Amonijak je gas odlične rastvorljivosti u vodi: do 700 litara gasovitog jedinjenja može se rastvoriti u jednoj litri istog. Kao rezultat, ne nastaje samo amonijak hidrat, već i čestice hidroksilnih grupa, kao i amonijak. Ovo je jon koji je rezultat interakcije molekula plina i vodonikovih protona odvojenih od vode. U našem članku ćemo razmotriti njegova svojstva i primjenu u industriji, medicini i svakodnevnom životu.
Kako se formiraju čestice amonijuma
Jedna od najčešćih vrsta hemijskih veza, karakteristična i za neorganska jedinjenja i za organske supstance, je kovalentna veza. Može se formirati kako preklapanjem elektronskih oblaka sa suprotnim tipom rotacije - spinom, tako i uz pomoć mehanizma donor-akceptor. Na taj način nastaje amonijum čija je formula NH4+. U ovom slučaju, hemijska veza se formira korišćenjem slobodne orbitale jednog atomai elektronski oblak koji sadrži dva elektrona. Dušik daje jonu sopstveni par negativnih čestica, a proton vodonika ima slobodnu orbitalu od 1s. U trenutku približavanja dva elektrona oblak azota postaje uobičajen za njega i atom H. Ova struktura se naziva molekularni elektronski oblak, u kojem se formira četvrta kovalentna veza.
Donorsko-prihvatni mehanizam
Čestica koja daje par elektrona naziva se donor, a neutralni atom koji donira praznu elektronsku ćeliju naziva se akceptor. Formirana veza naziva se donor-akceptor ili koordinacijska, ne zaboravljajući da je to poseban slučaj klasične kovalentne veze. Amonijum jon, čija je formula NH4+, sadrži četiri kovalentne veze. Od njih, tri koje kombinuju atome dušika i vodika su uobičajene kovalentne vrste, a posljednja je koordinaciona veza. Ipak, sve četiri vrste su jedna drugoj apsolutno ekvivalentne. Interakcija između molekula vode i Cu2+ jona odvija se slično. U ovom slučaju se formira makromolekula kristalnog bakar sulfata.
Amonijeve soli: svojstva i proizvodnja
U reakciji adicije, interakcija jona vodonika i amonijaka rezultira formiranjem NH4+ jona. NH3 molekul se ponaša kao akceptor, stoga ima izražena bazna svojstva. Reakcija sa neorganskim kiselinama dovodi do pojave molekula soli: hlorida, sulfata, amonijum nitrata.
NH3 + HCl=NH4Cl
Proces rastvaranja amonijaka u vodi takođe dovodi do stvaranja amonijum jona, što se može dobiti jednadžbom:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Kao rezultat toga, koncentracija hidroksilnih čestica raste u vodenom rastvoru amonijaka, koji se takođe naziva amonijum hidroksid. To dovodi do činjenice da reakcija medija postaje alkalna. Može se odrediti pomoću indikatora - fenolftaleina, koji mijenja boju iz bezbojne u malinastu. Većina jedinjenja ima oblik bezbojnih kristalnih supstanci, lako rastvorljivih u vodi. U mnogim svojim manifestacijama nalikuju solima aktivnih metala: litijuma, natrijuma, rubidijuma. Najveće sličnosti mogu se naći između kalijevih i amonijevih soli. Ovo se objašnjava sličnim veličinama poluprečnika jona kalijuma i NH4+. Kada se zagreju, razlažu se u gasoviti amonijak.
NH4Cl=NH3 + HCl
Reakcija je reverzibilna, budući da njeni produkti mogu ponovo stupiti u interakciju jedni s drugima da bi formirali amonijumovu so. Kada se rastvor amonijum hlorida zagreje, molekuli NH3 odmah isparavaju, tako da se čuje miris amonijaka. Stoga je kvalitativna reakcija na amonijum jon termička razgradnja njegovih soli.
Hidroliza
Amonijačna voda pokazuje svojstva slabe baze, stoga soli koje sadrže NH4+ čestice prolaze kroz proces izmjene sa vodom - hidrolizu. Otopine amonijum klorida ili sulfata imaju blago kiselu reakciju, jer u njimanakuplja se višak vodonikovih katjona. Ako im dodate alkalije, na primjer, natrijum hidroksid, tada će hidroksilne čestice vezati protone vodika i formirati molekule vode. Na primjer, hidroliza amonijum hlorida je reakcija razmene između soli i vode, što dovodi do stvaranja slabog elektrolita - NH4OH.
Osobine termičke razgradnje amonijumovih soli
Većina jedinjenja ove grupe, kada se zagreju, formiraju gasoviti amonijak, sam proces je reverzibilan. Međutim, ako sol ima izražena oksidirajuća svojstva, na primjer, amonijev nitrat je jedan od njih, tada se kada se zagrije, nepovratno se razlaže na dušikov monoksid i vodu. Ova reakcija je redoks reakcija, u kojoj je amonijum jon redukciono sredstvo, a anjon kiselinskog ostatka nitratne kiseline je oksidaciono sredstvo.
Vrijednost spojeva amonijaka
I sam plin amonijak i većina njegovih soli imaju široku primjenu u industriji, poljoprivredi, medicini i svakodnevnom životu. Pri niskom pritisku (oko 7-8 atm.), plin se brzo ukapljuje, apsorbirajući veliku količinu topline. Stoga se koristi u rashladnim uređajima. U hemijskim laboratorijama, amonijum hidroksid se koristi kao slaba isparljiva baza pogodna za eksperimente. Većina amonijaka se koristi za dobijanje nitratne kiseline i njenih soli – važnih mineralnih đubriva – nitrata. Amonijum nitrat ima posebno visok sadržaj azota. Također se koristi u pirotehnici i u rušenju za proizvodnjueksplozivi - amonali. Amonijak, koji je amonijum hlorid, našao je primenu u galvanskim ćelijama, u proizvodnji pamučnih tkanina i u procesima lemljenja metala.
Supstanca u ovom slučaju ubrzava eliminaciju oksidnih filmova na metalnoj površini, koji se pretvaraju u hloride ili redukuju. U medicini se amonijak, koji ima oštar miris, koristi kao sredstvo za vraćanje svijesti nakon što se pacijent onesvijesti.
U našem članku smo ispitali svojstva i primenu amonijum hidroksida i njegovih soli u raznim industrijama i medicini.
