Ученический проект Шпаргалки по теме Подгруппа азота. Аммиак.

Азот образует водородное соединение - аммиак

Строение Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине. Три неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода (связи N−H), четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму с ионом водорода, образуя ион аммония NH4+. Благодаря тому, что не связывающее двухэлектронное облако строго ориентировано в пространстве, молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде. В жидком аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Физические свойства При нормальных условиях – бесцветный газ с характерным резким запахом. Плотность аммиака почти вдвое меньше, чем у воздуха. Растворимость NH3 в воде чрезвычайно велика. Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения (tкип −33,35 °C) и плавления (tпл −77,70 °C), а также более низкую плотность, вязкость (вязкость жидкого аммиака в 7 раз меньше вязкости воды), проводимость и диэлектрическую проницаемость. Жидкий аммиак практически не проводит электрический ток. Жидкий аммиак — хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений. Твёрдый аммиак — бесцветные кубические кристаллы.

Получение в лаборатории. Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония: NH4Cl + NaOH → NH3↑ + NaCl + H2O Обычно лабораторным способом аммиак получают слабым нагреванием смеси хлорида аммония с гашеной известью: 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl3 + 2NH3↑ + 2H2O

Получение в промышленности Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота. Это так называемый процесс Габера (немецкий физик, разработал физико-химические основы метода). Реакция происходит с выделением тепла и понижением объёма. Следовательно, исходя из принципа Ле-Шателье, реакцию следует проводить при возможно низких температурах и при высоких давлениях — тогда равновесие будет смещено вправо. Однако скорость реакции при низких температурах ничтожно мала, а при высоких увеличивается скорость обратной реакции.

Химические свойства Водный раствор аммиака («нашатырный спирт») имеет слабощелочную реакцию из-за протекания процесса: NH3 + H2O → NH4+ + OH- Взаимодействуя с кислотами, даёт соответствующие соли аммония: NH3 + HNO3 → NH4NO3 Аммиак также является очень слабой кислотой (в 10 000 000 000 раз более слабой, чем вода), способен образовывать с металлами соли — амиды. Соединения, содержащие ионы NH2−, называются амидами, а N3− — нитридами. Амиды щелочных металлов получают, действуя на них аммиаком: 2NH3 + 2K → 2KNH2 + H2

Химические свойства При нагревании аммиак разлагается, проявляет восстановительные свойства. (аммиак проявляет ТОЛЬКО восстановительные свойства, так как азот в нем находится в степени окисления -3 и не может принимать электроны, может их только отдавать). Так, он горит в атмосфере кислорода, образуя воду и азот. Окисление аммиака воздухом на платиновом катализаторе даёт оксиды азота, что используется в промышленности для получения азотной кислоты: 2NH3 1200-1300˚C N2 + 3H2 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O (без катализатора, при повышенной температуре) 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O(в присутствии катализатора, при повышенной температуре) Образование химической связи по донорно-акцепторному механизму: NH3 + H = NH4+

Применение По объемам производства аммиак занимает одно из первых мест, ежегодно во всем мире получают около 100 миллионов тонн этого соединения. Аммиак выпускается в жидком виде или в виде водного раствора – аммиачной воды, которая обычно содержит 25% NH3. Огромные количества аммиака далее используются для получения азотной кислоты. Аммиачную воду применяют непосредственно в виде удобрения. Из аммиака получают различные соли аммония, мочевину, уротропин. Его применяют в качестве дешевого хладагента в промышленных холодильных установках. Аммиак используется для получения синтетических волокон, например, найлона и капрона. В легкой промышленности он используется при очистке и крашении хлопка, шерсти и шелка. В нефтехимической промышленности аммиак используют для нейтрализации кислотных отходов, а в производстве природного каучука аммиак помогает сохранить латекс в процессе его перевозки от плантации до завода. Аммиак используется при производстве соды по методу Сольве. В сталелитейной промышленности аммиак используют для азотирования – насыщения поверхностных слоев стали азотом, что значительно увеличивает ее твердость. Медики используют водные растворы аммиака (нашатырный спирт) в повседневной практике: ватка, смоченная в нашатырном спирте, выводит человека из обморочного состояния. Для человека аммиак в такой дозе не опасен.