Аміак - нітрид водню.
Формула - NH3. Молярна маса - 17 г / моль.
Фізичні властивості аміаку
Аміак (NH3) - безбарвний газ з різким запахом (запах «нашатирного спирту»), легший за повітря, добре розчинний у воді (один об'єм води розчинять до 700 обсягів аміаку). Концентрований розчин аміаку містить 25% (масових) аміаку і має щільність 0,91 г / см 3.
Зв'язки між атомами в молекулі аміаку - ковалентні. Загальний вигляд молекули AB3. У гібридизацію вступають всі валентні орбіталі атома азоту, отже, тип гібридизації молекули аміаку - sp 3. Аміак має геометричну структуру типу AB3 E - трігональная піраміда (рис. 1).
Мал. 1. Будова молекули аміаку.
Хімічні властивості аміаку
У хімічному відношенні аміак досить активний: він вступає в реакції взаємодії з багатьма речовинами. Ступінь окислення азоту в аміаку «-3» - мінімальна, тому аміак проявляє тільки відновні властивості.
При нагріванні аміаку з галогенами, оксидами важких металів і киснем утворюється азот:
У присутності каталізатора аміак здатний окислюватися до оксиду азоту (II):
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2 O (каталізатор - платина)
На відміну від водневих з'єднань неметалів VI і VII груп, аміак не проявляє кислотні властивості. Однак, атоми водню в його молекулі все ж здатні заміщатися на атоми металів. При повному заміщенні водню металом відбувається утворення сполук, які називаються нитридами, які також можна отримати і при безпосередній взаємодії азоту з металом при високій температурі.
Основні властивості аміаку обумовлені наявністю неподіленої пари електронів у атома азоту. Розчин аміаку у воді має лужне середовище:
При взаємодії аміаку з кислотами утворюються солі амонію, які при нагріванні розкладаються:
NH4 Cl = NH3 + HCl (при нагріванні)
отримання аміаку
Виділяють промислові та лабораторні способи отримання аміаку. У лабораторії аміак отримують дією лугів на розчини солей амонію при нагріванні:
Ця реакція є якісною на іони амонію.
застосування аміаку
Виробництво аміаку - один з найважливіших технологічних процесів у всьому світі. Щорічно в світі виробляють близько 100 млн. Т. Аміаку. Випуск аміаку здійснюють в рідкому вигляді або у вигляді 25% -го водного розчину - аміачної води. Основні напрямки використання аміаку - виробництво азотної кислоти (виробництво азотовмісних мінеральних добрив в наслідку), солей амонію, сечовини, уротропіну, синтетичних волокон (нейлону і капрону). Аміак застосовують в якості холодоагенту в промислових холодильних установках, як відбілювача при очищенні і фарбуванні бавовни, вовни і шовку.
Приклади розв'язання задач
Які маса і обсяг аміаку, які будуть потрібні для отримання 5т нітрату амонію?
Запишемо рівняння реакції отримання нітрату амонію з аміаку і азотної кислоти:
За рівняння реакції кількість речовини нітрату амонію дорівнює 1 моль - v (NH4 NO3) = 1 моль. Тоді, маса нітрату амонію, розрахована за рівнянням реакції:
Відповідно до рівняння реакції, кількість речовини аміаку також дорівнює 1 моль - v (NH3) = 1 моль. Тоді, маса аміаку, розрахована за рівнянням:
Складемо пропорцію і знайдемо масу аміаку (практичну):
Аналогічну пропорцію складемо для знаходження об'єму аміаку: