Урок 24. Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном. Особливості водного розчину амоніаку, його застосування, взаємодія з кислотами. 11 клас.

Будова молекули амоніаку

Будова молекули

Формула амоніаку (амоняку, аміаку) — NH3. Ступінь окиснення Нітрогену становить –3. У молекулі три ковалентні полярні зв'язки. У атому Нітрогену одна електронна пара залишається неподіленою і грає важливу роль в здатності амоніаку вступати у хімічні реакції.

Молекула аміаку має форму піраміди, у вершині якої розташован атом Нітрогену, а у основі — три атоми Гідрогену.

Загальні електронні пари в молекулі зміщені до більш електронегативного атому Нітрогену. Він заряджений негативно, а атоми Гідрогену — позитивно. Тому молекула полярна і являє собою диполь. Завдяки високій полярності молекули амоніаку здатні утворювати водневі зв'язки між собою і з молекулами води. Утворення водневих зв'язків впливає на фізичні властивості речовини.

Фізичні властивості

При нормальних умовах амоніак являє собою безбарвний газ з різким неприємним запахом. Він легший за повітря. Отруйний.

Амоніак дуже добре розчиняється у воді — при 20 °С в одному об'ємі води може розчинитися до 700 об'ємів амоніаку. Розчин із вмістом газу 25 % називається аміачною водою, а 10 % розчин використовується у медицині як нашатирний спирт.

Амоніак легко зріджується при низькій температурі або при підвищеному тиску. При випаровуванні рідкого амоніаку поглинається багато тепла, що дозволяє використовувати його у холодильних установках.

Хімічні властивості

1.  Відновні властивості амоніаку.

  Ступінь окиснення Нітрогену в амоніаку — –3, тому в окисно-відновних реакціях він виступає в ролі сильного відновника.

Амоніак окиснюється киснем з утворенням азоту або нітроген(II) оксиду. Результат реакції залежить від умов її протікання.

При горінні амоніаку в чистому кисні утворюється азот:

4N⁻³H₃⁺ + 3O₂⁰=2N₂⁰+6H₂⁺O⁻².

Якщо реакція проводиться з каталізатором, то утворюється нітроген(II) оксид:

4N^-3H₃⁺+5O₂⁰ = кат 4N⁺²O⁺² + 6H₂⁺O⁻².

2. Основні властивості амоніаку

  Якщо у водний розчин амоніаку додати декілька крапель фенолфталеїну, то його забарвлення стане малиновим. Отже, розчин містить гідроксид-йони. Утворення цих йонів відбувається у результаті реакції між водою і молекулами амоніаку:

NH₃ + H₂O ⇄ NH₃⋅H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH^-

Утворений у реакції нестійкий амоній гідрат частково дисоціює на йони амонію і гідроксид-йони.

  Амоніак реагує з кислотами. При цьому утворюються солі амонію. Так, з хлоридною кислотою утворюється амоній хлорид, а з сульфатною — амоній сульфат:  NH₃+HCl=NH₄Cl,

2NH₃+H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄.

Отримання і застосуванняУ промисловості амоніак синтезують з азоту і водню: N₂+3H₂ ⇄ t°,p,кат 2NH₃.

Промислова установка для виробництво амоніаку

Лабораторний спосіб отримання — реакція між сіллю амонію і кальцій гідроксидом:

2NH₄Cl+Ca(OH)₂=CaCl₂+2NH₃↑⏐+2H₂O.

У великих кількостях амоніак застосовується для виробництва нітратної кислоти і мінеральних добрив, а також барвників і вибухових речовин. Використовується в холодильних установках. Нашатирний спирт застосовується у медицині і у побуті.

Визначити окисник і відновник, підібрати коефіцієнти за допомогою методу електронного балансу для реакції NH₃ + O₂ = N₂ + H₂O.

Визначити окисник і відновник, підібрати коефіцієнти за допомогою методу електронного балансу для реакції NH₃ + O₂ = NО + H₂O.

Визначити окисник і відновник, підібрати коефіцієнти за допомогою методу електронного балансу для реакції N₂ + Н₂ = NН₃.

Складіть рівняння реакцій: 1) амоніак + сульфідна кислота. Складіть оівняння гідролізу солі, яка утворилася.

Складіть рівняння реакцій: 1) амоніак + нітратна кислота. Складіть оівняння гідролізу солі, яка утворилася.

Чому водний розчин амоніаку забарвлює універсальний лакмусовий папір у синій колір? Відповідь поясніть. У який колір забарвить водний розчин амоніку метиловий оранжевий? Які йони переважають у розчині? Складіть рівняння відповідних реакцій.