Окислення аміаку

Аміак або нітрид водню – активне з’єднання, яке набирає реакції з простими і складними речовинами. У присутності кисню відбувається окислення аміаку. Залежно від умов протікання реакції аміак може окислюватися до оксиду або азоту.

Ступінь окислення

Ступінь окислювання аміаку залежить від ступеня окислення елементів, що входять до його складу. На зовнішньому енергетичному рівні азоту знаходиться п’ять електронів. У складі аміаку атом азоту проявляє валентність III. До трьох валентним електронам приєднані атоми водню. Отже, при синтезі аміаку сталося окислення азоту воднем:

3H2 + N2 → 2NH3.

Тому азот має ступінь окислення -3, водень – +1.

Аміак є відновником завдяки здатності атома азоту віддавати залишилися електрони і можливості атомів водню легко відділятися.

Реакції з киснем

За рахунок залишилася вільної пари електронів азот може окислюватися воднем і киснем. Аміак легко притягує катіон водню з води або кислоти, утворюючи амоній (NH4). Це похідне аміаку, що входить до складу гідроксиду і солей:

  • NH3 + Н2О → NH4OH (гідроксид амонію);
  • NH3 + HCl → NH4Cl (хлорид амонію);
  • NH3 + HNO3 → NH4NO3 (нітрат амонію);
  • 2NH4OH + H2SO4 → 2H2O + (NH4) 2SO4 (сульфат амонію).

При взаємодії з киснем може утворюватися вільний азот, оксид азоту (II) або (I). Кінцевий продукт залежить від кількості вихідних матеріалів і умов проведення реакції. На повітрі аміак не горить.

Якщо на чотири обсягу аміаку взяти п’ять обсягів кисню, то вийде оксид азоту (II):

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O.

Реакція протікає в присутності каталізатора. Над нагрітою до 800 ° С платиною швидко пропускають суміш аміаку з повітрям. Платиновий каталізатор можуть використовувати по-іншому. З платини з домішкою родію, рутенію, паладію роблять сітку, крізь яку пропускають аміак і кисень. Також реакція прискорюється в присутності оксиду хрому (III).

Азот можна отримати при нагріванні концентрованого розчину аміаку у відсутності каталізатора. Спочатку розчин нагрівають, а потім поміщають в умови чистого кисню (чотири обсягу аміаку на три обсягу кисню). Аміак горить жовто-зеленим полум’ям:

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O.

При однаковому обсязі аміаку і кисню утворюється оксид азоту (I):

2NH3 + 2O2 → N2O + 3H2O.

Реакцію окислення проводять для отримання розведеної азотної кислоти. Для цього спочатку окислюють NH3 до NO. Потім вийшов газ окислюють до діоксиду азоту:

2NO + О2 → 2NO2.

Оксид азоту (I) для отримання кислоти окислюють і пропускають через воду:

4NO2 + О2 + 2Н2О → 4HNO3.

Окислення аміаку – екзотермічна реакція, що супроводжується виділенням тепла.

Що ми дізналися?

Аміак є відновником і може окислюватися воднем або киснем. В результаті взаємодії з воднем утворюється амоній – NH4. Це з’єднання входить до складу солей і гідроксиду аміаку. З киснем аміак реагує по-різному, в залежності від умов. У присутності каталізатора утворюється оксид азоту (II), при нагріванні, але при різних обсягах початкових речовин утворюються азот і оксид азоту (I).

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Властивості францію