Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Формула гидроксида аммония

Определение и формула гидроксида аммония

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Гидроксид аммония (аммиачная вода, гидрат аммиака) — это химическое соединение, относящееся к классу оснований и образующееся при взаимодействии аммиака с водой.
Формула гидроксида аммония

Формула – NH_4OH или NH_3 \cdot H_2O

Молярная масса равна 35,046 г/моль.

Физические свойства – бесцветная жидкость, обладающая резким запахом.

Гидроксид аммония – слабое основание, константа диссоциации K_{b} = 1,8 \cdot 10^{-5}.

Диссоциация протекает согласно уравнению:

    \[  NH_3+H_2O\leftrightarrows NH_4^++OH^-  \]

Химические свойства гидроксида аммония

  • Гидроксид аммония термически неустойчивый и при кипячении раствора происходит выделение аммиака:

        \[     NH_4OH=NH_3\uparrow +H_2O  \]

  • Достаточно реакционноспособный, обладает восстановительными свойствами. Вступает в реакции обмена:

        \[  NH_4OH+HNO_3\rightarrow NH_4NO_3+H_2O  \]

  • Качественной реакцией на гидрат аммиака является образование бурого осадка с K_2HgI_4:

        \[  4NH_4OH+2K_2HgI_4\rightarrow \left(Hg_2N\right)I\cdot H_2O\downarrow+4KI+3NH_4I+3H_2O  \]

В основе способа получения гидроксида аммония лежит реакция газообразного аммиака и воды:

    \[ NH_{3}+H_2O\rightleftharpoons NH_3\cdot H_2O\rightleftharpoons NH_4OH \]

Применение

Разбавленные растворы аммиака (310\% NH_3) называют нашатырным спиртом и используют в медицине, концентрированные растворы (18,525\% NH_3) — аммиачной водой. В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E527. В сельском хозяйстве находит применение в качестве удобрения. Аммиачная вода используется для получения солей аммония (азотные удобрения), в производстве соды, красителей.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Рассчитайте pH раствора аммиака с массовой долей 30% и плотностью 0,892 г/мл.
Решение Запишем выражение для расчета молярной концентрации раствора:

    \[    C_M = \frac{n}{V}=\frac{m}{M\cdot V} = \frac{\omega\cdot m}{M\cdot V} = \frac{\omega\cdot \rho\cdot V}{M\cdot V} = \frac{\omega\cdot \rho}{M} \]

где C_M — молярная концентрация раствора; n — количество моль растворенного вещества; V — объем раствора; mмасса вещества; M — молярная масса вещества; \omega — массовая доля вещества; \rhoплотность раствора.

В формулу необходимо подставить плотность раствора в г/л, но поскольку в справочниках приводятся данные в г/мл, то умножим выражение на 1000:

    \[ C_M=\frac{\omega\cdot \rho \cdot 1000}{M} \]

Подставим численные значения в полученную формулу:

C_M=\frac{0,3\cdot 0,892 \cdot 1000}{35}=7,65 моль/л

Теперь запишем уравнение диссоциации NH_4OH

    \[ NH_4OH\leftrightarrows NH_4^++OH^- \]

Пусть x — та концентрация гидроксида аммония, которая продиссоциировала, тогда равновесные концентрации иона аммония и гидроксид иона будут равны x, т.е.

    \[  \left[NH_4^+\right]=\left[OH^-\right]=x \]

Запишем выражение для константы диссоциации:

    \[ K_d=\frac{\left[NH_4^+\right]\cdot\left[OH^-\right] }{\left[NH_4OH\right]}=\frac{x\cdot x}{C_M-x}=\frac{x^2}{C_M-x} \]

Численное значение K_d=1,77\cdot 10^{-5} (из справочника)

Поскольку K_d \ll 1 \Rightarrow C_M-x \approx C_M \Rightarrow K_d=\frac{x^2}{C_M}

Найдем концентрацию гидроксид-ионов:

\left[OH^-\right]=x=\sqrt{7,65\cdot 1,77\cdot 10^{-5}}=0,01164 моль/л

Вычислим pOH раствора:

    \[ pOH=-lg\left[OH^-\right]=-\log0,01164=1,934 \]

Рассчитаем pH раствора:

    \[ pH=14-pOH=14-1,934=12,07 \]

Ответ pH раствора аммиака равен 12,07
ПРИМЕР 2
Задание Какова массовая доля гидроксида аммония в растворе, который образуется при растворении 1 кубического метра NH_3 в 2 л воды при стандартных условиях.
Решение Стандартные условия — это T = 298 K и P = 1 атм = 101325 Па.

Рассчитаем количество NH_3 в 1 кубе при данных условиях по уравнению состояния идеального газа (при заданных T и P газ можно считать идеальным):

    \[ P\cdot V=n\cdot R \cdot T \]

R — универсальная газовая постоянная, R=8,314 Дж/моль \cdot K

Выразим и вычислим из данного выражения количество моль аммиака:

n=\frac{P\cdot V}{R \cdot T}=\frac{101325\cdot 1}{8,314 \cdot 298}=41 моль

Рассчитаем массу NH_3:

m\left(NH_3\right)=M\left(NH_3\right)\cdot n\left(NH_3\right)=17\cdot 41=697 г

Теперь найдем массу H_2O:

Нам дано, что \rho\left(H_2O\right)=1 мл; V = 2 л =2000 мл

Тогда, m\left(H_2O\right)=\rho\cdot V=1\cdot 2000=2000 г

Найдем массу раствора:

m=m\left(NH_3\right)+m\left(H_2O\right)=697+2000=2697 г

Вычислим массовую долю гидроксида аммония:

    \[ \omega\left(NH_3\right)=\frac{m\left(NH_3\right)}{m}\cdot 100\%=\frac{697}{2697}\cdot 100\%=25,8\% \]

Ответ Массовая доля гидроксида аммония равна 25,8\%.