من أهم مركبات النيتروجين الأمونيا. وفقًا لخصائصه الفيزيائية ، فهو غاز عديم اللون ذو رائحة حادة وخانقة (هذه هي رائحة محلول مائي من هيدروكسيد الأمونيوم NH · H · O). الغاز قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء. في محلول مائي ، الأمونيوم هو قاعدة ضعيفة. وهي من أهم منتجات الصناعة الكيماوية
NH₃ مخفض جيد ، كما هو الحال في جزيء الأمونيوم ، يحتوي النيتروجين على أقل حالة أكسدة -3. يتم تحديد العديد من خصائص الأمونيا بواسطة زوج من الإلكترونات المفردة في ذرة النيتروجين - تحدث تفاعلات إضافة مع الأمونيا بسبب وجودها (يقع هذا الزوج من الفردي في المدار الحر لبروتون H⁺).
كيفية الحصول على الأمونيا
هناك طريقتان عمليتان رئيسيتان للحصول على الأمونيا: واحدة في المختبر ، والأخرى في الصناعة.
النظر في إنتاج الأمونيا في الصناعة. تفاعل النيتروجين الجزيئي والهيدروجين: N₂ + 2H₂=2NH₃(رد فعل عكسي). تسمى طريقة الحصول على الأمونيا هذه بتفاعل هابر. لكي يتفاعل النيتروجين الجزيئي والهيدروجين ، يجب تسخينهما إلى 500 درجة مئوية أو 932 درجة فهرنهايت ، ويجب بناء ضغط MPA من 25-30. يجب أن يكون الحديد المسامي حافزًا.
الاستلام في المختبر هو تفاعل بين كلوريد الأمونيوم وهيدروكسيد الكالسيوم: CA (OH) ₂ + 2NH₄Cl=CaCl₂ + 2NH₄OH (نظرًا لأن NH₄OH مركب ضعيف جدًا ، فإنه يتحلل على الفور إلى غاز أمونيا وماء: NH₄OH=NH₃ + H₂O).
تفاعل أكسدة الأمونيا
يشرعون في تغيير في حالة أكسدة النيتروجين. بما أن الأمونيا مخفض جيد ، فيمكن استخدامها لتقليل المعادن الثقيلة من أكاسيدها.
الحد من المعادن: 2NH₃ + 3CuO=3Cu + N₂ + 3H₂O (عندما يتم تسخين أكسيد النحاس (II) في وجود الأمونيا ، ينخفض معدن النحاس الأحمر).
أكسدة الأمونيا في وجود عوامل مؤكسدة قوية (على سبيل المثال ، الهالوجينات) تحدث وفقًا للمعادلة: 2NH₃ + 3Cl₂=N₂ + 6HCl (يتطلب تفاعل الأكسدة والاختزال هذا التسخين). عند التعرض لبرمنجنات البوتاسيوم على الأمونيا في وسط قلوي ، لوحظ تكوين النيتروجين الجزيئي وبرمنجنات البوتاسيوم والماء: 2NH₃ + 6KMnO₄ + 6KOH=6K₂MnO₄ + N₂ + 6H₂O.
عند تسخينها بشكل مكثف (حتى 1200 درجة مئوية أو 2192 درجة فهرنهايت) ، يمكن للأمونيا أن تتحلل إلى مواد بسيطة: 2NH₃=N₂ + 3H₂. عند 1000 درجة مئوية أو 1832 تتفاعل الأمونيا مع الميثان CH4: 2CH₄ + 2NH₃ + 3O₂=2HCN + 6H₂O (حمض الهيدروسيانيك والماء). عن طريق أكسدة الأمونيا مع هيبوكلوريت الصوديوم ، يمكن للهيدرازين H₂X₄الحصول على: 2NH3+ NaOCl=N2H4+ NaCl + H2O
احتراق الأمونيا وأكسدتها التحفيزية بالأكسجين
أكسدة الأمونيا بالأكسجين لها ميزات معينة. هناك نوعان مختلفان من الأكسدة: حفاز (مع عامل مساعد) ، سريع (احتراق).
عند الاحتراق ، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال ، ومنتجاته عبارة عن نيتروجين جزيئي وماء: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O اشتعال ذاتي للأمونيا). تحدث الأكسدة التحفيزية مع الأكسجين أيضًا عند تسخينها (حوالي 800 درجة مئوية أو 1472 درجة فهرنهايت) ، ولكن يختلف أحد نواتج التفاعل: 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂O (في وجود البلاتين أو أكاسيد الحديد أو المنغنيز أو الكروم أو الكوبالت مثل محفز ، منتجات الأكسدة هي أكسيد النيتروجين (II) والماء).
ضع في اعتبارك أكسدة الأمونيا المتجانسة مع الأكسجين. تعتبر الأكسدة الرتيبة غير المنضبطة لقسم غاز الأمونيا تفاعلًا بطيئًا نسبيًا. لم يتم الإبلاغ عنها بالتفصيل ، ولكن الحد الأدنى لقابلية الاشتعال لمخاليط الأمونيا والهواء عند 25 درجة مئوية حوالي 15٪ في نطاق ضغط من 1-10 بار وتنخفض مع زيادة درجة الحرارة الأولية لخليط الغاز.
إذا كان CNH ~ هو الكسر الجزيئي لـ NH3في خليط الهواء والأمونيا مع درجة حرارة مختلطة (OC) ، ثم من البيانات CNH=0.15-0 أن حد القابلية للاشتعال منخفض. لذلك ، من المعقول العمل بهامش أمان كافٍ أقل من الحد الأدنىالقابلية للاشتعال ، كقاعدة عامة ، غالبًا ما تكون البيانات الخاصة بخلط الأمونيا مع الهواء بعيدة عن الكمال.
الخصائص الكيميائية
ضع في اعتبارك أكسدة الأمونيا بأكسيد النيتريك. تفاعلات كيميائية نموذجية مع الأمونيا دون تغيير حالة أكسدة النيتروجين:
- التفاعل مع الماء: NH₃ + H₂O=NH₄OH=NH₄⁺ + he⁻ (يكون التفاعل قابلاً للانعكاس لأن هيدروكسيد الأمونيوم NH₄OH مركب غير مستقر).
- التفاعل مع الأحماض لتكوين أملاح طبيعية وحمضية: NH₃ + HCl=NH₄Cl (يتكون ملح كلوريد الأمونيوم الطبيعي) ؛ 2NH₃ + H₂SO₄=(NH₄) ₂SO₄.
- التفاعلات مع أملاح المعادن الثقيلة لتكوين معقدات: 2NH₃ + AgCl=[Ag (NH₃) ₂] Cl (مركبات الفضة المعقدة (I) على شكل كلوريد ثنائي الأمين).
- التفاعل مع هالو ألكانات: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3] Cl (أشكال ميثيل أمونيوم هيدروكلوريد هي أيون الأمونيوم المستبدل NH4=).
- التفاعل مع الفلزات القلوية: 2NH₃ + 2K=2KNH₂ + H₂ (تشكل أميد البوتاسيوم KNH₂ ؛ النيتروجين لا يغير حالة الأكسدة ، على الرغم من أن التفاعل هو الأكسدة والاختزال). تحدث تفاعلات الإضافة في معظم الحالات دون تغيير حالة الأكسدة (كل ما سبق ، باستثناء الأخير ، يصنف حسب هذا النوع).
الخلاصة
الأمونيا مادة شائعة تستخدم بنشاط في الصناعة. اليوم تحتل مكانة خاصة في حياتنا ،لأننا نستخدم معظم منتجاتها كل يوم. ستكون هذه المقالة مفيدة للقراءة للكثيرين الذين يريدون أن يعرفوا ما يحيط بنا.
