Химические свойства аммиака

Для аммиака характерны реакции:

1. с изменением степени окисления атома азота (реакции окисления)
2. без изменения степени окисления атома азота (присоединение)

Реакции с изменением степени окисления атома азота (реакции окисления) N-3 → N0 → N+2 NH3 – сильный восстановитель.

с кислородом 1. Горение аммиака (при нагревании) 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H20 2. Каталитическое окисление амииака (катализатор Pt – Rh, температура) 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O Видео - Эксперимент " Окисление аммиака в присутствии оксида хрома"

с оксидами металлов 2 NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3 H2O

с сильными окислителями 2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl (при нагревании)

аммиак – непрочное соединение, при нагревании разлагается 2NH3↔ N2 + 3H2

Реакции без изменения степени окисления атома азота (присоединение - Образование иона аммония NH4+ по донорно-акцепторному механизму)

Соли аммония

Соли аммония - это сложные вещества, в состав которых входят ионы аммония NH₄⁺, соединённые с кислотными остатками.

Например,

NH₄Cl – хлорид аммония

(NH₄)₂SO₄ - сульфат аммония

NH₄NO₃ – нитрат аммония

(NH₄)₃PO₄ – ортофосфат аммония

(NH₄)₂HPO₄ – гидроортофосфат аммония

NH₄H₂PO₄ – дигидроортофосфат аммония

Физические свойства

Кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.

Получение

1 способ- Аммиак + кислота: NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

2 способ- Аммиачная вода + кислота: 2NH₄OH + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄+ 2Н₂O

Химические свойства

ОБЩИЕ

1. Сильные электролиты (диссоциируют в водных растворах)

NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^-

2. С кислотами (реакция обмена)

(NH₄)₂CO₃ + 2НCl → 2NH₄Cl + Н₂O + CO₂­

2NH₄⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- → 2NH₄⁺ + 2Cl^- + Н₂O + CO₂­

CO₃^2- + 2H⁺ → Н₂O + CO₂­

3. С солями (реакция обмена)

(NH₄)₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ → BaSO₄↓ + 2NH₄NO₃

2NH₄⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2NO₃^- → BaSO₄ ↓ + 2NH₄⁺ + 2NO₃^-

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄ ↓

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ

1. Разложение при нагревании.

a) если кислота летучая

NH₄Cl → NH₃­ + HCl­ (при нагревании)

NH₄HCO₃ → NH₃­ + Н₂O­ + CO₂­

б) если анион проявляет окислительные свойства

NH₄NO₃ → N₂O­ + 2Н₂O­ (при нагревании)

(NH₄)₂Cr₂O₇ → N₂­ + Cr₂O₃ + 4Н₂O­ (при нагревании)

2. Качественная реакция на NH₄⁺ - ион аммония. При нагревании со щелочами выделяется газ аммиак

NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃­ + Н₂O (при нагревании)

3. Соли аммония подвергаются гидролизу (как соль слабого основания и сильной кислоты) – среда кислая:

NH₄Cl + Н₂O → NH₄OH + HCl

NH₄⁺ + Н₂O → NH₄OH + H⁺

Применение

• Нитрат аммония (аммиачная селитра) NH₄NO₃ применяют как азотное удобрение и для изготовления взрывчатых веществ — аммонитов;
• Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ — как дешёвое азотное удобрение;
• Гидрокарбонат аммония NH₄HCO₃ и карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ — в пищевой промышленности при производстве мучных кондитерских изделий в качестве химического разрыхлителя, при крашении тканей, в производстве витаминов, в медицине;
• Хлорид аммония (нашатырь) NH₄Cl — в гальванических элементах (сухих батареях), при пайке и лужении, в текстильной промышленности, как удобрение, в ветеринарии.

HNO₃ - Азотная кислота

химические формулы

Опытным путём доказано, что в молекуле азотной кислоты между двумя атомами кислорода и атомом азота две химические связи абсолютно одинаковые – полуторные связи. Степень окисления азота +5, а валентность равна IV.

Физические свойства

Азотная кислота HNO₃ в чистом виде - бесцветная жид­кость с резким удушливым запахом, неограниченно растворимая в воде; t°пл.= -41°C; t°кип.= 82,6°С, r = 1,52 г/см³. В небольших количествах она образуется при грозовых разрядах и присутствует в дождевой воде.

Под действием света азотная кислота частично разлагается с выделением NО₂ и за cчет этого приобретает светло-бурый цвет:

N₂ + O₂ ^{грозовые эл.разряды}→ 2NO

2NO + O₂ → 2NO₂

4НNО₃ ^свет→ 4NО₂↑(бурый газ) + 2Н₂О + О₂

Азотная кислота высокой концентрации выделяет на воздухе газы, которые в закрытой бутылке обнаруживаются в виде коричневых паров (оксиды азота). Эти газы очень ядовиты, так что нужно остерегаться их вдыхания. Азотная кислота окисляет многие органические вещества. Бумага и ткани разрушаются вследствие окисления образующих эти материалы веществ. Концентрированная азотная кислота вызывает сильные ожоги при длительном контакте и пожелтение кожи на несколько дней при кратком контакте. Пожелтение кожи свидетельствует о разрушении белка и выделении серы (качественная реакция на концентрированную азотную кислоту – жёлтое окрашивание из-за выделения элементной серы при действии кислоты на белок – ксантопротеиновая реакция). То есть – это ожог кожи. Чтобы предотвратить ожог, следует работать с концентрированной азотной кислотой в резиновых перчатках.

Получение

Лабораторный способ

KNO₃ + H₂SO₄(конц) → KHSO₄ + HNO₃­ (при нагревании)

Промышленный способ

Осуществляется в три этапа:

a) Окисление аммиака на платиновом катализаторе до NO

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (Условия: катализатор – Pt, t = 500˚С)

б) Окисление кислородом воздуха NO до NO₂

2NO + O₂ → 2NO₂

в) Поглощение NO₂ водой в присутствии избытка кислорода

4NO₂ + О₂ + 2H₂O ↔ 4HNO₃

или 3NO₂ + H₂O ↔ 2HNO₃+NO (без избытка кислорода)

Тренажёр "Получение азотной кислоты"

Применение

• в производстве минеральных удобрений;
• в военной промышленности;
• в фотографии — подкисление некоторых тонирующих растворов;
• в станковой графике — для травления печатных форм (офортных досок, цинкографических типографских форм и магниевых клише).
• в производстве взрывчатых и отравляющих веществ

ЭТО ИНТЕРЕСНО:
ИСТОРИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

Вопросы для контроля:

№1. Степень окисления атома азота в молекуле азотной кислоты

a. +4

b. +3

c. +5

d. +2

№2. Атом азота в молекуле азотной кислоты имеет валентность равную -

a. II

b. V

c. IV

d. III

№3. Какими физическими свойствами характеризуют чистую азотную кислоту?

a. без цвета

b. не имеет запаха

c. имеет резкий раздражающий запах

d. дымящая жидкость

e. окрашена в жёлтый цвет

№4. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции:

a) NH3 + O2	1) NO2
b) KNO3 + H2SO4	2) NO2 + О2 + H2O
c) HNO3	3) NO + H2O
d) NO + O2	4) KHSO4 + HNO3­

№5. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, покажите переход электронов, укажите процессы окисления (восстановления; окислитель (восстановитель):

NO₂ + О₂ + H₂O ↔ HNO₃

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОБЩИЕ С ДРУГИМИ КИСЛОТАМИ

1. Очень сильная кислота. Индикаторы в её растворе изменяют цвет на красный.

Диссоциирует в водном растворе практически нацело:

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

Изменение цветов индикаторов в кислотах