Реакция иона аммония с водой

Реакция иона аммония с водой

§ 24. Аммиачная вода

Водородные соединения уже изученных нами неметаллов растворяясь в воде, реагируют с нею с образованием ионов гидроксония. Реагирует с водой при растворении в ней и аммиак, но иначе.

Опустим в кристаллизатор с водой сосуд, наполненный аммиаком, отверстием вниз. Вода быстро заполнит сосуд доверху, то показывает, что аммиак очень хорошо растворяется в воде. В 1 объеме воды ПРИ обычной температуре растворяется до 700 объемов аммиака. Водный раствор аммиака называется аммиачной водой.

Водородные соединения изученных вами неметаллов диссоциируют в растворе, как кислоты. Исследуем и аммиачную воду при помощи прибора для обнаружения электропроводности растворов (рис. 1). При погружении в нее электродов лампочка засветится. Следовательно, в растворе содержатся ионы

Какие же ионы образуются при растворении аммиака в воде. Прильем к раствору несколько капель раствора фиолетового лакмуса или фенолфталеина: в аммиачной воде лакмус окрашивается не в красный цвет (как в растворах галогеноводородов, сероводорода), а в синий, фенолфталеин — в малиновый цвет. Мы обнаружили присутствие в аммиачной воде ионов гидроксила ОН — . Откуда они появились? Молекулу аммиака можно рассматривать, как ион азота к которому за счет трех электронных пар присоединены три протона

Одна электронная пара при атоме азота остается свободной, не участвующей в образовании химической связи. Молекулу же воды мы уже рассматривали как ион кислорода к которому за счет двух электронных пар присоединено 2 протона

Не участвуют в образовании связей у атома кислорода две электронные пары. Атомы неметаллов в таких водородных соединениях могут за счет свободных электронных пар связывать дополнительные ионы Н + (вспомните ион гидроксония).

Трехзарядный ион азота в молекуле аммиака сильнее удерживает связанные с ним протоны и сильнее притягивает добавочный протон, чем двухзарядный ион кислорода в молекуле воды. Поэтому при взаимодействии аммиака с водой происходит перемещение протонов из молекул воды в молекулы аммиака:

(Кружки с крестиками изображают ионы водорода Н + , или протоны.)

Образуются ионы гидроксила ОН

и положительно заряженные ионы NH₄ + , которые получили название «аммоний».

Упрощенно реакция между аммиаком и водой изображается так:

Эта реакция обратимая. Лишь малая доля растворенного аммиака присутствует в растворе в виде ионов аммония, большая часть его содержится в виде молекул NH₃. Потому аммиачная вода пахнет аммиаком и при стоянии на открытом воздухе или при нагревании выделяет весь растворенный в ней аммиак.

В молекуле аммиака атом азота образует три ковалентные связи, а в ионе аммония — четыре. Но из этих четырех связей по-прежнему лишь три образованы за счет спаривания электронов атома азота с электронами присоединенных атомов. А мы определили валентность именно как число электронов, затраченных рассматриваемым атомом на спаривание с электронами присоединенных атомов. Поэтому валентность азота в зоне аммония, как и в аммиаке, остается равной 3.

Независимо от различного происхождения все 4 связи в зоне аммония совершенно равноценны, и этот ион имеет форму правильной трехгранной пирамиды — тетраэдра.

В медицине и в быту разбавленный раствор аммиака называется аммиачной водой или нашатырным спиртом. Его дают нюхать при обмороке для приведения в сознание. В домашнем хозяйстве он применяется в качестве слабой щелочи при стирке белья и выведении пятен.

В сельском хозяйстве концентрированную аммиачную воду используют в качестве жидкого удобрения.

1. Что представляет собой водный раствор аммиака? Какие молекулы и ионы в нем присутствуют? Как эти ионы образуются?
2. * Во что превратилась бы молекула метана СН₄, если бы в ядро углеродного атома внедрился протон?
3. Перед нами стакан, наполненный аммиаком и закрытый пластинкой, и второй открытый стакан. Как «перелить» аммиак из первого стакана во второй, чтобы аммиак по возможности не смешался с воздухом? Как обнаружить результаты опыта, если в нашем распоряжении имеется бумага, пропитанная раствором фенолфталеина?

Источник

Ион аммония в питьевой воде

Азот( N ₂ ) газ без цвета и запаха который является одним из компонентов воздуха . К наиболее опасным и вредным соединениям азота относятся нитраты, аммиак и нитриты. И одновременно азот образует основные соединения, входящие в состав важнейших веществ живых клеток — белков и нуклеиновых кислот.

Ион аммония формула, ПДК, образование иона аммония.

В природных водах концентрация ионов аммония NH₄ + находится в пределах от 0,01 до 0,2 мг/дм 3 в пересчете на азот. ПДК аммонийного иона в питьевой воде составляет 2,0мг/ дм 3 . Наличие в поверхностных природных водах иона аммония связано с биохимическими процессами разложения белковых веществ, соединений азота. Присутствие азотных соединений в подземных водах свидетельствует о попадании в них веществ органического происхождения — животного или растительного.

Хозяйственно-бытовые стоки, фермерские хозяйства– основные источники поступления в воду ионов аммония. Например, ион аммония содержит одно из самых широко используемых азотных удобрений – аммиачная селитра. Это соединение хорошо растворимо в воде, поэтому при бездумном и бесконтрольном внесении в почву не успевает усваиваться растениями и, при поливе или с дождевой водой, вымывается и попадает в природные воды. Также ион аммония может попадать в водоёмы со сточными водами предприятий коксохимической, химической, пищевой и лесохимической промышленности.

Повышенное содержание иона аммония в воде может не только влиять на ее вкусовые качества, но и негативно влиять на здоровье . При длительном употреблении такой воды происходит нарушение кислотно-щелочного баланса организма. Ионы аммония вызывают защелачивание плазмы крови, что может привести к гипоксии клеток и необратимым изменениям в организме. Так же известно, что содержание иона аммония в воде в концентрациях порядка 1 мг/дм 3 снижает способность гемоглобина рыб связывать кислород, в результате чего развивается интоксикация , рыба мечется по воде и выпрыгивает на поверхность.

Большинство лабораторий, которые проводят анализ воды, задают один и тот же вопрос: « Безопасно ли употреблять прошедшую анализ воду в пищевых целях? Не принесет ли она вреда здоровью человека?» Данная тема актуальна для нашего времени. Важной частью исследования и анализа проб воды является их отбор, именно с отбора проб воды и начинается ее анализ. Отбор проб воды осуществляется согласно ГОСТ Р 51592-2003, данный стандарт определяет требования к отбору проб природных вод.

Реакция на ион аммония.

Для определения ионов аммония в воде наиболее доступным для прикладных лабораторий остается спектрофотометрический метод. Спектрофотометрическое определение, основано на взаимодействии аммиака с тетрайодомеркуратом (II)калия(реактивом Несслера), в результате которого образуются различные желто-коричневые соединения, выпадающие в осадок или при малых концентрациях переходящие в коллоидные растворы. Уравнение данной реакции можно записать следующим образом:

Содержание азота, ртути и иодида в осадке выражается отношением 1:2:3, однако возможно присутствие в осадке и других соединений, например (OHg₂NH₂I)

В аналитических лабораториях используют следующие методики определения иона аммония:

Существует несколько наиболее распространенных методов обеззараживания воды от аммиака и ионов аммония:

• ионообменный на неорганическом ионите;

• ионообменный на сильнокислотном катионите;

• ионообменный на природном цеолите.

Выбор метода очистки воды от ионов аммония зависит от разных факторов: исходного содержания примеси, производительности системы водоочистки, требуемая степень очистка, наличие других примесей, мощность фильтра, эксплуатационные затраты, финансовые возможности.

Ключевые слова:ион аммония, ион аммония формула,ион аммония это,ион аммония в воде, ион аммония в талых водах, ион аммония можно обнаружить, ион аммония в питьевой воде откуда, содержания иона аммония в питьевой воде, аммоний в воде, определить содержания аммония в питьевой воде, ГОСТ определение содержания аммония в питьевой воде, ион аммония в питьевой воде по СанПину,образование иона аммония, реакция на ион аммония, аммоний ион в воде,ион аммония формула, аммония ионы определение, реактивом на ион аммония служит раствор, ПДК аммоний ион, аммиак и ионы аммония в воде.

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