Amoniacul. Sãrurile de amoniu

 Dupã cum s-a menþionat, plantele, cu excepþia leguminoaselor, nu pot asimila azotul liber nemijlocit din aer. Ele asimileazã doar compuºii azotului. Unul dintre aceºtia este amoniacul. Astfel, amoniacul face legãtura dintre natura moartã (azotul) ºi natura vie (proteinele). Structura. Amoniacul NH3 este un compus al azotului ºi hidrogenului. În molecula de amoniac H H H N H H N H sînt prezente trei legãturi covalente polare N–H, deoarece azotul este mai electronegativ decît hidrogenul. Obþinerea. În industrie, amoniacul se obþine din azot ºi hidrogen N2 + 3H2 2NH3 + Q în prezenþa unui catalizator de fier, la temperaturã ºi presiune înaltã. În condiþii de laborator, amoniacul poate fi obflinut din sãrurile de amoniu. Pentru aceasta, se încãlzeºte un amestec de var stins ºi clorurã de amoniu (fig. 4.16). Amoniacul obþinut se capteazã într-o eprubetã întoarsã cu gura în jos. De ce? Ca(OH)2+2NH4Cl= CaCl2+ 2NH3 + 2H2O Proprietãþile fizice ºi chimice. Amoniacul este un gaz incolor, cu miros specific înþepãtor; este mai uºor decît aerul. Amoniacul se dizolvã bine în apã: un volum de apã dizolvã pînã la 700 volume de amoniac. Dacã se introduce în apã gura unui cilindru sau a unei eprubete umplute cu amoniac, apa este absorbitã pînã la fundul eprubetei întoarse cu gura în jos (fig. 4.17). Soluþia de amoniac în apã se numeºte apã amoniacalã. Aceasta nu este o soluþie obiºnuitã; amoniacul nu doar se dizolvã, ci parþial interacþioneazã cu apa, formînd hidroxid de amoniu NH4OH: NH3 + H2O ¬® NH4OH hidroxid de amoniu Hidroxidul de amoniu disociazã, creînd un mediu slab bazic: NH4OH ¬® NH4 + + OH– cation de amoniu ® : : : : d– d+ Fig. 4.17. Dizolvarea amoniacului în apã. 4.7. Amoniacul. Sãrurile de amoniu Demonstreazã cã amoniacul este aproape de douã ori mai uºor decît aerul. d+ d– d+ d+ [Fe], t o , P NH3 H2O t o Fig. 4.16. Obþinerea ºi captarea amoniacului. NH4Cl Ca(OH)2 NH3 ¾® ®¾ 90 Nemetalele şi compuşii lor Astfel, apa amoniacalã conþine, în cea mai mare parte, molecule de NH3 ºi puþini ioni de NH4 + ºi OH– . În apa amoniacalã, ca ºi în soluþiile de alcalii, turnesolul capãtã culoare albastrã, iar fenolftaleina – zmeurie. Amoniacul interacþioneazã cu acizii, formînd sãruri de amoniu. Dacã vom apropia o baghetã de sticlã, muiatã în soluþie concentratã de amoniac de o altã baghetã de sticlã, muiatã în acid clorhidric concentrat, se va degaja un fum alb, compus din cristale minuscule de clorurã de amoniu (fig. 4.18): NH3 + HCl = NH4Cl gaz – gaz – fum – cristale de amoniac clorurã clorurã de amoniu de hidrogen În urma reacþiei amoniacului cu alþi acizi, se formeazã de asemenea sãruri de amoniu: NH3 + HNO3 = NH4NO3 nitrat de amoniu 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 sulfat de amoniu Sãrurile de amoniu sînt substanþe cristaline, sublimabile la încãlzire, higroscopice (absorb uºor apa). Toate sãrurile de amoniu se dizolvã bine în apã. La descompunerea prin încãlzire a sãrurilor de amoniu, se formeazã amoniac ºi acidul corespunzãtor: NH4Cl ¬®t o NH3 + HCl Identificarea ionului de amoniu. În reacþia dintre o sare de amoniu (cristalinã sau în soluþie) ºi o bazã alcalinã, se formeazã, la încãlzire, gazul amoniac NH3, cu un miros caracteristic: NH3 NH4Cl + NaOH = NaCl + NH4OH H2O NH4 + + Cl – + Na+ + OH– = Na+ + Cl – + NH3 + H2O NH4 + + OH– = NH3 + H2O Ionul de hidroxil este un reactiv de identificare a ionului de amoniu (vezi şi Anexa 4). Utilizarea. Amoniacul ºi sãrurile de amoniu (în special fosfaþii ºi nitratul de amoniu) se întrebuinþeazã pe larg în calitate de îngrãºãminte minerale. Acestea sînt substanþe anorganice, care se introduc în sol pentru alimenta- ® ® ® Fig. 4.18. Formarea fumului de clorurã de amoniu. ® ® Generalizare pe unele probe de identificare a ionilor Ionul de hidroxil OH– este reactivul de identificare a ionului de amoniu NH4 +, ionul de bariu Ba2+ – al ionului de sulfat SO4 2– , ionul de plumb Pb2+ – al ionului de sulfurã S2– , ionul de argint Ag+ – al ionului de clorurã Cl – . Scrie ecuaþiile acestor reacþii. Amoniac + acid = = sare de amoniu. Principala proprietate a amoniacului este adiþionarea ionului de hidrogen ºi formarea ionului de amoniu. t o 91 Nemetalele şi compuşii lor rea plantelor. Foarte valoroºi sînt fosfaþii de amoniu, care servesc concomitent ca surse de azot ºi de fosfor. Mari cantitãþi de amoniac se consumã la producerea acidului azotic (fig. 4.19). Îngrãºã- minte Îngrãºã- minte Îngrãºãminte Producerea acidului azotic La sudare În medicinã În gospodãrie Îngrãºã- minte Îngrãºã- minte 1. Completaþi ecuaþiile reacþiilor, luînd în considerare coeficienþii din partea stîngã: a) NH3 + ? ® NH4Cl d) NH3 + HNO3 ® ? b) 2NH3 + ? ® (NH4)2SO4 *e) NH3 + ? ® NH4H2PO4 *c) NH3 + H2SO4 ® ? *f) 2NH3 + H3PO4 ® ? 2. Scrieþi ecuaþiile reacþiilor cu ajutorul cãrora se poate demonstra cã: a) NH4Cl conþine ioni de NH4 + ºi Cl – ; b) (NH4)2SO4 conþine ioni de NH4 + ºi SO4 2– . 3. Scrieþi ecuaþiile reacþiilor pentru urmãtoarele transformãri: H2 ® NH3 ® NH4Cl ® NH3 4. Se dã un amestec de NH4Cl ºi nisip. Cum pot fi separate componentele amestecului? 5. Ce se întîmplã dacã într-un vas în care a fost var stins se toarnã îngrãºãminte de amoniu? Explozivi Soluþia apoasã de amoniac Fig. 4.19. Utilizarea amoniacului ºi a sãrurilor de amoniu. Utilaj ºi reactivi: sare de amoniu (NH4Cl º.a.), soluþie de NaOH, fenolftaleinã, spirtierã, cleºtar, stativ cu eprubete, pahar cu apã. Turnaþi într-o eprubetã 1 ml de soluþie a unei sãri de amoniu ºi adãugaþi soluþie de NaOH. Încãlziþi uºor eprubeta cu amestec ºi apropiaþi de gura eprubetei o hîrtie de fenolftaleinã înmuiatã în apã (fig. 4.20). Notaþi cele observate. Scrieþi ecuaþiile reacþiilor în formã molecularã ºi ionicã. Identificarea ionului de amoniu NH4 + (Consultaþi normele de lucru în laborator, Anexele 1 ºi 2) nr. 7 L U C R U Î N E C H I P à Alcãtuieºte un eseu despre utilizarea amoniacului. 92 Nemetalele şi compuşii lor Azotul formeazã cîþiva oxizi, de exemplu: NO NO2 N2O5 oxid de azot (II) oxid de azot (IV) oxid de azot (V) gaz incolor gaz brun cristale incolore Prin reacþia de combinare a azotului cu oxigenul se obþine doar unul din ei, oxidul de azot (II) NO. Reacþia decurge doar sub acþiunea unei descãrcãri electrice, din cauza rezistenþei moleculei de azot: N2 + O2 desc. electr. 2NO – Q În naturã, aceastã reacþie are loc la descãrcãrile electrice din timpul furtunilor. În contact cu oxigenul, NO se transformã în oxid de azot (IV), de culoare brunã (fig. 4.21): 2NO + O2 = 2NO2 gaz incolor gaz brun Ambii oxizi iritã mucoasele respiratorii. De aceea, se permite sã se lucreze cu oxidul de azot numai sub niºã. Oxidul de azot (V) se obþine prin eliminarea apei din acidul azotic concentrat, sub acþiunea unui agent deshidratant puternic (oxidul de fosfor (V)): 2HNO3 = P2O5 H2O + N2O5 4.8. Oxizii de azot NO NO2 Fig. 4.21. Transformarea gazului incolor NO în gazul NO2 de culoare brunã, în urma contactului cu aerul. 1. Alcãtuieºte formula electronicã ºi cea graficã ale moleculei de amoniac. Ce tip de legãturã existã în molecula de amoniac? 2. Dacã o eprubetã umplutã cu amoniac este introdusã în apã cu gura în jos, apa intrã în eprubetã. Explicã fenomenul. Formuleazã concluzii privind solubilitatea amoniacului în apã. 3. Ce reprezintã soluþia apoasã de amoniac? Enumerã moleculele ºi ionii prezenþi în soluþie. 4. Completeazã ecuaþiile reacþiilor, aratã condiþiile în care acestea decurg: a) Ca(OH)2(cr.) + NH4Cl (cr.) ® ? + ? +? b) N2 + H2 ® ? Care dintre aceste reacþii se aplicã la obþinerea amoniacului în laborator? Unde este a