Ammoniak er ammoniak. Formel, egenskaber og anvendelse af ammoniak

Emne: Ammoniak. Fysiske og kemiske egenskaber. Kvittering og ansøgning.

Lektionens mål: kende strukturen af ​​ammoniakmolekylet, fysiske og kemiske egenskaber, anvendelser; kunne bevise ammoniakens kemiske egenskaber: nedskrive ligningerne for ammoniakens reaktioner med oxygen, vand, syrer og betragte dem ud fra teorien om elektrolytisk dissociation og redoxprocesser.

Under timerne

1. Organisatorisk moment af lektionen.

2. At lære nyt stof.

Ammoniak - NH 3

Ammoniak (på europæiske sprog lyder navnet som "ammoniak") skylder sit navn til oasen Ammon i Nordafrika, der ligger ved krydset mellem karavaneruter. I varme klimaer kan urinstof (NH 2 ) 2 CO indeholdt i animalsk affald nedbrydes særligt hurtigt. Et af nedbrydningsprodukterne er ammoniak. Ifølge andre kilder fik ammoniak sit navn fra det gamle egyptiske ord amoniak. Såkaldte mennesker, der tilbeder guden Amun. Under deres rituelle ceremonier snusede de ammoniak NH 4 Cl, som fordamper ammoniak ved opvarmning.

1. Molekylets struktur

Ammoniakmolekylet har form som en trigonal pyramide med et nitrogenatom i toppen.. Tre uparrede p-elektroner af nitrogenatomet deltager i dannelsen af ​​polære kovalente bindinger med 1s-elektroner af tre hydrogenatomer (N-H-bindinger), det fjerde par eksterne elektroner er udelt, det kan danne en donor-acceptorbinding med en brint ion, der danner en ammoniumion NH 4 + .

2. Fysiske egenskaber af ammoniak

Under normale forhold er det en farveløs gas med en skarp karakteristisk lugt (lugten af ​​ammoniak), næsten dobbelt så let som luft, giftig. Ifølge den fysiologiske effekt på kroppen hører det til gruppen af ​​stoffer med kvælende og neurotropisk virkning, som ved indånding kan forårsage toksisk lungeødem og alvorlig skade på nervesystemet. Ammoniak har både lokale og resorptive virkninger. Ammoniakdampe irriterer kraftigt slimhinderne i øjnene og åndedrætsorganerne samt huden. Det er, hvad vi opfatter som en skarp lugt. Ammoniakdampe forårsager voldsom tåreflåd, smerter i øjnene, kemiske forbrændinger af bindehinden og hornhinden, tab af syn, hosteanfald, rødme og kløe i huden. Opløselighed NH 3 i vand er ekstremt høj - omkring 1200 volumener (ved 0 °C) eller 700 volumener (ved 20 °C) i et volumen vand.

3. Får ammoniak

I laboratoriet

I industrien

For at opnå ammoniak i laboratoriet bruges virkningen af ​​stærke alkalier på ammoniumsalte:

NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O

(NH 4 ) 2 SO 4 + Ca(OH) 2 = 2NH 3 + CaSO 4 + 2H 2 O

Opmærksomhed! Ammoniumhydroxid ustabil base, nedbrydes: NH 4 OH ↔ NH3 + H2O

Når du modtager ammoniak, skal du holde reagensglasset - modtageren på hovedet, da ammoniak er lettere end luft:

Den industrielle metode til fremstilling af ammoniak er baseret på den direkte interaktion mellem brint og nitrogen:

N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g) + 45,9 k J

Vilkår:

katalysator - porøst jern

temperatur - 450 - 500 ˚С

tryk - 25 - 30 MPa

Dette er den såkaldte Haber-proces (tysk fysiker, udviklede det fysisk-kemiske grundlag for metoden).

4. Kemiske egenskaber af ammoniak

For ammoniak er reaktioner karakteristiske:

1. med en ændring i nitrogenatomets oxidationstilstand (oxidationsreaktioner)

2. uden at ændre nitrogenatomets oxidationstilstand (addition)

Reaktioner med en ændring i nitrogenatomets oxidationstilstand (oxidationsreaktioner)

N-3 → NO → N+2

NH3 - et stærkt reduktionsmiddel.

med ilt

1. brændende ammoniak(ved opvarmning)

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H20

2. Katalytisk oxidation af ammoniak (katalysator Pt - Rh, temperatur)

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

med metaloxider

2 NH 3 + 3 CuO \u003d 3 Cu + N 2 + 3 H 2 O

med stærke oxidanter

2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl (ved opvarmning)

ammoniak er en skrøbelig forbindelse, nedbrydes ved opvarmning

2NH3 ↔ N2 + 3H2

Reaktioner uden at ændre nitrogenatomets oxidationstilstand (tilsætning - Dannelse af ammoniumionen NH 4+ af donor-acceptor mekanisme)

5. Anvendelse af ammoniak

Med hensyn til produktionsmængder indtager ammoniak en af ​​de første pladser; årligt rundt om i verden modtager omkring 100 millioner tons af denne forbindelse. Ammoniak fås i flydende form eller som en vandig opløsning - ammoniakvand, som normalt indeholder 25% NH 3 . Enorme mængder ammoniak bruges yderligere til at producere salpetersyre, som bruges til at fremstille gødning og en række andre produkter. Ammoniakvand bruges også direkte som gødning, og nogle gange vandes markerne fra tanke direkte med flydende ammoniak. Forskellige ammoniumsalte, urinstof, urotropin opnås fra ammoniak. Det bruges også som et billigt kølemiddel i industrielle køleanlæg.

Ammoniak bruges også til fremstilling af syntetiske fibre som nylon og kapron. I let industri bruges det til rensning og farvning af bomuld, uld og silke. I den petrokemiske industri bruges ammoniak til at neutralisere surt affald, og i naturgummiproduktion hjælper ammoniak med at bevare latex under transporten fra plantagen til fabrikken. Ammoniak bruges også til fremstilling af sodavand efter Solvay-metoden. I stålindustrien bruges ammoniak til nitrering - mætning af stålets overfladelag med nitrogen, hvilket øger dets hårdhed betydeligt.

Læger bruger vandige opløsninger af ammoniak (ammoniak)i daglig praksis: en vatpind dyppet i ammoniak, tager en person ud af en besvimelse. For mennesker er ammoniak i en sådan dosis ikke farlig.

3. Konsolidering af det undersøgte materiale

nr. 1. Udfør transformationer i henhold til skemaet:

a) Nitrogen → Ammoniak → Nitrogenoxid (II)

b) Ammoniumnitrat → Ammoniak → Nitrogen

c) Ammoniak → Ammoniumchlorid → Ammoniak → Ammoniumsulfat

For OVR, opstil en e-balance, for RIO, komplette, ioniske ligninger.

nr. 2. Skriv fire ligninger for de kemiske reaktioner, der producerer ammoniak.

4. Hjemmearbejde

S. 24, ex. 2,3; prøve

Ammoniak er et gasformigt stof med en skarp lugt. Hvilke egenskaber har den, og med hvilke stoffer reagerer den?

Molekylets struktur

Den elektroniske formel for ammoniak er som følger:

Ris. 1. Elektronisk formel for ammoniak.

Af de fire elektronpar ved nitrogenatomet er tre fælles, og ét er udelt. Dannelsen af ​​NH3-molekylet involverer tre uparrede p-elektroner af nitrogenatomet, hvis elektroniske orbitaler er indbyrdes vinkelrette, og 1s-elektroner af tre hydrogenatomer. Molekylet har form som en regulær pyramide: i trekantens hjørner er der brintatomer, og i toppen af ​​pyramiden er der et nitrogenatom. Vinklen mellem H-N-H-bindingerne er 107,78 grader.

Fysiske egenskaber

Ammoniak er en farveløs gas med en karakteristisk skarp lugt. Kogepunktet for ammoniak er -33,4 grader Celsius, smeltepunktet er -77,8 grader.

Ammoniak opløses godt i vand (ved 20 grader opløses op til 700 volumener ammoniak i 1 volumen vand). Den koncentrerede opløsning har en ammoniakdensitet på 0,91 g/cm3.

En opløsning af ammoniak i vand kaldes ammoniakvand eller ammoniak. Ved kogning fordamper den opløste ammoniak fra opløsningen.

Ris. 2. Ammoniak.

Ammoniak er noget dårligere opløseligt i organiske opløsningsmidler (alkohol, acetone, chloroform, benzen). Ammoniak opløser godt mange nitrogenholdige stoffer.

Flydende ammoniak har en høj fordampningsvarme (ved -50 grader 145 kJ/kg, ved 0 grader 1260 kJ/kg, ved 50 grader 1056 kJ/kg).

Den molære masse og molekylvægten af ​​ammoniak er 17

Kemiske egenskaber

Kemisk er ammoniak ret aktiv. reaktioner, hvor ammoniak er involveret, ledsages enten af ​​en ændring i nitrogens oxidationstilstand eller af dannelsen af ​​en særlig type kovalent binding. Den høje opløselighed af et kemikalie i vand skyldes dannelsen af ​​hydrogenbindinger mellem deres molekyler.

Ammoniak er i stand til at reagere med følgende stoffer:

• når de interagerer med syrer, neutraliserer ammoniak dem og danner ammoniumsalte:

NH 3 + HCl \u003d NH 4 Cl

• når det interagerer med halogener, oxideres ammoniak normalt til frit nitrogen:

8NH 3 + 3Br 2 \u003d N 2 + 6NH 4 Br

• Når det blandes med ilt, brænder ammoniak med en grønlig-gul flamme:

4NH 3 + 3O 2 \u003d 6H 2 O + 2N 2

• ved opvarmning reducerer ammoniak kobberoxid (II) og oxideres i sig selv til frit nitrogen:

3CuO + 2NH 3 \u003d 3Cu + N 2 + 3H 2 O

- ved hjælp af denne reaktion kan du få ilt i laboratoriet.

Komme og bruge

I laboratoriet opnås ammoniak ved at opvarme ammoniumchlorid NH 4 Cl med læsket kalk Ca (OH) 2:

2NH 4 Cl + Ca (OH) 2 \u003d CaCl + 2NH 3 + 2H 2 O

- den frigivne ammoniak indeholder vanddamp.

I industrien fremstilles ammoniak af nitrogen og brint. Ammoniaksyntesereaktionen fortsætter med frigivelse af varme og et fald i volumen:

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3

Den temperatur, der kræves til at udføre syntesen af ​​ammoniak, opnås ved at forvarme nitrogen-brint-blandingen og på grund af frigivelsen af ​​reaktionsvarme. Katalysatoren for syntesen af ​​ammoniak er jernsvamp, aktiveret af nogle metaller. Svovlbrinte, oxygen, carbonmonoxid og dioxid, dampe og andre blandinger indeholdt i nitrogen-brintblandingen reducerer katalysatorens aktivitet kraftigt. Syntese udføres ved en temperatur på 500-550 grader og et tryk på 15 til 100 MPa.

Skemaet for ammoniaksynteseanlægget ser sådan ud:

Ris. 3. Ordning for ammoniakproduktion.

Det meste af den ammoniak, der syntetiseres i industrien, bruges til at fremstille salpetersyre og andre nitrogenholdige stoffer. Dens anvendelse i køleanlæg er baseret på let fortætning og efterfølgende fordampning med varmeabsorption.

Vandige opløsninger af ammoniak bruges i kemiske laboratorier og industrier som en svag flygtig base. Også vandige opløsninger bruges i medicin og hverdagsliv.

Hvad har vi lært?

Studiet af ammoniak indgår i grundskolens kemikursus. Ammoniak er en kemisk forbindelse, der indeholder nitrogen og brint. Gassen er et farveløst stof med en udtalt lugt og reagerer med syrer, vand, halogener, ilt og andre komplekse og simple stoffer.

Emne quiz

Rapport Evaluering

Gennemsnitlig vurdering: 4.7. Samlede vurderinger modtaget: 143.

Kemiske reagenser, laboratorieudstyr og enheder er hovedkomponenterne i ethvert laboratorium. Uanset betydningen af ​​egenskaber og effekter, har kemikalier altid været og vil være grundlaget for al laboratorieforskning, eksperimenter eller eksperimenter. Deres enorme antal giver mange kemikere og farmakologer et omfattende aktivitetsområde. Når de kombineres, kan de blive til både harmløse og giftige stoffer, der kan forårsage alvorlig skade. Selvom sådanne kemiske reagenser som krystallinsk jod, salpetersyre, vandig ammoniak er farlige, er deres anvendelse i laboratoriepraksis af særlig betydning.

Definition

(på hebraiske sprog "ammoniak") er en farveløs gas, hvis lugt er velkendt for alle, selv dem, der er meget langt fra kemi. Den er ekstremt skarp, specifik og minder om lugten af ​​ammoniak, som kan forårsage tåreflåd. Ammoniak er meget giftig, dobbelt så let som luft, hvis blanding er eksplosiv. Det blandes godt med alkohol og nogle andre organiske opløsningsmidler i alle proportioner. Ved en temperatur på 10 °C kondenserer det til en væske, der koger ved 33,7 °C. Dette kemiske reagens er letopløseligt i vand med aktiv varmeafgivelse. Denne opløsning kaldes ammoniakvand eller ammoniakvand. I fødevareindustrien - som tilsætningsstof E527.

Ammoniakopløsning er ikke kompatibel med:
- organiske syrer;
- salte af valente metaller;
- stivelse;
- salte af kviksølv;
- jod osv.

Historien om opdagelsen af ​​ammoniak

Oversat fra græsk betyder det ammonsalt, som ammoniak blev kaldt i oldtiden. Ammoniak blev opdaget af den britiske kemiker D. Priestley, der er kendt som opdageren af ​​ilt og kuldioxid. Det var ham, der kaldte denne gas "alkalisk luft eller flygtig alkali", da en vandig opløsning af ammoniak havde alle egenskaber og tegn på alkali. Takket være den franske kemiker Berthollet modtog han den officielle betegnelse "ammoniak". Denne definition bruges på mange vesteuropæiske sprog.

Ammoniak stripper

Hovedopgaven for dette laboratorieudstyr er destillation og stripning af ammoniak med vanddamp, måling af massefraktionen af ​​protein i pasteuriseret, steriliseret eller rå mælk, fermenterede mælkedrikke.
Dette apparat består af:
- konisk kolbe;
- dryptragte med en hane;
- en adapter lavet af laboratorieglas;
- Kjeldahl glaskolbe;
- T-formede, buede forbindelses- og gummirør;
- skilletragt;
- kuglekøler;
- dråbefanger;
- glasdele (forbundet med gummirør).

Anvendelse af ammoniak

I løbet af de seneste årtier har produktionen af ​​ammoniak på verdensmarkedet været et af de førende steder med omkring 100 millioner tons. Det kan produceres både i flydende form og i form af ammoniakvand. Dens omfang er meget omfattende, men den dækker hovedsageligt industri og medicin.

1. Branche:
- opnåelse af salpetersyre til fremstilling af kunstgødning;
- produktion af ammoniumsalte, urotropin, urinstof;
- til neutralisering af surt affald;
- brug som et billigt kølemiddel i produktionen af ​​køleskabe;
- opnåelse af syntetiske fibre (nylon, kapron);
- ved rensning og farvning af uld, silke og bomuld.

2. Medicin. På grund af dets irriterende virkning, ammoniak i form af vandig opløsning (ammoniak) er vidt udbredt både i medicinske institutioner og i hverdagen: det irriterer slimhinderne i de øvre luftveje, hvilket hjælper med at fjerne en person fra at besvime, stimulere hans åndedrætscenter. Men ved indånding kan ammoniak forårsage alvorlige rindende øjne, hoste, tab af syn, rødme og kløe i huden, øjensmerter, nogle gange nerveskader og lungeødem.

I kirurgisk praksis anvendes opløsningen som et desinfektionsmiddel. Derudover bruges lotioner med en opløsning af ammoniak til at neutralisere toksiner fra insekt- og slangebid.

Forebyggende foranstaltninger

Ammoniak er en giftig gas, en dødelig gift for mennesker, derfor kræver det særlige sikkerhedsforanstaltninger. Når du håndterer det, som med alle andre giftige gasser, for at beskytte åndedrætsorganerne, slimhinderne i øjnene og huden, er det nødvendigt at bruge åndedrætsværn, nitrilhandsker, beskyttelsesbriller, en kjole og andre gummiprodukter for at beskytte huden.

Et højkvalitetsapparat til ammoniak kan købes i den specialiserede onlinebutik af kemiske reagenser Moskva detailhandel "Prime Chemicals Group". Ammoniak, laboratorieglas, en magnetomrører og elektroniske laboratorievægte til at arbejde med det er altid tilgængelige.

Du kan også købe en bred vifte af instrumenter, apparater, kemikalier, udstyr og laboratorieglasvarer i Moskva på vores hjemmeside. Alle varer er certificerede og overholder GOST-standarder.

"Prime Chemicals Group" - samarbejde med os pålideligt og rentabelt!

DEFINITION

Ammoniak- hydrogennitrid.

Formel - NH 3. Molær masse - 17 g / mol.

Fysiske egenskaber af ammoniak

Ammoniak (NH 3) er en farveløs gas med en skarp lugt (lugten af ​​"ammoniak"), lettere end luft, meget opløselig i vand (et volumen vand vil opløse op til 700 volumener ammoniak). Den koncentrerede ammoniakopløsning indeholder 25 % (masse) ammoniak og har en densitet på 0,91 g/cm 3 .

Bindingerne mellem atomer i ammoniakmolekylet er kovalente. Generelt billede af AB 3-molekylet. Alle valensorbitaler af nitrogenatomet indgår i hybridisering, derfor er typen af ​​hybridisering af ammoniakmolekylet sp 3. Ammoniak har en geometrisk struktur af typen AB 3 E - en trigonal pyramide (fig. 1).

Ris. 1. Strukturen af ​​ammoniakmolekylet.

Kemiske egenskaber af ammoniak

Kemisk er ammoniak ret aktiv: den reagerer med mange stoffer. Graden af ​​oxidation af nitrogen i ammoniak "-3" er minimal, så ammoniak udviser kun reducerende egenskaber.

Når ammoniak opvarmes med halogener, tungmetaloxider og oxygen, dannes nitrogen:

2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr

2NH 3 + 3CuO \u003d 3Cu + N 2 + 3H 2 O

4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O

I nærvær af en katalysator er ammoniak i stand til at oxidere til nitrogenoxid (II):

4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O (katalysator - platin)

I modsætning til hydrogenforbindelser af ikke-metaller fra gruppe VI og VII udviser ammoniak ikke sure egenskaber. Imidlertid er hydrogenatomer i dets molekyle stadig i stand til at blive erstattet af metalatomer. Ved fuldstændig udskiftning af brint med et metal sker dannelsen af ​​forbindelser kaldet nitrider, som også kan opnås ved direkte interaktion af nitrogen med et metal ved høj temperatur.

Ammoniakens hovedegenskaber skyldes tilstedeværelsen af ​​et ensomt elektronpar ved nitrogenatomet. Ammoniakopløsning i vand er basisk:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH -

Når ammoniak reagerer med syrer, dannes ammoniumsalte, som nedbrydes ved opvarmning:

NH3 + HCl = NH4Cl

NH 4 Cl \u003d NH 3 + HCl (ved opvarmning)

Får ammoniak

Tildel industrielle og laboratoriemæssige metoder til fremstilling af ammoniak. I laboratoriet opnås ammoniak ved indvirkning af alkalier på opløsninger af ammoniumsalte, når de opvarmes:

NH4Cl + KOH \u003d NH3 + KCl + H2O

NH4 + + OH - = NH3 + H2O

Denne reaktion er kvalitativ for ammoniumioner.

Anvendelse af ammoniak

Ammoniakproduktion er en af ​​de vigtigste teknologiske processer på verdensplan. Omkring 100 millioner tons ammoniak produceres årligt i verden. Frigivelsen af ​​ammoniak udføres i flydende form eller i form af en 25% vandig opløsning - ammoniakvand. De vigtigste områder for anvendelse af ammoniak er produktion af salpetersyre (produktion af nitrogenholdig mineralgødning senere), ammoniumsalte, urinstof, urotropin, syntetiske fibre (nylon og kapron). Ammoniak bruges som kølemiddel i industriel køling, som blegemiddel ved rensning og farvning af bomuld, uld og silke.

Eksempler på problemløsning

EKSEMPEL 1

ammoniak. Denne gass molekyler har form som en pyramide, ved et af hjørnerne, hvor der er et nitrogenatom. De er dannet af hydrogenbindinger og er kendetegnet ved stærk polaritet. Dette forklarer den usædvanlige ammoniak: dens smeltepunkt er omkring -80 grader. Det er meget opløseligt i vand, alkoholer og andre organiske opløsningsmidler.

Anvendelse af ammoniak

Ammoniak spiller en vigtig rolle i industrien. Med dens hjælp opnås nitrogengødning, der bruges i landbruget, salpetersyre og endda sprængstoffer. Ammoniak, der er meget brugt af læger, fremstilles også ved hjælp af ammoniak. Den skarpe lugt af denne gas irriterer næseslimhinden og stimulerer åndedrætsfunktionerne. Ammoniak bruges til besvimelse eller alkoholforgiftning. Der er også en ekstern brug af ammoniak i medicin. Det er et fremragende antiseptisk middel, som kirurger behandler deres hænder før operationer.

Ammoniak, som et nedbrydningsprodukt af ammoniak, bruges til lodning af metaller. Ved høje temperaturer opnås ammoniak fra ammoniak, som beskytter metallet mod dannelsen af ​​en oxidfilm.

Ammoniakforgiftning

Ammoniak er et giftigt stof. Ofte på arbejdet forekommer forgiftning med denne gas, som er ledsaget af kvælning, delirium og stærk ophidselse. Hvordan kan du hjælpe en, der er i denne situation? Først skal du skylle hans øjne med vand og sætte på en gazebandage, der tidligere er fugtet med en svag opløsning af citronsyre. Så er det nødvendigt at fjerne det fra den zone, hvor der observeres en høj koncentration af ammoniak. Forgiftning er mulig ved en koncentration på omkring 350 mg/m³.

Hvis ammoniak kommer i kontakt med huden, vask straks de berørte områder med vand. Afhængigt af mængden af ​​ammoniak på huden kan der opstå alvorlig rødme eller kemiske forbrændinger med blærer.

Anlæg, der producerer ammoniak, har strenge brandsikkerhedsforanstaltninger på plads. Faktum er, at blandingen af ​​ammoniak og luft er meget brandfarlig. Beholdere, hvor det opbevares, kan nemt eksplodere ved opvarmning.

Kemiske egenskaber af ammoniak

Ammoniak reagerer med mange syrer. Som et resultat af denne interaktion opnås forskellige ammoniumsalte. Ved reaktion med polybasiske syrer opnås to typer salte (afhængigt af antallet af mol ammoniak).