Аммиак. Соли аммония

 Кака упоминалось ранее, растения, за исключением бобовых, не могут усваивать свободный азот непосредственно из воздуха. Они могут усваивать только соединения азота. Одно из этих соединений - аммиак NНз. Именно через аммиак лежит путь от неживой природы (азота) к живой (белкам). Строение. Аммиак NНз - это водородное соединение азота. В молекуле аммиака 5 + н н 5+ •• 5— 5 + н : N н н - Ы - н 5- 5 + три полярные ковалентные связи N-13, так как электроотрицательность азота больше, чем водорода. Получение. В промышленности аммиак получают по реакции: [ре]Х Р N 2 + 3 н ^ ® 2 Ы н з + О в присутствии железного катализатора при высокой температуре и давлении. В лабораторных условиях аммиак получают из солей аммония. Для этого нагревают смесь сухой гашеной извести и хлорида аммония (рис. 4.16). Аммиак собирают в пробирку, перевернутую вверх дном. Почему? '3 С1 Са(ОН) '4' 2 Рис. 4.16. Получение и собирание аммиака ,0 С а (О н )2 + 2 Ы н 4С1 = СаС12 + 2 Ы н 3 Т + 2 н 20 Физические и химические свойства. Аммиак - бесцветный газ с характерным резким запахом, почти в два раза легче воздуха. Аммиак очень хорошо растворяется в воде: в одном объеме воды - до 700 объемов аммиака. Если отверстие пробирки, наполненной аммиаком, внести в воду, то вода всасывается до самого дна пробирки, повернутой дном кверху (рис. 4.17). Раствор аммиака в воде называется аммиачной водой. Это - не обычный раствор. Аммиак не только растворяется в воде, он частично реагирует с ней, образуя гидроксид аммония N ^ 0^ ы н 3 + н 2о ® ы н 4о н гидроксид аммония Гидроксид аммония диссоциирует, и образуется слабощелочная среда: Докажи, что аммиак почти в два раза легче воздуха. Л у Н20 NН4ОН ы н 4о н ® ы н + + о н катион аммония Рис. 4.17. Растворение аммиака в воде Неметаллы и их соединения 90 Рис. 4.18. Образование белого дыма - хлорида аммония А м м иачная вода содержит много молекул N Н з и мало ионов N Н + и О Н . В растворе аммиака лакмус - синий, а фенолфталеин - малиновый, как и в растворах щелочей. А м м и ак реагирует с кислотами с образованием солей аммония. Если смочить одну стеклянную палочку концентрированным раствором аммиака, а другую - концентрированной соляной кислотой и поднести их одну к другой, появится белый дым, состоящ ий из мельчайш их кристалликов хлорида аммония (рис. 4.18): N Н 3 + НС1 = N Н 4С1 газ газ дым - кристаллы аммиак хлороводород хлорида аммония П р и реакции амм иака с другими кислотами тоже образуются соли аммония: N Н 3 + Н N 0 3 = N ^ N 0 нитрат аммония 2 N Н 3 + Н 28 О 4 = О Т 4)28 0 4 сульфат аммония Реакции обнаружения некоторых ионов Гидроксид - ион О Н является реактивом для обнаружения иона аммония NН4, ион бария Ва2+- для сульфат-иона 3 04 - , ион свинца РЬ2+ - для сульфидиона 3 2-, ион серебра Ад+ - для хлорид-иона С1- . Напиши уравнения этих реакций. у Соли аммония - это кристаллические вещества, хорошо поглощ ающ ие воду (гигроскопичные). Все соли аммония хорошо растворяются в воде и возгоняются при нагревании. Разложение при нагревании происходит, как правило, на аммиак и соответствующую кислоту: 1° N Н 4С1 ® N Н 3 + НС1 Качественная реакция на ион аммония. В результате реакции между солью аммония (твердой или раствором) и щелочью образуется при нагревании газ аммиак N Н з с характерным запахом: М Н зТ N Н 4С 1 + ^ О Н = ^ С 1 + N Н 4О Н Н 2О N Н + + с1- + ^ + + О Н - = N а+ + С - + ш 3 т + Н 2О N Н + + О Н - = N Н 3 Т + Н 2О Это качественная реакция на ион аммония. Гидроксид-ион О Н - - это реактив для обнаружения иона аммония N Н + (см. и Приложение 4). Применение. А м м иак и соли аммония (особенно фосфаты и нитрат аммония) широко применяются в качестве минеральных удобрений. Минеральные удобрения - это неорганические вещества, которые вносят в почву для Неметаллы и их соединения & 91 питания растений. Особенно важны фосфаты аммония, они служат источником азота и фосфора. Больш ие количества амм иака идут на производство азотной кислоты (рис. 4.19). Производство азотной кислоты Водный раствор аммиака 11 Рис. 4.19. Применение аммиака и солей аммония ЛАБОРАТОРНЫЙ ОПЫТ Обнаружение ионов аммония NН^ (Вспомните правила работы в лаборатории. Приложения 1 и 2) Реактивы и оборудование: соли аммония (1\1Н4С1 и др.), раствор NаОН, фенолфталеиновая (лакмусовая) бумага, спиртовка, держатель, штатив с пробирками, стакан с водой. Влейте в пробирку 1 мл раствора одной из солей аммония и прибавьте раствор NаОН. Слегка нагрейте пробирку и поднесите к ней фенолфталеиновую бумажку, смоченную водой (рис. 4.20). Что вы наблюдаете? Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах. Р А Б О Т А В Г Р У П П Е 1. Закончите уравнения реакций с учетом коэффициентов, указанных в левой части: а) 1\1Н3 + ? ® 1\1Н4С1 г) NН3 + Н N 03 ® ? б) 2ЫН3 + ? ® (1\1Н4)28 0 4 *д) 1\1Н3 + ? ® ЫН4Н2Р 0 4 *в) 1\1Н3 + Н28 0 4 ® ? *е) 2ЫН3 + Н3Р 0 4 ® ? 2. Напишите уравнения реакций, которые доказывают: а) ЫН4С1 содержит ионы ЫН+ и С1-; б) (ЫН4)28 0 4 содержит ионы ЫН+ и 804-. 3. Напишите уравнения следующих реакций: Н2 ® 1\1Н3 ® 1\1Н4С1 ® 1\1Н3 4. Дана смесь ЫН4С1 и песка. Как разделить эту смесь? 5. Что произойдет, если в тару из-под гашеной извести насыпать аммиачное удобрение? Неметаллы и их соединения 92 Влажная Рис. 4.20. Обнаружение иона аммония №Н+ |Д ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ_________ 1. Составь электронную и графическую формулы аммиака. Какие связи образуются в его молекуле? 2. Если пробирку, заполненную аммиаком, опустить в воду дном вверх, то вода втянется в пробирку. Объясни это явление. Сделай выводы о растворимости аммиака в воде. 3. Что представляет собой водный раствор аммиака? Какие молекулы и какие ионы находятся в этом растворе. 4 .Закончи уравнения реакций, укажи условия их протекания: а) Са(0 Н)2(тв.) + МН4С1(тв.) ® ? + ? + ? б) М2 + Н2 ® ? Какая из этих реакций применяется для получения аммиака в лаборатории? Где применяется другая реакция? 5. Вычисли массу хлорида аммония, необходимого для получения аммиака объемом 2,24 л (н.у.). 6 . Какой объем аммиака (н.у.) необходимо взять для получения нитрата аммония массой 8,0 г?