Статті / Навчальні статті

Амоніак. Гідроген хлорид Солі амонію. Якісні реакції на катіон амонію та хлорид-іон.

Утворення летких водневих сполук Хлору та Нітрогену.

Загальним способом добування летких водневих сполук є взаємодія водню з відповідним неметалом:

H₂ + Cl₂ = 2HCl (гідроген хлорид, або хлороводень)
N₂ + 3H₂= 2NH₃ (гідроген нітрид, або амоніак, аміак).

В обох випадках відбулися реакції сполучення.

Леткі водневі сполуки — це бінарні сполуки Гідрогену з неметалічними елементами. Атоми в їх молекулах сполучені ковалентними зв’язками.

Фізичні властивості летких водневих сполук.

Амоніак (гідроген нітрид) NH₃ — газ без кольору, з різким запахом, токсичний. Короткочасне вдихання його в малих дозах допомагає вивести людину зі стану непритомності. Дози, що перевищують гранично допустимі (у повітрі 0,04 мг/м3), викликають ураження очей і набряк легень, ушкоджують нервову систему.

Це газоподібна речовина з найбільшою серед відомих газів розчинністю у воді (при температурі +20 °С близько 700 л в 1 л води). Відомий у медичній практиці нашатирний спирт є водним розчином амоніаку з масовою часткою розчиненої речовини 10 %.

Хлороводень (гідроген хлорид) HCl — газ без кольору з різким запахом, подразливо діє на дихальні шляхи, «димить» на повітрі через те, що з парами води, які завжди присутні в повітрі, утворює дрібні краплі хлоридної кислоти. Як і амоніак, гідроген хлорид добре розчиняється у воді (при температурі +20 °С приблизно 500 л в 1 л води).

Добування.

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = СаCl₂ + 2NH₄OH (2NH₃ +2Н₂О)
NH₃ + Н₂О = NH₄ОН — амоній гідроксид

В процесі розчинення в воді амоніаку Гідроген-катіон приєднується до Нітрогену за рахунок наявної в нього вільної пари електронів, утворюється позитивно заряджений амоній-катіон NH₄⁺:NH₃ + Н₂О = NH₄⁺ + ОН^–.

Амоній-катіон (йон амонію) — це однозарядний позитивний йон NH₄⁺, що утворюється внаслідок приєднання Гідроген-катіону до молекули амоніаку.

Поняття про солі амонію.

Те, що амоніак і хлороводень — речовини з різними властивостями, доводить також їх взаємодія між собою.
NH₃ + НCl = NH₄Cl (амоній хлорид)

Катіон NH має радіус, близький до радіуса катіону Калію, і подібно до нього може утворювати солі, що дістали назву солі амонію. Назва цих солей складається зі слова «амоній» і назви кислотного залишку в називному відмінку, наприклад: NH₄NO₃ — амоній нітрат, (NH₄)2SO₄ — амоній сульфат. Солі амонію — кристалічні, добре розчинні у воді сполуки, сильні електроліти.

Хімічні властивості солей амонію.

1. Розкладання при нагріванні. Солі амонію — нестійкі до нагрівання, навіть незначного:
(NH₄)2SO₄ = 2NH₃ _+ H₂SO₄
(NH₄)2СO₃ = 2NH₃ _ + Н₂О + СО₂

2. Електролітична дисоціація.

Майже всі солі амонію є сильними електролітами, що у водних розчинах дисоціюють з утворенням катіонів амонію й аніонів відповідних кислотних залишків:
(NH4)2SO4 = 2NH₄⁺ + SO₄^2-

3. Взаємодія з лугами (у розчині відбувається дуже швидко):
(NH4)2SO4 + 2КОН = К2SO4 + 2NH4ОН
2 NH₄⁺ + SO₄^2- + 2К+ + 2ОН– = 2К+ + SO₄^2- + 2NH3 + 2Н2О
2 NH₄⁺ + 2ОН^- = 2NH3 _+ 2Н2О
NH4⁺ + ОН^- = NH3 + Н2О

Амоніак, який виділяється при цьому, виявляють за допомогою зволоженого індикаторного папірця.

Якісна реакція на йони амонію.
(NH4)3РО4 + 3КОН = К3РО4 + 3NH3 + 3Н2О
3 NH₄⁺ + РO₄³⁺ + 3К⁺ + 3ОН^– = 3К⁺ + РO₄³⁺ + 3NH3 + 3Н2О
Скоротивши відразу коефіцієнти перед йонами, напишемо скорочене йонне рівняння:
NH₄⁺ + ОН^– = NH3 + Н2О.

Якісною реакцією на солі амонію (амоній–катіони) є взаємодія з розчином лугу. Реакція супроводжується виділенням амоніаку, який виявляють за запахом або посинінням зволоженого індикаторного папірця. Скорочене йонне рівняння якісної реакції таке:
NH₄⁺ + ОН^– = NH3 + Н2О.

Якісна реакція на хлорид-іон.
Щоб зрозуміти, який з продуктів реакції випадає в осад, напишемо молекулярні та йонні рівняння проведених реакцій обміну:
НCl + AgNO3 = AgCl + НNO3 H⁺ + Cl^– + Ag⁺ + NO₃^- = AgCl + H+ + NO₃^- Ag⁺ + Cl^– = AgCl СaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Сa(NO3)2 Сa + 2Cl^– + 2Ag⁺ + 2 NO3^- = 2AgCl + Сa²⁺ + 2 NO₃^- Ag⁺ + Cl^– = AgCl .

Якісною реакцією на хлорид-іони (хлоридну кислоту та її солі) є взаємодія з розчином аргентум(І) нітрату. Реакція супроводжується випаданням сирнисто_білого осаду нерозчинної у воді та в сильних кислотах солі аргентум(І) хлориду AgCl. Скорочене йонне рівняння якісної реакції таке:
Ag⁺ + Cl^– = AgCl

Застосування солей амонію. Солі амонію широко застосовують як нітрогеновмісні добрива (амоній нітрат, амоній сульфат), як компоненти вибухових сумішей (амоній нітрат), у виробництві сухих гальванічних елементів, при паянні (амоній хлорид, або нашатир), у хлібопекарському та кондитерському виробництвах (амоній гідрогенкарбонат).

Оцініть статтю: