Аммиачная вода химические свойства

Аммиак: получение и свойства

Аммиак

Строение молекулы и физические свойства

В молекуле аммиака NH₃ атом азота соединен тремя одинарными ковалентными полярными связями с атомами водорода:

Геометрическая форма молекулы аммиака — правильная треугольная пирамида. Валентный угол H-N-H составляет 107,3 о :

У атома азота в аммиаке на внешнем энергетическом уровне остается одна неподеленная электронная пара. Эта электронная пара оказывает значительное влиение на свойства аммиака, а также на его структуру. Электронная структура аммиака — тетраэдр , с атомом азота в центре:

Аммиак – бесцветный газ с резким характерным запахом. Ядовит. Весит меньше воздуха. Связь N-H — сильно полярная, поэтому между молекулами аммиака в жидкой фазе возникают водородные связи. При этом аммиак очень хорошо растворим в воде, т.к. молекулы аммиака образуют водородные связи с молекулами воды.

Способы получения аммиака

В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами. Поск ольку аммиак очень хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака используют твердые вещества.

Например , аммиак можно получить нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси происходит образование соли, аммиака и воды:

Тщательно растирают ступкой смесь соли и основания и нагревают смесь. Выделяющийся газ собирают в пробирку (аммиак — легкий газ и пробирку нужно перевернуть вверх дном). Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака.

Видеоопыт получения аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция можно посмотреть здесь.

Еще один лабораторный способ получения аммиака – гидролиз нитридов.

Например , гидролиз нитрида кальция:

В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

Процесс проводят при температуре 500-550 о С и в присутствии катализатора. Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа. В качестве катализатора используют губчатое железо с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния. Для полного использования исходных веществ применяют метод циркуляции непровзаимодействовавших реагентов: не вступившие в реакцию азот и водород вновь возвращают в реактор.

Более подробно про технологию производства аммиака можно прочитать здесь.

Химические свойства аммиака

1. В водном растворе аммиак проявляет основные свойства (за счет неподеленной электронной пары). Принимая протон (ион H + ), он превращается в ион аммония. Реакция может протекать и в водном растворе, и в газовой фазе:

Таким образом, среда водного раствора аммиака – щелочная. Однако аммиак – слабое основание . При 20 градусах один объем воды поглощает до 700 объемов аммиака.

Видеоопыт растворения аммиака в воде можно посмотреть здесь.

2. Как основание, аммиак взаимодействует с кислотами в растворе и в газовой фазе с образованием солей аммония.

Например , аммиак реагирует с серной кислотой с образованием либо кислой соли – гидросульфата аммония (при избытке кислоты), либо средней соли – сульфата аммония (при избытке аммиака):

Еще один пример : аммиак взаимодействует с водным раствором углекислого газа с образованием карбонатов или гидрокарбонатов аммония:

Видеоопыт взаимодействия аммиака с концентрированными кислотами – азотной, серной и и соляной можно посмотреть здесь.

В газовой фазе аммиак реагирует с летучим хлороводородом. При этом образуется густой белый дым – это выделяется хлорид аммония.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Видеоопыт взаимодействия аммиака с хлороводородом в газовой фазе (дым без огня) можно посмотреть здесь.

3. В качестве основания, водный раствор аммиака реагирует с растворами солей тяжелых металлов , образуя нерастворимые гидроксиды.

Например , водный раствор аммиака реагирует с сульфатом железа (II) с образованием сульфата аммония и гидроксида железа (II):

4. Соли и гидроксиды меди, никеля, серебра растворяются в избытке аммиака, образуя комплексные соединения – аминокомплексы.

Например , хлорид меди (II) реагирует с избытком аммиака с образованием хлорида тетрамминомеди (II):

Гидроксид меди (II) растворяется в избытке аммиака:

5. Аммиак горит на воздухе , образуя азот и воду:

Если реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то азот окисляется до NO:

6. За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя , например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием . С металлами реагирует только жидкий аммиак.

Например , жидкий аммиак реагирует с натрием с образованием амида натрия:

Также возможно образование Na₂NH, Na₃N.

При взаимодействии аммиака с алюминием образуется нитрид алюминия:

2NH₃ + 2Al → 2AlN + 3H₂

7. За счет азота в степени окисления -3 аммиак проявляет восстановительные свойства. Может взаимодействовать с сильными окислителями — хлором, бромом, пероксидом водорода, пероксидами и оксидами некоторых металлов. При этом азот окисляется, как правило, до простого вещества.

Например , аммиак окисляется хлором до молекулярного азота:

Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:

Оксиды металлов , которые в электрохимическом ряду напряжений металлов расположены справа — сильные окислители. Поэтому они также окисляют аммиак до азота.

Например , оксид меди (II) окисляет аммиак:

2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Источник

Аммиачная вода: получение, формула, применение

Бесцветный газ с резким запахом аммиак NH₃ не только хорошо растворяется в воде с выделением тепла. Вещество активно взаимодействует с молекулами H₂O с образованием слабой щелочи. Раствор получил несколько названий, одно из них — аммиачная вода. Соединение обладает удивительными свойствами, которые заключаются в способе образования, составе и химических реакциях.

Образование иона аммония

Образуется ион аммония с одним положительным зарядом и особым типом слабой ковалентной связи – донорно-акцепторной. По своим размерам, заряду и некоторым другим особенностям он напоминает катион калия и ведет себя подобно щелочным металлам. Необычное в химическом плане соединение реагирует с кислотами, образует соли, имеющие важное практическое значение. Названия, в которых отражены особенности получения и свойства вещества:

• аммиачная вода;
• гидроксид аммония;
• гидрат аммиака;
• едкий аммоний.

Меры предосторожности

Необходимо соблюдать осторожность при работах с аммиаком и его производными. Важно помнить:

1. Аммиачная вода имеет неприятный запах. Выделяющийся газ раздражает слизистую поверхность носовой полости, глаз, вызывает кашель.
2. При хранении нашатырного спирта в неплотно закрытых флаконах, ампулах выделяется аммиак.
3. Можно обнаружить без приборов, только по запаху даже небольшое количество газа в растворе и воздухе.
4. Соотношение между молекулами и катионами в растворе изменяется при разных рН.
5. При значении около 7 снижается концентрация токсичного газа NH₃, увеличивается количество менее вредных для живых организмов катионов NH₄ +

Получение гидроксида аммония. Физические свойства

При растворении аммиака в воде образуется аммиачная вода. Формула этого вещества – NH₄OH, но на самом деле одновременно присутствуют ионы

NH₄ + , OH – , молекулы NH₃ и H₂O. В химической реакции ионного обмена между аммиаком и водой устанавливается равновесное состояние. Процесс можно отразить с помощью схемы, на которой противоположно направленные стрелочки указывают на обратимость явлений.

В лаборатории получение аммиачной воды проводят в опытах с азотосодержащими веществами. При смешивании аммиака с водой получается прозрачная бесцветная жидкость. При высоких давлениях растворимость газа увеличивается. Вода больше отдает растворенный в ней аммиак при повышении температуры. Для производственных нужд и сельского хозяйства в промышленных масштабах получают 25-процентное вещество при растворении аммиака. Второй способ предусматривает использование реакции коксового газа с водой.

Химические свойства гидроксида аммония

При соприкосновении две жидкости — аммиачная вода и соляная кислота — покрываются клубами белого дыма. Он состоит из частиц продукта реакции – хлорида аммония. С таким летучим веществом, как соляная кислота, реакция происходит прямо в воздухе.

Слабо-щелочные химические свойства гидрата аммиака:

1. Вещество обратимо диссоциирует в воде с образованием катиона аммония и гидроксид-иона.
2. В присутствии иона NH₄ + бесцветный раствор фенолфталеина окрашивается в малиновый цвет, как в щелочах.
3. Химическая реакция нейтрализации с кислотами приводит к образованию солей аммония и воды: NH₄OH + HCl = NH₄Cl + H₂O.
4. Аммиачная вода вступает в реакции ионного обмена с солями металлов, которым соответствуют слабые основания, при этом образуется нерастворимый в воде гидроксид: 2NH₄OH + CuCl₂ = 2NH₄Cl + Cu(OH)₂ (синий осадок)_.

Аммиачная вода: применение в разных отраслях хозяйства

Необычное вещество широко используется в быту, сельском хозяйстве, медицине, промышленности. Технический гидрат аммиака применяется в сельском хозяйстве, производстве кальцинированной соды, красителей и других видов продукции. В жидком удобрении азот содержится в легкоусвояемой растениями форме. Вещество считается наиболее дешевым и эффективным для внесения в предпосевной период под все сельскохозяйственные культуры.

На производство аммиачной воды затрачивается в три раза меньше средств, чем на выпуск твердых гранулированных азотных удобрений. Для хранения и транспортировки жидкости применяются герметически закрытые цистерны из стали. Некоторые виды красок и средств для обесцвечивания волос производятся с использованием едкого аммония. В каждом медицинском учреждении есть препараты с нашатырным спиртом — 10-процентным раствором аммиака.

Соли аммония: свойства и практическое значение

Вещества, которые получают при взаимодействии гидроксида аммония с кислотами, используются в хозяйственной деятельности. Соли разлагаются при нагревании, растворяются в воде, подвергаются гидролизу. Они вступают в химические реакции со щелочами и другими веществами. Наиболее важное практическое значение приобрели хлориды, нитраты, сульфаты, фосфаты и карбонаты аммония.

Очень важно соблюдать правила и меры безопасности, проводя работы с веществами, в составе которых есть ион аммония. При хранении на складах промышленных и сельскохозяйственных предприятий, в подсобных хозяйствах не должно быть соприкосновения таких соединений с известью и щелочами. Если нарушится герметичность упаковок, то начнется химическая реакция с выделением ядовитого газа. Каждый, кому приходится работать с аммиачной водой и ее солями, обязан знать основы химии. При соблюдении требований техники безопасности используемые вещества не принесут вреда людям и окружающей среде.

Источник

Аммиачная вода (водный аммиак)

Подробнее при переходе по ссылке

«>удобрение, раствор синтетического или коксохимического аммиака в воде. Имеет вид прозрачной жидкости, иногда желтоватого оттенка. Водный аммиак, как и прочие жидкие азотные удобрения, применяется в качестве основного удобрения под все сельскохозяйственные культуры, а также для Подкормка – способ применения удобрений. Проводятся в течение вегетационного периода. Предназначены для усиления питания растений в период максимального потребления питательных элементов.

Подробнее при переходе по ссылке

«>подкормки пропашных культур при междурядной обработке почвы.

Агрохимикаты

Макроэлементы, %
N	P	K	Ca	Mg	S	Fe
20,5-46,2	—	—	—	—	—	—

Микроэлементы, %
Ag	B	Mo	Mn	Cu	Zn	Co	I	V
—	—	—	—	—	—	—	—	—

Содержание:

Физические и химические свойства

Аммиачная вода

Физические характеристики

• Плотность 18,5–25%-ного раствора – 0,930–0,910 г/см 3 при +15°C.
• Парциональное давление паров аммиака – 0,1 МПа (при +40°C).
• Температура выпадения твердой фазы – от –31,3 до –53,9°C.

Аммиачная вода содержит до 30 % аммиака, то есть 24,6 % азота и 70 % воды. При температуре ниже +21,10°C не повышает давление, а при увеличении температуры лишь слегка повышает его. Один литр аммиачной воды весит 888 г и содержит 220 г азота.

Соединение вызывает коррозию цветных металлов (цинка, олова и меди) и их сплавов (латуни, бронзы). Черные металлы и чугун устойчивы к воздействию водного аммиака. Резина и алюминий аммиачной водой не повреждаются.

Аммиак может улетучиваться из аммиачной воды, чем объясняется потеря азота при перевозке, хранении и внесении.

Удобрения , содержащие Аммиачную воду

Применение аммиачной воды

Выпускается две марки аммиачной воды:

• А – для различных отраслей промышленности
• Б – для сельского хозяйства в качестве азотного удобрения. (в данный момент отствует в списке разрешенных к применению).

Сельское хозяйство

Подробнее при переходе по ссылке

Зарегистрированые и допущеные к использованию на территории России, в качестве удобрения, марки суперфоски находятся в таблице справа.

Промышленность

Аммиачная вода используется в химической промышленности для производства азотных удобрений, азотной кислоты, полимеров, соды, взрывчатых веществ, при производстве красителей, в электролитическом производстве Mn, ферросплавов. В холодильной технике это вещество применяется в качестве хладагента, а при производстве кормов – для их аммонизации.

Медицина

Аммиачная вода в 10%-ной концентрации известна под названием нашатырный спирт, широко применяющийся в медицине.

Поведение в почве

При внесении аммиачной воды в почву аммиак адсорбируется почвенными коллоидами, поэтому его передвижение незначительно. Впоследствии аммиачный азот нитрифицируется, приобретает большую степень подвижности и мигрирует с почвенным раствором.

Внесение аммиачной воды повышает количество почвенных микроорганизмов, поскольку аммиак увеличивает количество растительных остатков, которыми питаются микроорганизмы. При этом непосредственно после внесения удобрения в почву в зоне его распространения наблюдается уменьшение количества почвенных микроорганизмов. После превращения аммиака в нитраты (это происходит весной за шесть недель) микроорганизмы сразу же размножаются в удобренной почве. Аммиачная вода убивает и дождевых червей. Однако их количество тоже быстро восстанавливается и даже увеличивается после превращения аммиака в нитраты или поглощения его растениями.

Аммиачная вода подкисляет почву. Для нейтрализации 1 ц аммиачной воды требуется 0,3–0,4 ц карбоната кальция.

Календарь применения
Апрель	Основное внесние
Май	Припосевное внесние
Июнь	Подкормки
Июль	Подкормки
Август	Подкормки
Сентябрь	Основное внесние

Применение на различных типах почв

Аммиачная вода рекомендуется к применению на всех типах почв. Высокая эффективность удобрения наблюдается на тяжелых высокогумусированных и хорошо обработанных почвах, где аммиак поглощается лучше, чем на легких почвах, бедных гумусом. Из почв легкого механического состава и сухих аммиак улетучивается быстрее.

Наибольший эффект от внесения аммиачной воды наблюдается при одновременном внесении с ней органических удобрений. Не рекомендуется вносить аммиачные удобрения на одном участке подряд несколько лет, поскольку они усиливают минерализацию органического вещества почвы, а это приводит к снижению содержания органики в почве.

На связных почвах аммиачную воду рекомендуют вносить осенью как основное удобрение практически под все культуры при температуре почвы +10°C или весной перед посевом. На почвах легкого гранулометрического состава аммиачная вода вносится весной.

внесения водного амиака»/> Сельскохозяйственная техника для

Способы внесения аммиачной воды

Как и все жидкие азотные удобрения, аммиачную воду вносят с глубокой заделкой. Глубина тем больше, чем легче гранулометрический состав почвы и выше сухость.

Аммиачную воду вносят с помощью специальных машин, обеспечивающих немедленную заделку удобрения на глубину не менее 10–12 см на тяжелых почвах и 14–18 см на почвах легкого состава. Такая глубина предохраняет аммиак от испарения. Некоторые потери возможны на сильнокарбонатных почвах со щелочной реакцией.

Поверхностное внесение аммиачной воды, как и ее мелкая заделка в сухой верхний слой почвы, недопустимы.

Подробнее при переходе по ссылке

«>фертигация) при поверхностном орошении. Однако в этом случае почва участка обеспечивается аммиаком неравномерно. Недостатком данного способа является и возможность испарения большого количества аммиака в воздух при жаркой, солнечной погоде.

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Аммиачная вода является одним из основных источников азота для растений, поскольку растения лучше всего усваивают нитраты и соли аммония. Аммиак из аммиачной воды легко поглощается почвенными коллоидами, что делает легкодоступными для питания растений катионы аммония и нитрат-ионы.

Внесение аммиачной воды в качестве основного удобрения обеспечивает растения азотом на весь вегетационный период и, в частности, на период их максимального потребления. Это обеспечивает получение высоких и устойчивых урожаев всех культур с улучшенным качеством продукции, а также сохранение и воспроизводство почвенного плодородия.

Получение

Аммиачную воду получают путем поглощения газообразного аммиака водой под давлением в две атмосферы.

При написании статьи, также использовались:

Источник