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.