Формула аммония
Определение и формула аммония
Химическая формула NH4+
Ион аммония NH4+ является правильным тетраэдром с азотом в центре и атомами водорода в вершинах тетраэдра.
Образование иона аммония
В молекуле аммиака NH3 три электронные пары образуют три связи N – H, четвертая, прина длежащая атому азота электронная пара является неподеленной. С помощью этой электронной пары образуется связь с ионом водорода, который имеет свободную орбиталь:
Таким образом, в ионе аммония три ковалентные связи образуются по обменному механизму, а одна – по донорно-акцепторному. Механизм образования не оказывает слияния на характеристики связи, все связи в катионе аммония равноценны.
Соединения аммония
Катион аммония может образовывать с различными противоионами аммонивые соединения, в которых положительно заряженный атом азота, ковалентно связан с ионами водорода и (или) с органическими радикалами, а ионно – с каким-либо анионом.
Неорганические соединения аммония
Гидрат аммиака (гидроксид аммония, аммиачная вода, едкий аммоний, едкий аммиак). Формула: NH3·H2O
Образуется при взаимодействии аммиака с водой. Слабое основание, диссоциирует в воде с образованием катионов аммония и гидроксид-ионов:
Реакция обратима, поэтому водные растворы гидроксида аммония всегда имеют характерный резкий запах аммиака.
Соли аммония
Соли, содержание катион аммония NH4+: нитрат аммония NH4NO3 , хлорид аммония NH4Cl, сульфат аммония (NH4)2SO4, карбонат аммония (NH4)2CO3 и др.
Все соли аммония по своим свойствам похожи на соответствующие соли натрия. Хорошо растворяются в воде, полностью диссоциируют в водном растворе, при нагревании разлагаются:
В растворе гидролизуются по катиону:
Органические аммониевые соединения разделяют по количеству органических радикалов, связанных с атомом азота на первичные (R 1NH3)+ X–, вторичные (R 1R2NH2)+ X–, третичные (R1R2R3NH)+ X–, и четвертичные (R1R2R3R4N)+ X–.
Первичные, вторичные и третичные аммониевые соединения можно рассматривать как соли соответствующих аминов, их можно получить взаимодействием этих аминов с кислотами:
где R1,R2, R3 — органические радикалы или водород, X — анион кислотного остатка.
Качественная реакция на ионы аммония – взаимодействие со щелочами с выделением аммиака:
Примеры решения задач
Задание | Какое значение рН (больше или меньше 7) имеет водный раствор хлорида аммония? Запишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения гидролиза. |
Решение | Хлорид аммония NH4Cl – соль слабого основания и сильной кислоты, поэтому гидролиз протекает по катиону.
Молекулярное уравнение:
Полное ионное уравнение:
Краткое ионное уравнение:
В процессе гидролиза образовались водорода (H+), поэтому раствор имеет кислую среду (pH < 7). |
Ответ | рН раствора хлорида аммония меньше 7. |
Задание | Какая масса соли образуется при взаимодействии 44,8 л аммиака и 33,6 литров хлороводорода (нормальные условия)? |
Решение | Запишем уравнение реакции:
Молярные массы аммиака, хлороводорода и образующейся соли – хлорида аммония (NH4Cl) равны: (г/моль) (г/моль) (г/моль) Сколько соли образуется. Рассчитаем исходные количества аммиака и хлородоводорода с учетом того, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4л: моль моль По уравнению реакции
Следовательно, аммиак взят в избытке. Расчет будем вести по хлороводороду. моль Масса хлорида аммония будет равна: 80,25г |
Ответ | Масса соли (хлорида аммония) равна 80,25 г. |