình loại bỏ màng oxit trên bề mặt kim loại, chúng được chuyển thành clorua hoặc bị khử. Trong y học, amoniac, có mùi hăng, được sử dụng như một phương tiện giúp phục hồi ý thức sau khi bệnh nhân ngất xỉu.
Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi đã xem xét các đặc tính và ứng dụng của amoni hydroxit và muối của nó trong các ngành công nghiệp và y học khác nhau.
