Оглавление 133 134 135 136 137 — — — 270 

Аммиак NH3. Азот образует несколько соединений с водородом; из них наибольшее значение имеет аммиак — бесцветный газ с характерным резким запахом, хорошо знакомым каждому по запаху нашатырного спирта.

В лаборатории аммиак обычно получают, нагревая смесь нашатыря NH4Cl с гашеной известью Са(ОН)2 Реакция выражается уравнением

2NH4Cl + Са(ОН)2 = CaCl2 + 2H2O + 2NH3

Выделяющийся аммиак содержит пары воды. Для осушения его пропускают через склянку с натронной известью (смесь извести с едким натром).

Один литр аммиака весит при нормальных условиях 0,77 г. Так как аммиак значительно легче воздуха, то его можно собирать в перевернутые вверх дном сосуды.

При охлаждении до —33,4° аммиак под обыкновенным давлением превращается в прозрачную жидкость, затвердевающую при —77,7°. Жидкий аммиак хранят в стальных баллонах под давлением 6—7 ат.

Сравнительно высокая температура кипения аммиака (—33,4°), не соответствующая его малому молекулярному весу = 17), объясняется сильной ассоциацией молекул жидкого аммиака, обусловленной их ясно выраженной полярностью.

Аммиак очень хорошо растворим в воде: 1 объем воды растворяет при обыкновенной температуре около 700 объемов аммиака. Концентрированный раствор содержит 25% NH3 и имеет уд. вес 0,91. Раствор аммиака в воде иногда называют нашатырным спиртом. Обыкновенный медицинский нашатырный спирт содержит 10% NH3. С повышением температуры растворимость аммиака уменьшается, поэтому он выделяется при нагревании из концентрированного раствора, чем иногда пользуются в лабораториях для получения небольших количеств NH3.

При низкой температуре из раствора аммиака может быть выделен кристаллогидрат NH3 • Н2О, плавящийся при —79°. Известен также кристаллогидрат состава NH3 • 2Н2О.

В химическом отношении аммиак довольно активен; он вступает во взаимодействие со многими веществами. В аммиаке азот достигает высшей степени своего восстановления, отвечающей валентности — 3. Поэтому в реакции, связанные с дальнейшим понижением валентности азота, аммиак не вступает: он обладает только восстановительными свойствами. Если пропускать ток аммиака по трубке, вставленной в другую широкую трубку , по которой проходит кислород, то аммиак можно легко зажечь; он горит в кислороде бледным, зеленоватым пламенем. При горении аммиака образуется вода и свободный азот:

 4NH3 + 3O2 = 6Н2О + 2N2

При других условиях аммиак может окисляться до окислов азота.

В отличие от водородных соединений металлоидов шестой и седьмой групп, аммиак не обладает сколько нибудь ясно

выраженными кислотными свойствами. Однако водород его может замешаться металлами, Образующиеся при этом соединенна называются нитридами. Некоторые из «их, как, например, нитриды кальция и магния, получатся путем непосредственного соединения азота с указанными металлами при высокойтемпературе

3Mg + N2 = Mg3N2

Многие нитриды полностью гидролизуются водой с образованием аммиака и гидроокиси металла.Например;

Mg3N2 + 6Н2О = 3Mg(OH)2+ 2NH3

При замещении в молекулах аммиака только одшого атома водорода металлами образуются амиды металлов. Так, например, пропуская аммиак над расплавленный натрием можно получать амид натрия NaNH2 в виде бесцветных кристаллов, плавящихся при 210°:

2NH3 + 2Na = 2NaNH2 + Н2

Вода разлагает амид натрия по уравнению

NaNH2 + Н2О = NaOH + NH3

Обладая сильными основными и водоотнимающями свойствами, амил натрия нашел применение при некоторых органических синтезах, при синтезе такого важного красителя, как индиго, и при синтезе сульфидина.

Продуктом замещения одного из атомов водорода в аммиаке на гидро-ксильную группу является гидроксиламин NH2ОН— твердое вещество е точкой плавления 33°.

Гидроксиламин получается восстановлением азотной кислоты водородом в момент выделения. Он легко растворяется в воде, образуя гидрат NH2OH • H2O частично диссоциирующий на ноиы [NH3OH] и OH’ Поэтому водный раствор гидроксиламина облапает основными свойствами; при нейтралная его кислотами получаются соля гидроксиламина,например (NH3OH)Cl (ср. ниже с аммиаком).

Гидроксиламин и его соли широко применяются при изготовлен я я многих органических препаратов.

Водород в аммиаке может также замениться галогенами, причем образуются очень неустойчивые соединения азота с галогенами. Так, например, при действии хлора на концентрированный раствор хлористого аммония получаетсяхлористый азот NCl3

NH4Cl + 3Cl2 = NCl3 + 4HCl

в виде тяжелой маслянистой жидкости, отличающейся сильной взрывчатостью.

Подобными же свойствами обладает йодистый азот, образующийся в виде твердого черного, нерастворимого в воде вещества при действия йода на аммиак. Во влажном состоянии он безопасен, но высушенный взрывает от малейшего прикосновения, выделяя при этом фиолетовые клубы паров иода.

Состав йодистого азота зависят от температуры, при которой он получается

(при обычной температуре: NJ3 • NH3).

Раствор аммиака в воде обладав щелочной реакцией, следовательно, в нем содержатся гидроксильные ионы. Появление их в растворе объясняется тем, что часть молекул NH3 соединяется с водородными ионами воды, образуя сложные однозарядные ионы NH4(ионы аммония) и освобождая гидроксильные ионы:

NH3 + Н2О NH4 + ОН’

последние, в свою очередь, отчасти связываются с ионами аммония, образуя молекулы так называемого гидрата окиси аммония NH4OH основания, в котором группа NH4 играет роль одновалентного металла:

NH4 + OH’ ⇄ NH4OH

В результате в растворе устанавливается равновесие, с одной стороны,«между ионами аммонии и гидроксила и молекулами гидрата окиси аммонии, а с другой стороны, между теми же ионами и молекулами аммиака и воды:

NH3 + H2O ⇄ NH4 + OH’ ⇄ NH4OH

Таким образом, раствор аммиака содержит одновременно молекулы NH3, ионы N4 и ОН’ и молекулы гидрата окиси аммония.

Так как раствор аммиака имеет слабощелочную реакцию, то гидрат окиси аммония обычно рассматривается как слабое основание, лишь в незначительной степени диссоциирующее на ионы (константадиссоциации при 18° С равна 1,75 • 10-5).

Существует мнение, что главная масса растворенного аммиака находится в раствор виде молекул NH3, При таких условиях существование в растворе недиссоциированого гидрата окиси аммония является сомнительным, поэтому допускается, что гидрат окиси аммония —сильное, практически полстью диссоциированное основание, ионы которого не могут, однако, присутствовать в растворе в сколько-нибудь значительной концентрации вследствие сильного сдвига равновесия влево,

Бели к раствору аммиака прибавить какую-нибудь сильную кислоту, например соляную, то водородные ионы кислоты связыватся как с находящимися в растворе гидроксильными нами, так и с молекулами аммиака (образуя с последними ионы аммония) в результате получается нейтральный раствор, в котором практически остаются только ионы аммонии и анионы взятой кислоты.

Происходящие реакции могут быть выражены следующими уравнениями:

NH4OH + H = NH4 + H2O

NH3 + H = NH4

134 135 136

Вы читаете, статья на тему Аммиак NH3