Η αμμωνία είναι ένα αέριο με εξαιρετική διαλυτότητα στο νερό: έως και 700 λίτρα μιας αέριας ένωσης μπορούν να διαλυθούν σε ένα λίτρο από αυτήν. Ως αποτέλεσμα, δεν σχηματίζεται μόνο ένυδρη αμμωνία, αλλά και σωματίδια υδροξυλομάδων, καθώς και αμμώνιο. Αυτό είναι ένα ιόν που προκύπτει από την αλληλεπίδραση μορίων αερίου και πρωτονίων υδρογόνου που αποσπώνται από το νερό. Στο άρθρο μας, θα εξετάσουμε τις ιδιότητες και τις εφαρμογές του στη βιομηχανία, την ιατρική και την καθημερινή ζωή.
Πώς σχηματίζονται τα σωματίδια αμμωνίου
Ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους χημικών δεσμών, χαρακτηριστικός τόσο για ανόργανες ενώσεις όσο και για οργανικές ουσίες, είναι ο ομοιοπολικός δεσμός. Μπορεί να σχηματιστεί τόσο με επικαλυπτόμενα νέφη ηλεκτρονίων με τον αντίθετο τύπο περιστροφής - σπιν, όσο και με τη βοήθεια ενός μηχανισμού δότη-δέκτη. Με αυτόν τον τρόπο σχηματίζεται αμμώνιο, ο τύπος του οποίου είναι NH4+. Σε αυτή την περίπτωση, ο χημικός δεσμός σχηματίζεται χρησιμοποιώντας το ελεύθερο τροχιακό ενός ατόμουκαι ένα νέφος ηλεκτρονίων που περιέχει δύο ηλεκτρόνια. Το άζωτο παρέχει στο ιόν το δικό του ζεύγος αρνητικών σωματιδίων και το πρωτόνιο υδρογόνου έχει ελεύθερο τροχιακό 1s. Τη στιγμή της προσέγγισης δύο ηλεκτρονίων νέφος αζώτου γίνεται κοινό για αυτό και το άτομο Η. Αυτή η δομή ονομάζεται μοριακό νέφος ηλεκτρονίων, στο οποίο σχηματίζεται ο τέταρτος ομοιοπολικός δεσμός.
Μηχανισμός δότη-αποδέκτη
Ένα σωματίδιο που παρέχει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων ονομάζεται δότης και ένα ουδέτερο άτομο που δίνει ένα κενό κύτταρο ηλεκτρονίων ονομάζεται δέκτης. Ο σχηματιζόμενος δεσμός ονομάζεται δότης-δέκτης ή συντονισμός, χωρίς να ξεχνάμε ότι είναι μια ειδική περίπτωση του κλασικού ομοιοπολικού δεσμού. Το ιόν αμμωνίου, του οποίου ο τύπος είναι NH4+, περιέχει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς. Από αυτά, τρία που συνδυάζουν άτομα αζώτου και υδρογόνου είναι τα συνήθη ομοιοπολικά είδη και το τελευταίο είναι ένας δεσμός συντονισμού. Ωστόσο, και τα τέσσερα είδη είναι απολύτως ισοδύναμα μεταξύ τους. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων του νερού και των ιόντων Cu2+ προχωρά παρόμοια. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται ένα μακρομόριο κρυσταλλικού θειικού χαλκού.
Άλατα αμμωνίου: ιδιότητες και παραγωγή
Σε μια αντίδραση προσθήκης, η αλληλεπίδραση ενός ιόντος υδρογόνου και της αμμωνίας οδηγεί στο σχηματισμό ενός ιόντος NH4+ ιόντος. Το μόριο NH3 συμπεριφέρεται ως δέκτης, επομένως έχει έντονες ιδιότητες βάσης. Η αντίδραση με τα ανόργανα οξέα οδηγεί στην εμφάνιση μορίων αλατιού: χλωριούχο, θειικό, νιτρικό αμμώνιο.
NH3 + HCl=NH4Cl
Η διαδικασία διάλυσης της αμμωνίας στο νερό οδηγεί επίσης στον σχηματισμό ενός ιόντος αμμωνίου, το οποίο μπορεί να ληφθεί με την εξίσωση:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Σαν αποτέλεσμα, η συγκέντρωση των σωματιδίων υδροξυλίου αυξάνεται σε ένα υδατικό διάλυμα αμμωνίας, που ονομάζεται επίσης υδροξείδιο του αμμωνίου. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι η αντίδραση του μέσου γίνεται αλκαλική. Μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τον δείκτη - φαινολοφθαλεΐνη, η οποία αλλάζει το χρώμα της από άχρωμο σε βατόμουρο. Οι περισσότερες από τις ενώσεις έχουν τη μορφή άχρωμων κρυσταλλικών ουσιών, εύκολα διαλυτών στο νερό. Σε πολλές από τις εκδηλώσεις τους, μοιάζουν με άλατα ενεργών μετάλλων: λίθιο, νάτριο, ρουβίδιο. Οι μεγαλύτερες ομοιότητες μπορούν να βρεθούν μεταξύ των αλάτων καλίου και αμμωνίου. Αυτό εξηγείται από τα παρόμοια μεγέθη των ακτίνων των ιόντων καλίου και του NH4+. Όταν θερμαίνονται, αποσυντίθενται για να σχηματίσουν αέρια αμμωνία.
NH4Cl=NH3 + HCl
Η αντίδραση είναι αναστρέψιμη, καθώς τα προϊόντα της μπορούν και πάλι να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα άλας αμμωνίου. Όταν το διάλυμα χλωριούχου αμμωνίου θερμαίνεται, τα μόρια NH3 εξατμίζονται αμέσως, οπότε ακούγεται η μυρωδιά της αμμωνίας. Επομένως, μια ποιοτική αντίδραση στο ιόν αμμωνίου είναι η θερμική αποσύνθεση των αλάτων του.
Υδρόλυση
Το νερό αμμωνίας παρουσιάζει τις ιδιότητες ασθενούς βάσης, επομένως τα άλατα που περιέχουν NH4+ σωματίδια υποβάλλονται σε διαδικασία ανταλλαγής με νερό - υδρόλυση. Τα διαλύματα χλωριούχου ή θειικού αμμωνίου έχουν ελαφρά όξινη αντίδραση, αφού σε αυτάσυσσωρεύεται περίσσεια κατιόντων υδρογόνου. Εάν προσθέσετε αλκάλια σε αυτά, για παράδειγμα, υδροξείδιο του νατρίου, τότε τα σωματίδια υδροξυλίου θα δεσμεύσουν πρωτόνια υδρογόνου για να σχηματίσουν μόρια νερού. Για παράδειγμα, η υδρόλυση του χλωριούχου αμμωνίου είναι μια αντίδραση ανταλλαγής μεταξύ αλατιού και νερού, που οδηγεί στον σχηματισμό ενός ασθενούς ηλεκτρολύτη - NH4OH.
Χαρακτηριστικά θερμικής αποσύνθεσης αλάτων αμμωνίου
Οι περισσότερες από τις ενώσεις αυτής της ομάδας, όταν θερμαίνονται, σχηματίζουν αέρια αμμωνία, η ίδια η διαδικασία είναι αναστρέψιμη. Ωστόσο, εάν το άλας έχει έντονες οξειδωτικές ιδιότητες, για παράδειγμα, το νιτρικό αμμώνιο είναι ένα από αυτά, τότε όταν θερμαίνεται, αποσυντίθεται μη αναστρέψιμα σε μονοξείδιο του αζώτου και νερό. Αυτή η αντίδραση είναι μια αντίδραση οξειδοαναγωγής, στην οποία το ιόν αμμωνίου είναι ο αναγωγικός παράγοντας και το ανιόν του υπολείμματος οξέος του νιτρικού οξέος είναι ο οξειδωτικός παράγοντας.
Τιμή ενώσεων αμμωνίας
Τόσο το ίδιο το αέριο αμμωνίας όσο και τα περισσότερα από τα άλατά του έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στη βιομηχανία, τη γεωργία, την ιατρική και την καθημερινή ζωή. Σε χαμηλή πίεση (περίπου 7–8 atm.), το αέριο υγροποιείται γρήγορα, απορροφώντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται σε μονάδες ψύξης. Στα χημικά εργαστήρια, το υδροξείδιο του αμμωνίου χρησιμοποιείται ως αδύναμη πτητική βάση κατάλληλη για πειράματα. Το μεγαλύτερο μέρος της αμμωνίας χρησιμοποιείται για τη λήψη νιτρικού οξέος και των αλάτων του - σημαντικά ορυκτά λιπάσματα - νιτρικό. Το νιτρικό αμμώνιο έχει ιδιαίτερα υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο. Χρησιμοποιείται επίσης σε πυροτεχνήματα και σε εργασίες κατεδάφισης για την κατασκευήεκρηκτικά – αμμωνιακά. Η αμμωνία, η οποία είναι το χλωριούχο αμμώνιο, έχει βρει εφαρμογή σε γαλβανικά κύτταρα, στην παραγωγή βαμβακερών υφασμάτων και σε διαδικασίες συγκόλλησης μετάλλων.
Η ουσία σε αυτή την περίπτωση επιταχύνει την απομάκρυνση των μεμβρανών οξειδίου στην μεταλλική επιφάνεια, τα οποία μετατρέπονται σε χλωρίδια ή ανάγεται. Στην ιατρική, η αμμωνία, η οποία έχει έντονη μυρωδιά, χρησιμοποιείται ως μέσο αποκατάστασης των αισθήσεων μετά από λιποθυμία ενός ασθενούς.
Στο άρθρο μας, εξετάσαμε τις ιδιότητες και την εφαρμογή του υδροξειδίου του αμμωνίου και των αλάτων του σε διάφορες βιομηχανίες και ιατρική.
