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!

Физические и химические свойства аммиака

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Аммиак — нитрид водорода.

Формула – NH3. Молярная масса – 17 г/моль.

Физические свойства аммиака

Аммиак (NH3) – бесцветный газ с резким запахом (запах «нашатырного спирта»), легче воздуха, хорошо растворим в воде (один объем воды растворят до 700 объемов аммиака). Концентрированный раствор аммиака содержит 25% (массовых) аммиака и имеет плотность 0,91 г/см3.

Связи между атомами в молекуле аммиака – ковалентные. Общий вид молекулы AB3. В гибридизацию вступают все валентные орбитали атома азота, следовательно, тип гибридизации молекулы аммиака – sp3. Аммиак имеет геометрическую структуру типа AB3E – тригональная пирамида (рис. 1).

Строение молекулы аммиака

Рис. 1. Строение молекулы аммиака.

Химические свойства аммиака

В химическом отношении аммиак довольно активен: он вступает в реакции взаимодействия со многими веществами. Степень окисления азота в аммиаке «-3» — минимальная, поэтому аммиак проявляет только восстановительные свойства.

При нагревании аммиака с галогенами, оксидами тяжелых металлов и кислородом образуется азот:

2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr

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

4NH3 +3O2 = 2N2 + 6H2O

В присутствии катализатора аммиак способен окисляться до оксида азота (II):

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (катализатор – платина)

В отличие от водородных соединений неметаллов VI и VII групп, аммиак не проявляет кислотные свойства. Однако, атомы водорода в его молекуле все же способны замещаться на атомы металлов. При полном замещении водорода металлом происходит образование соединений, называемых нитридами, которые также можно получить и при непосредственном взаимодействии азота с металлом при высокой температуре.

Основные свойства аммиака обусловлены наличием неподеленной пары электронов у атома азота. Раствор аммиака в воде имеет щелочную среду:

NH3 + H2O ↔ NH4OH ↔ NH4+ + OH

При взаимодействии аммиака с кислотами образуются соли аммония, которые при нагревании разлагаются:

NH3 + HCl = NH4Cl

NH4Cl = NH3 + HCl (при нагревании)

Получение аммиака

Выделяют промышленные и лабораторные способы получения аммиака. В лаборатории аммиак получают действием щелочей на растворы солей аммония при нагревании:

NH4Cl + KOH = NH3↑ + KCl + H2O

NH4+ + OH = NH3↑+ H2O

Эта реакция является качественной на ионы аммония.

Применение аммиака

Производство аммиака – один из важнейших технологических процессов во всем мире. Ежегодно в мире производят около 100 млн. т. аммиака. Выпуск аммиака осуществляют в жидком виде или в виде 25%-го водного раствора – аммиачной воды. Основные направления использования аммиака – производство азотной кислоты (производство азотсодержащих минеральных удобрений в последствии), солей аммония, мочевины, уротропина, синтетических волокон (нейлона и капрона). Аммиак применяют в качестве хладагента в промышленных холодильных установках, в качестве отбеливателя при очистке и крашении хлопка, шерсти и шелка.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Каковы масса и объем аммиака, которые потребуются для получения 5т нитрата аммония?
Решение Запишем уравнение реакции получения нитрата аммония из аммиака и азотной кислоты:

NH3 + HNO3 = NH4NO3

По уравнению реакции количество вещества нитрата аммония равно 1 моль — v(NH4NO3) = 1моль. Тогда, масса нитрата аммония, рассчитанная по уравнению реакции:

m(NH4NO3) = v(NH4NO3)×M(NH4NO3);

m(NH4NO3) = 1×80 = 80 т

Согласно уравнению реакции, количество вещества аммиака также равно 1 моль — v(NH3) = 1моль. Тогда, масса аммиака, рассчитанная по уравнению:

m(NH3) = v(NH3)×M(NH3);

m(NH3) = 1×17 = 17 т

Составим пропорцию и найдем массу аммиака (практическую):

х г NH3 – 5 т NH4NO3

17 т NH3 – 80 т NH4NO3

х = 17×5/80 = 1,06

m(NH3) = 1,06 т

Аналогичную пропорцию составим для нахождения объема аммиака:

1,06 г NH3 – х л NH3

17 т NH3 – 22,4×103 м3 NH3

х = 22,4×103×1,06 /17 = 1,4×103

V(NH3) = 1,4×103 м3

Ответ Масса аммиака — 1,06 т, объем аммиака — 1,4×10 ^{3} м ^{3}
ПРИМЕР 2
Задание Промышленному способу получения аммиака соответствует реакция:

А) NH4OH = NH3↑ +H2O

Б) NH4Cl = NH3↑ +HCl↑

В) N2 + 3H2 ↔2NH3

Г) NH4Cl + NaOH = NH3↑ + H2O + NaCl

Ответ Реакция «в» соответствует промышленному способу получения аммиака