Химические свойства. Образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму - Аммиак

    1. Аммиак - основание Льюиса. Его раствор в воде (аммиачная вода, нашатырный спирт) имеет щелочную реакцию (лакмус - синий; фенолфталеин - малиновый) из-за образования гидроксида аммония. 2. Аммиак реагирует с кислотами с образованием солей аммония.

NH3 + HCl = NH4Cl

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

NH3 + H2O + CO2 =NH4HCO3

3. Аммиак - восстановитель (окисляется до N2+1O или N+2O)

Разложение при нагревании

2N-3H3 - t° = N20 + 3H2

Горение в кислороде

A) без катализатора

4N-3H3 + 3O2 = 2N20 + 6Н2O

B) каталитическое окисление (kat = Pt)

4N-3H3 + 5O2 = 4N+2O + 6Н2O

Восстановление оксидов некоторых металлов

3Cu+2O + 2N-3H3 = 3Cu0 + N20 + 3Н2O

При пропускании струи аммиака над нагретой CuO он окисляется до свободного азота. Окисление аммиака озоном ведет 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 счет образования Н-связей. Однако они сравнительно слабы (около 4,2 кДж/моль). Вязкость жидкого аммиака почти в семь раз меньше вязкости воды. Его плотность (0,68 и 0,61 г/см3 соответственно при -33 и +20 °С) также значительно меньше, чем у воды. Электрический ток жидкий аммиак практически не проводит, так как электролитическая диссоциация по схеме:

NH3 + NH3 ? NH4+ + NH2- ничтожно мала: ионное произведение [NH4+][NH2-] = 2-10-33 (при -50 °С).

Для химической характеристики аммиака основное значение имеют реакции трех типов: присоединения, замещения водорода и окисления.

Наиболее характерные для аммиака реакции присоединения. В частности, при действии его на многие соли легко образуются кристаллические аммиакаты состава СаСl2-8NH3, CuSO4-4NH3 и т. п., по характеру образования и устойчивости похожие на кристаллогидраты.

При растворении аммиака в воде происходит частичное образование гидроксида аммония. 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). Анализ данных по распределению NH3 между водой и органическими жидкостями показывает, что в гидратированной форме находится более 90% всего растворенного в воде аммиака.

Интересным свойством молекул аммиака является их способность к структурной инверсии, т. е. к "выворачиванию наизнанку" путем прохождения атома азота сквозь образованную атомами водорода плоскость основания пирамиды. Потенциальный барьер этой инверсии равен 25 кДж/моль, осуществлять ее могут лишь молекулы, достаточно богатые энергией.

Похожие статьи




Химические свойства. Образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму - Аммиак

Предыдущая | Следующая