Что такое аммиак? Формула и свойства аммиака
Аммиак. Физические и химические свойства. Получение и применение.
Аммиак
Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине. Три неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода связи N-H , четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать донорно-акцепторную связь с ионом водорода, образуя ион аммония NH 4. Благодаря тому, что не связывающее двухэлектронное облако строго ориентировано в пространстве, молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде. В жидком аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями. Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения tкип. Это в некоторой степени объясняется тем, что прочность этих связей в жидком аммиаке существенно ниже, чем у воды, а так же тем, что в молекуле аммиака имеется лишь одна пара неподелённых электронов, в отличие от двух пар в молекуле воды, что не дает возможность образовывать разветвлённую сеть водородных связей между несколькими молекулами. Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счёт образования водородных связей. Жидкий аммиак практически не проводит электрический ток. Жидкий аммиак — хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений. Твёрдый аммиак — бесцветные кубические кристаллы. Благодаря наличию неподеленной электронной пары во многих реакциях аммиак выступает как нуклеофил или комплексообразователь. Так, он присоединяет протон, образуя ион аммония:. Взаимодействуя с кислотами даёт соответствующие соли аммония:. Амиды щелочных металлов получают, действуя на них аммиаком:. Амиды, имиды и нитриды ряда металлов образуются в результате некоторых реакций в среде жидкого аммиака. Нитриды можно получить нагреванием металлов в атмосфере азота. Амиды металлов являются аналогами гидроксидов. Эта аналогия усиливается тем, что ионы ОН - и NH 2 - , а также молекулы Н 2 O и NH 3 изоэлектронны. Амиды являются более сильными основаниями, чем гидроксиды, а следовательно, подвергаются в водных растворах необратимому гидролизу:. Подобно водным растворам щелочей, аммиачные растворы амидов хорошо проводят электрический ток, что обусловлено диссоциацией:. Фенолфталеин в этих растворах окрашивается в красный цвет, при добавлении кислот происходит их нейтрализация. Растворимость амидов изменяется в такой же последовательности, что и растворимость гидроксидов: При нагревании аммиак проявляет восстановительные свойства. Так, он горит в атмосфере кислорода, образуя воду и азот. Окисление аммиака воздухом на платиновом катализаторе даёт оксиды азота, что используется в промышленности для получения азотной кислоты:. На восстановительной способности NH 3 основано применение нашатыря NH 4 Cl для очистки поверхности металла от оксидов при их пайке:. Окисляя аммиак гипохлоритом натрия в присутствии желатина получают гидразин:. С галогеноалканами аммиак вступает в реакцию нуклеофильного присоединения, образуя замещённый ион аммония способ получения аминов:. С карбоновыми кислотами, их ангидридами, галогенангидридами, эфирами и другими производными даёт амиды. Жидкий аммиак, хотя и в незначительной степени, диссоциирует на ионы, в чём проявляется его сходство с водой:. Жидкий аммиак, как и вода, является сильным ионизирующим растворителем, в котором растворяется ряд активных металлов: Растворимость щелочных металлов в жидком NH 3 составляет несколько десятков процентов. В жидком аммиаке NH 3 также растворяются некоторые интерметаллиды, содержащие щелочные металлы, например Na 4 Pb 9. Разбавленные растворы металлов в жидком аммиаке окрашены в синий цвет, концентрированные растворы имеют металлический блеск и похожи на бронзу. При слабом нагревании эти комплексы разлагаются на металл и NH 3. Растворенный в NH 3 металл постепенно реагирует с образованием амида:. Получающиеся в результате реакции с аммиаком амиды металлов содержат отрицательный ион NH 2 - , который также образуется при самоионизации аммиака. Таким образом, амиды металлов являются аналогами гидроксидов. Скорость реакции возрастает при переходе от Li к Cs. Реакция значительно ускоряется в присутствии даже небольших примесей H 2 O. Металлоаммиачные растворы обладают металлической электропроводностью, в них происходит распад атомов металла на положительные ионы и сольватированные электроны, окруженные молекулами NH 3. Металлоаммиачные растворы, в которых содержатся свободные электроны, являются сильнейшими восстановителями. Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Он образуется при метаболизме белков, аминокислот и других азотистых соединений. Мочевина затем выводится почками, причём часть мочевины может быть конвертирована печенью или почками обратно в аммиак. По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Аммиак обладает как местным, так и резорбтивным действием. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это мы и воспринимаем как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении поглощает тепло, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Следовательно, если чувствуется запах аммиака, то работать без средств защиты уже опасно. При действии в очень высоких концентрациях аммиак вызывает поражение кожи: Предельно допустимая концентрация аммиака в атмосферном воздухе населённых пунктов равна: В мире максимальная концентрация аммиака в атмосфере больше 1 миллиграмма на кв. В основном используется для производства азотных удобрений нитрат и сульфат аммония, мочевина , взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды по аммиачному методу и других продуктов химической промышленности. Жидкий аммиак используют в качестве растворителя. В холодильной технике используется в качестве холодильного агента. Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота:. Это так называемый процесс Габера немецкий физик, разработал физико-химический основы метода. Реакция происходит с выделением тепла и понижением объёма. Однако скорость реакции при низких температурах ничтожно мала, а при высоких увеличивается скорость обратной реакции. Проведение реакции при очень высоких давлениях требует создания специального, выдерживающего высокое давление оборудования, а значит и больших капиталовложений. Применение катализатора пористое железо с примесями Al 2 O 3 и K 2 O позволило ускорить достижение равновесного состояния. Интересно, что при поиске катализатора на эту роль пробовали более 20 тысяч различных веществ. Учитывая все вышеприведённые факторы, процесс получения аммиака проводят при следующих условиях: Это оказывается более экономичным, чем достижение более высокого выхода реакции за счёт повышения давления. Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:. Для осушения аммиака его пропускают через смесь извести с едким натром. Очень сухой аммиак можно получить, растворяя в нём металлический натрий и впоследствии перегоняя. Это лучше делать в системе, изготовленной из металла под вакуумом. Система должна выдерживать высокое давление при комнатной температуре пары аммиака оказывают давление около 10 атмосфер. В промышленности аммиак осушают в абсорбционных колоннах. Главная Опубликовать работу О сайте. Сохрани ссылку на реферат в одной из сетей: Химические свойства Благодаря наличию неподеленной электронной пары во многих реакциях аммиак выступает как нуклеофил или комплексообразователь. Так, он присоединяет протон, образуя ион аммония: Амиды щелочных металлов получают, действуя на них аммиаком: Амиды являются более сильными основаниями, чем гидроксиды, а следовательно, подвергаются в водных растворах необратимому гидролизу: Окисление аммиака воздухом на платиновом катализаторе даёт оксиды азота, что используется в промышленности для получения азотной кислоты: С галогеноалканами аммиак вступает в реакцию нуклеофильного присоединения, образуя замещённый ион аммония способ получения аминов: Жидкий аммиак Жидкий аммиак, хотя и в незначительной степени, диссоциирует на ионы, в чём проявляется его сходство с водой: Растворенный в NH 3 металл постепенно реагирует с образованием амида: Биологическая роль Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Физиологическое действие По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Применение В основном используется для производства азотных удобрений нитрат и сульфат аммония, мочевина , взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды по аммиачному методу и других продуктов химической промышленности. Получение Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота: Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:
Содержащие его баллоны должны быть окрашены в жёлтый цвет и иметь чёрную надпись "Аммиак". Аммиак представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом "нашатырного спирта". Растворимость его в воде больше, чем всех других газов: Жидкий аммиак является хорошим растворителем для очень большого числа органических соединений, а также многих неорганических. Из солей лучше других растворимы производные аммония и щелочных металлов, причём по ряду Cl-Br-I растворимость солей возрастает. Подобный же ход изменения растворимости галогенидов характерен и для ряда других катионов. Хорошо растворимы в жидком аммиаке также многие нитраты и КМnO4. Напротив, оксиды, фториды, сульфаты и карбонаты, как правило, в нём нерастворимы. Пользуясь различием растворимости солей в жидком NH3 и воде, можно иногда осуществлять обращение обычно наблюдаемых реакций ионного обмена. Например, равновесие по схеме: Характерным свойством аммиака как ионизирующего растворителя является его резко выраженное выравнивающее влияние на диссоциацию различных электролитов. Хлориды обычно бывают диссоциированы несколько менее, а иодиды - несколько более, соответствующих бромидов. Особенностью жидкого аммиака является его способность растворять наиболее активные металлы, причём последние подвергаются ионизации. Центральной частью такого сложного аниона является свободный электрон, находящийся в поляризационном взаимодействии с окружающей средой полярон. При более высоких концентрациях Na его раствор приобретает вид бронзы и проявляет металлическую электропроводность, т. Длительное хранение растворов натрия в жидком аммиаке сопровождается их обесцвечиванием в результате очень медленной реакции по схеме: Растворённый в аммиаке металл имеет тенденцию к отщеплению валентных электронов, что создаёт возможность проведения своеобразных реакций вытеснения. Например, пользуясь растворимостью в жидком аммиаке КСl и нерастворимостью СаСl2, можно осуществить выделение калия кальцием по схеме: Имеется интересное указание на то, что пропитка жидким аммиаком сильно повышает пластичность древесины. Это позволяет сравнительно легко придавать ей те или иные заданные формы, которые после удаления аммиака сохраняются. Влияние температуры на растворимость иллюстрируется приводимыми ниже данными, показывающими число весовых частей NH3, поглощаемое одной весовой частью воды под давлением аммиака, равным атмосферному: Максимальной электропроводностью обладает при обычных условиях приблизительно 3 н раствор аммиака. Растворимость его в органических растворителях значительно меньше, чем в воде. Образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму. Аммиак - основание Льюиса. Его раствор в воде аммиачная вода, нашатырный спирт имеет щелочную реакцию лакмус - синий; фенолфталеин - малиновый из-за образования гидроксида аммония. Аммиак реагирует с кислотами с образованием солей аммония. Восстановление оксидов некоторых металлов. При пропускании струи аммиака над нагретой CuO он окисляется до свободного азота. Окисление аммиака озоном ведёт к образованию NH4NO3. Интересно, что некоторое участие в таком окислении принимает, по-видимому, и смешанный с озоном обычный кислород. Аммиак является хорошим горючим реактивного топлива. Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счёт образования Н-связей. Вязкость жидкого аммиака почти в семь раз меньше вязкости воды. Электрический ток жидкий аммиак практически не проводит, так как электролитическая диссоциация по схеме: Для химической характеристики аммиака основное значение имеют реакции трёх типов: Наиболее характерные для аммиака реакции присоединения. При растворении аммиака в воде происходит частичное образование гидроксида аммония: В этом соединении радикал аммоний NH4 играет роль одновалентного металла. Поэтому электролитическая диссоциация NH4OH протекает по основному типу: Объединяя оба эти уравнения, получаем общее представление о равновесиях, имеющих место в водном растворе аммиака: Из-за наличия этих равновесий водный раствор аммиака часто называемый просто "аммиаком" имеет резкий запах. Гидроксид аммония является одним из важнейших химических реактивов, разбавленные растворы которого "нашатырный спирт" применяются также в медицине и домашнем хозяйстве при стирке белья и выводе пятен. Для паровой фазы над водно-аммиачным раствором установлено наличие равновесия по схеме: Молекула NH3 имеет структуру треугольной пирамиды с атомом азота в вершине. Электроны связей Н-N довольно сильно смещены от водорода к азоту, поэтому молекула аммиака в целом характеризуется значительной полярностью. Молекулы аммиака связаны слабыми водородными связями: Интересным свойством молекул аммиака является их способность к структурной инверсии, то есть к "выворачиванию наизнанку" путём прохождения атома азота сквозь образованную атомами водорода плоскость основания пирамиды. Скорость инверсии сравнительно невелика - она в раз меньше скорости ориентации молекул NH3 электрическим полем. Перевод свободного азота воздуха в связанное состояние осуществляется главным образом путём синтеза аммиака: Принцип смещения равновесия показывает, что наиболее выгодными для образования аммиака условиями являются возможно более низкая температура и возможно более высокое давление. Напротив, при более высоких температурах, когда равновесное состояние устанавливается быстро, ничтожно малым становится содержание аммиака в системе. Таким образом, техническое проведение рассматриваемого процесса оказывается как будто невозможным, так как, ускоряя достижение равновесия при помощи нагревания, мы одновременно смещаем его положение в невыгодную сторону. Существует, однако, средство ускорить достижение равновесного состояния без одновременного смещения равновесия. Таким часто помогающим средством является подходящий катализатор. Подходящим катализатором является металлическое железо с примесями Al2O3 и К2О. После выделения аммиака из газовой смеси последняя вновь вводится в цикл. В процессе поисков катализатора для синтеза аммиака было перепробовано около 20 тыс. Так как Н2S, CO, CO2, водяной пар и кислород быстро "отравляют" катализатор, подаваемая к нему азотоводородная смесь должна быть тщательно освобождена от них. При правильном технологическом режиме катализатор бесперебойно работает в течение нескольких лет. Для дальнейшего развития промышленности синтетического аммиака может оказаться существенным, что при давлениях в атм и выше синтез аммиака из азотоводородной смеси хорошо идёт и без специального катализатора. Особенно важно то обстоятельство, что при сверхвысоких давлениях наличие в исходных газах различных примесей не влияет на ход процесса. Синтез аммиака был практически реализован в г. В настоящее время этот синтез является основным промышленным методом получения связанного азота с ежегодной мировой выработкой, исчисляемой десятками миллионов тонн. Помимо прямого синтеза аммиака из элементов, некоторое промышленное значение для связывания азота воздуха имеет разработанный в г. При действии перегретого т. Разложение цианамида кальция водой медленно протекает при обычных температурах. Поэтому им можно пользоваться как азотным удобрением, внося его в почву задолго до посева. Наличие кальция делает его особенно пригодным для подзолистых почв. В лабораторного условиях NH3 получают путём обработки твёрдого NH4Cl насыщенным раствором КОН. Выделившийся газ может осушен пропусканием сквозь сосуд с твёрдым КОН или со свежепрокаленным оксидом кальция СаО. Применять для сушки H2SO4 и CaCl2 нельзя, так как аммиак образует с ними соединения. Аммиак можно собирать только по методу А , так как он легче воздуха и очень хорошо растворим в воде. Острое отравление аммиаком вызывает поражения глаз и дыхательных путей, одышку и воспаление лёгких. Средствами первой помощи служат свежий воздух, обильное промывание глаз водой, вдыхание водяного пара. Хроническое отравление аммиаком вызывает расстройство пищеварения, катары верхних дыхательных путей и ослабление слуха. Смеси аммиака с воздухом, содержащие от 16 до 28 объёмн. Он находит и медицинское применение. В частности, вдыхание его паров или приём внутрь капель на рюмку воды используется для снятия состояния сильного опьянения. Смазывание кожи нашатырным спиртом ослабляет действие укусов насекомых. Очень разбавленным нашатырным спиртом удобно протирать окна и мыть окрашенные масляной краской полы, более крепким - удалять следы от мух, чистить серебряные или никелированные предметы. При выводе пятен хорошие результаты дают во многих случаях следующие составы по объёму: Попавшую на одежду масляную краску рекомендуется оттирать кусочками ваты, смоченными сперва скипидаром, а затем нашатырным спиртом. Для удаления чернильного пятна обычно достаточно обработать его нашатырным спиртом и смыть водой. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http: Список литературы Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http: Неправильная кодировка в тексте? В работе не достает каких либо картинок? Вы можете скачать правильно отформатированную работу Скачать реферат. Ru - Дипломы, Курсовые и Рефераты на Заказ!
История московского футбола
Доверенность представлять интересы
Адаптационный период понятие компоненты характеристика
Актеры и роли фильма три мушкетера
Крем для лица советы косметолога