Аміак - одне з найважливіших сполук азоту.
Азот, що входить до складу білків і нуклеїнових кислот, є одним з компонентів, що складають основу життя. Тому дуже важливо було навчитися синтезувати хімічні сполуки з азотом. Спочатку використовували електрику, але цей спосіб виявився дуже дорогим. Більш простим способом з'явилася хімічна реакція сполуки азоту, що знаходиться в повітрі, з воднем в хімічну сполуку - аміак!
отримання аміаку
Отримання аміаку в промисловості пов'язано з прямим його синтезом з простих речовин. Як уже зазначалося, джерелом азоту служить повітря, а водень отримують з води.
3H2 + N2 → 2NH3 + Q
Аміак. Водний розчин
Реакція синтезу аміаку оборотна, тому важливо підібрати умови, при яких вихід аміаку в хімічній реакції буде найбільшим. Для цього реакцію проводять при високому тиску (від 15 до 100 МПа). В ході реакції обсяги газів (водню і азоту) зменшуються в 2 рази, тому високий тиск дозволяє збільшити кількість що утворюється аміаку. каталізатором в такій реакції може служити губчасті залізні. При цьому цікаво те, що губчасті залізні діє як каталізатор тільки при температурі вище 5000C. Але збільшення температури сприяє розпаду молекули аміаку на водень і азот. Для уникнення розпаду молекул, як тільки суміш газів проходить через губчасті залізні, що утворився аміак відразу охолоджують! Крім того при сильному охолодженні аміак перетворюється в рідину.
Отримання аміаку в лабораторних умовах виробляють з суміші твердого хлориду амонію (NH4Cl) і гашеного вапна. При нагріванні інтенсивно виділяється аміак.
2NH4Cl + Ca (OH) 2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
властивості аміаку
Аміак при звичайних умовах - газ з різким і неприємним запахом. Аміак отруйний! При 20 0C в воді розчиняється 700 л аміаку. Отриманий розчин називають аміачною водою. Через таку розчинності аміак можна збирати і зберігати над водою.
Аміак - активний відновник. Така властивість у нього за рахунок атомів азоту, що мають ступінь окислення "-3". Відновлювальні властивості азоту спостерігаються при горінні аміаку на повітрі. Так як для азоту найбільш стійка ступінь окислення - 0, то в результаті цієї реакції виділяється вільний азот.
Якщо в реакції горіння використовувати каталізатори (платину Pt і оксид хрому Cr2O3), то отримують оксид азоту.
4NH3 + 5 O2 → 4NO + 6H2O
Аміак може відновлювати метали з їх оксидів. Так реакцію з оксидом міді використовують для одержання азоту.
2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 3H2O
Реакція гідроксиду міді з аміаком
Аміак має властивості підстав і лугів . При розчиненні його у воді утворюється іон амонію і гідроксид-іон. При цьому з'єднання NH4OH - не існує! Тому формулу аміачної води краще записати, як формулу аміаку!
Основні властивості аміаку виявляються також і в реакціях з кислотами.
NH3 + HCl → NH4Cl (нашатир)
NH3 + HNO3 → NH4NO3 (аміачна селітра)
Аміак реагує з органічними речовинами. Наприклад, штучні амінокислоти отримують за допомогою реакції аміаку і A-хлорзамещённимі карбоновими кислотами. Вирізняється в результаті реакції хлороводень (газ HCl) пов'язують з надлишком аміаку, в результаті якого утворюється нашатир (або хлорид амонію NH4Cl).
Багато комплексні сполуки містять в якості ліганда аміак. Аміачний розчин оксиду срібла, який використовується для виявлення альдегідів, являє собою комплексне з'єднання - гідроксіддіаммін срібла.
Ag2O + 4NH3 + H2O → 2 [Ag (NH3) 2] OH
солі амонію
Солі амонію - тверді кристалічні речовини, що не мають забарвлення. Майже всі вони розчиняються у воді, і їм характерні всі ті ж властивості, які мають відомі нам солі металів. Вони взаємодіють з лугами, при цьому виділяється аміак.
NH4Cl + KOH → KCl + NH3 + H2O
При цьому, якщо додатково скористатися індикаторної папером, то цю реакцію можна використовувати - як якісну реакцію на солі амонію. Солі амонію взаємодіють з іншими солями і кислотами. наприклад,
(NH4) 2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2NH4Cl
(NH4) 2CO3 + 2HCl2 → 2NH4Cl + CO2 + H2O
Солі амонію нестійкі до нагрівання. Деякі з них, наприклад хлорид амонію (або нашатир), - возгоняются (випаровуються при нагріванні), інші, наприклад нітрит амонію, - розкладаються
NH4Cl → NH3 + HCl
NH4NO2 → N2 + 2H2O
Остання хімічна реакція - розкладання нітриту амонію - використовується в хімічних лабораторіях для отримання чистого азоту.
Аміак - це слабка основа, тому солі, утворені аміаком у водному розчині піддаються гідролізу. У розчинах цих солей є велика кількість іонів гідроксонію, тому реакція солей амонію - кисла!
NH4 + + H2O → NH3 + H3O +
Застосування аміаку і його солей засновано на специфічні властивості. Аміак служить сировиною для виробництва азотовмісних речовин, а також у складі солей широко застосовується в якості мінеральних добрив . Водний розчин аміаку можна купити в аптеках під назвою нашатирний спирт.
