Аміак: будова молекули, фізичні і хімічні властивості

Аміак є газоподібним речовиною з різким неприємним запахом. Якими властивостями він володіє, і з якими речовинами вступає в реакції?

Будова молекули

Електронна формула аміаку виглядає наступним чином:

З чотирьох електронних пар при атомі азоту – три загальні і одна неподіленої. В освіті молекули NH3 беруть участь три неспарених p-електрона атома азоту, електронні орбіталі яких взаємно перпендикулярні, і 1s-електрони трьох атомів водню. Молекула має форму правильної піраміди: в кутах трикутника знаходяться атоми водню, а в вершині піраміди – атом азоту. Кут між зв’язками H-N-H дорівнює 107,78 градусів.

Фізичні властивості

Аміак – газ не має кольору з характерним різким запахом. Температура кипіння аміаку – -33,4 градуса за Цельсієм, плавлення – -77,8 градусів.

Аміак добре розчиняється в воді (при 20 градусах в 1 об’ємі води розчиняється до 700 об’ємів аміаку). Концентрований розчин має щільність аміаку 0,91 г / см3.

Розчин аміаку у воді називається аміачною водою або нашатирним спиртом. При кип’ятінні розчинений аміак випаровується з розчину.

Дещо гірше аміак розчинний в органічних розчинниках (спирт, ацетон, хлороформ, бензол). Аміак добре розчиняє багато азотовмісні речовини.

Рідкий аміак має велику теплоту випаровування (при -50 градусах 145 кДж / кг, при 0 градусах 1 260 кДж / кг, при 50 градусах 1 056 кДж / кг).

Молярна маса і молекулярна маса аміаку дорівнює 17

Хімічні властивості

У хімічному відношенні аміак досить активний. реакції, в яких бере участь аміак, супроводжуються або зміною ступеня окислення азоту, або освітою особливого виду ковалентного зв’язку. Велика розчинність хімічної речовини у воді обумовлена ​​утворенням водневих зв’язків між їх молекулами.

Аміак здатний реагувати з наступними речовинами:

при взаємодії з кислотами аміак нейтралізує їх, утворюючи при цьому солі амонію:

NH3 + HCl = NH4Cl

при взаємодії з галогенами аміак зазвичай окислюється до вільного азоту:

8NH3 + 3Br2 = N2 + 6NH4 Br

в суміші з киснем аміак горить зеленувато-жовтим полум’ям:

4NH3 + 3O2 = 6H2O + 2N2

при нагріванні аміак відновлює оксид міді (II), а сам окислюється до вільного азоту:

3CuO + 2NH3 = 3Cu + N2 + 3H2O

– за допомогою даної реакції можна отримати кисень в лабораторних умовах.

Отримання і застосування

У лабораторії аміак отримують, нагріваючи хлоридом амонію NH4Cl з гашеним вапном Ca (OH) 2:

2NH4 Cl + Ca (OH) 2 = CaCl + 2NH3 + 2H2O

– виділяється аміак містить пари води.

У промисловості аміак отримують з азоту і водню. Реакція синтезу аміаку протікає з виділенням тепла і зменшенням обсягу:

N2 + 3H2 = 2NH3

Температура, необхідна для проведення синтезу аміаку, досягається шляхом попереднього підігріву азото-водневої суміші і за рахунок виділення реакційного тепла. Каталізатором синтезу аміаку є губчасті залізні, активований деякими металами. Сірководень, кисень, оксид і діоксид вуглецю, пари та інші суміші, що містяться в азото-водневої суміші, різко знижують активність каталізатора. Синтез ведуть при при температурі 500-550 градусів і тиску від 15 до 100 МПа.

Схема установки синтезу аміаку виглядає так:

Велика частина синтезованого в промисловості аміаку використовується для отримання азотної кислоти та інших азотовмісних речовин. На легкому зріджуванні і подальшому випаровуванні з поглинанням теплоти засноване його застосування в холодильних установках.

Водні розчини аміаку застосовуються в хімічних лабораторіях і виробництвах як слабкого легколетучої основи. Також водні розчини використовують в медицині та побуті.

Що ми дізналися?

Вивчення аміаку входить в обов’язковий шкільний курс хімії. Аміак – хімічна сполука, до складу якого входить азот і водень. Газ є безбарвним речовиною з яскраво вираженим запахом і вступає в реакції з кислотами, водою, галогенами, киснем та іншими складними і простими речовинами.

ПОДІЛИТИСЯ: