2. Аммиак

Формула аммиака — $N{H}_3$. Степень окисления азота равна \(–3\). В молекуле три ковалентные полярные связи. У атома азота одна электронная пара остаётся неподелённой и играет важную роль в способности аммиака вступать в химические реакции.

Молекула аммиака имеет форму пирамиды, в вершине которой расположен атом азота, а в основании — три атома водорода.

 

 

Общие электронные пары в молекуле смещены к более электроотрицательному атому азота. Он заряжен отрицательно, а атомы водорода — положительно. Поэтому молекула полярна и представляет собой диполь. Благодаря высокой полярности молекулы аммиака способны образовывать водородные связи между собой и с молекулами воды. Образование водородных связей влияет на физические свойства вещества.

При обычных условиях аммиак представляет собой бесцветный газ с резким неприятным запахом. Он легче воздуха. Ядовит.

 

Аммиак очень хорошо растворяется в воде — при \(20\) °С в одном объёме воды может раствориться до \(700\) объёмов аммиака. Раствор с содержанием газа \(25\) % называется аммиачной водой, а \(10\)%-ный раствор используется в медицине как нашатырный спирт.

 

Аммиак легко сжижается при пониженной температуре или при повышенном давления. При испарении жидкого аммиака поглощается много тепла, что позволяет использовать его в холодильных установках.

1.  Восстановительные свойства.

  

Степень окисления азота в аммиаке — \(–3\), поэтому в окислительно-восстановительных реакциях он выступает в роли сильного восстановителя.

 

Аммиак окисляется кислородом с образованием азота или оксида азота(\(II\)). Результат реакции зависит от условий её протекания.

 

При горении аммиака в чистом кислороде образуется азот:

 

${\mathit{4}\stackrel{-3}{N}H}_3+\stackrel{0}{{\mathit{3O}}_2}=\stackrel{0}{{\mathit{2N}}_2}+{\mathit{6H}}_2\stackrel{-2}{O}$.

 

Если реакция проводится с катализатором, то образуется оксид азота(\(II\)):

 

${\mathit{4}\stackrel{-3}{N}H}_3+\stackrel{0}{{\mathit{5O}}_2}\stackrel{k}{=}\stackrel{+2}{\mathit{4NO}}+{\mathit{6H}}_2\stackrel{-2}{O}$.

 

2. Основные свойства.

  

Если в водный раствор аммиака добавить несколько капель фенолфталеина, то его окраска станет малиновой. Значит, раствор содержит гидроксид-ионы. Образование этих ионов происходит в результате реакции между водой и молекулами аммиака:

 

$N{H}_3+H_{2}O\rightleftarrows N{H}_3\cdot H_{2}O\rightleftarrows N{H}_4^{+}+O{H}^{-}$.

 

Образующийся в реакции неустойчивый гидрат аммония частично диссоциирует на ионы аммония и гидроксид-ионы.

 

Аммиак реагирует с кислотами. При этом образуются соли аммония. Так, с соляной кислотой образуется хлорид аммония, а с серной — сульфат аммония:

 

$N{H}_3+\mathit{HCl}=N{H}_4\mathit{Cl}$,

 

$\mathit{2N}{H}_3+H_{2}S{O}_4={(N{H}_4)}_{2}S{O}_4$.

В промышленности аммиак синтезируют из азота и водорода:

 

$N_2+{\mathit{3H}}_2\stackrel{t,p,k}{\rightleftarrows }{\mathit{2NH}}_3$.

 

 

Лабораторный способ получения — реакция между солью аммония и гидроксидом кальция:

 

$\mathit{2N}{H}_4\mathit{Cl}+\mathit{Ca}{(\mathit{OH})}_2=\mathit{Ca}{\mathit{Cl}}_2+\mathit{2N}{H}_3\uparrow +\mathit{2}{H}_{2}O$.

 

В больших количествах аммиак применяется для производства азотной кислоты и минеральных удобрений, а также красителей и взрывчатых веществ. Используется в холодильных установках. Нашатырный спирт находит применение в медицине и в быту.