Аміак – газ, що володіє прекрасною розчинністю у воді: в одному літрі можна розчинити до 700 літрів газоподібного з'єднання. В результаті утворюється не тільки гідрат аміаку, але і частки гідроксильних груп, а також амоній. Це іон, який виникає внаслідок взаємодії молекул газу і протонів водню, отщепляющихся від води. У нашій статті ми розглянемо його властивості і застосування в промисловості, медицині та побуті.

Як утворюються частинки амонію

Один з найпоширеніших типів хімічного зв'язку, характерною як для неорганічних сполук, так і органічних речовин – це ковалентний зв'язок. Вона може утворюватися як шляхом перекривання електронних хмар, що мають протилежний вигляд обертання – спін, так і з допомогою донорно-акцепторної механізму. Таким способом утворюється амоній, формула якого NH 4 + . У цьому випадку хімічна зв'язок формується з допомогою вільної орбіталі одного атома та електронного хмари, що включає два електрона. Азот забезпечує іон власною парою негативних частинок, а протон водню має вільну 1s-орбіталь. У момент зближення двох електронне хмара азоту стає загальним для неї і атома H. Така структура носить назву молекулярного електронного хмари, в якій формується четверта ковалентний зв'язок.

Донорно-акцепторний механізм

Частинка, що надає пару електронів, називається донором, а нейтральний атом, віддає порожню електронну клітинку – акцептором. Утворену зв'язок називається донорно-акцепторної або координаційної, не забуваючи, що вона є приватним випадком класичної ковалентного зв'язку. В йони амонію, формула якого NH 4 + , міститься чотири ковалентні зв'язки. З них три, об'єднують атоми азоту і водню, є звичайним ковалентним виглядом, а остання - це координаційна зв'язок. Тим не менше всі чотири види між собою абсолютно рівноцінні. Аналогічно йде взаємодія між молекулами води та іонами Cu 2+ . В цьому випадку утворюється макромолекула кристалогідрату сульфату міді.

Солі амонію: властивості та отримання

В реакції приєднання, взаємодія іона водню і аміаку призводить до утворення іона NH 4 + . Молекула NH 3 веде себе як акцептор, тому має виражені властивості основи. Реакція з неорганічними кислотами призводить до появи молекул солей хлориду, сульфату, нітрату амонію. NH 3 + HCl = NH 4 Cl Процес розчинення амоніаку у воді також призводить до утворення іона амонію, отримання якого можна виразити рівнянням: NH 3 + H 2 O = NH 4 + + OH - Як наслідок, у водному розчині аміаку, ще званому гідроксидом амонію, зростає концентрація гідроксильних частинок. Це призводить до того, що реакція середовища стає лужною. Визначити її можна за допомогою індикатора – фенолфталеїну, який змінює своє забарвлення з безбарвною на малинову. Велика частина з'єднань має вигляд безбарвних кристалічних речовин, добре розчинних у воді. По багатьом своїм проявам вони нагадують солі активних металів: літію, натрію, рубідію. Найбільші риси подібності можна виявити між солями калію і амонію. Це пояснюється близькими розмірами радіусів іонів калію і NH 4 + . При нагріванні вони розкладаються, утворюючи газоподібний аміак.
NH4Cl = NH3 + HCl Реакція є оборотною, так як її продуті, можуть взаємодіяти між собою з утворенням солі амонію. При нагріванні розчину хлориду амонію, молекули NH 3 відразу ж зникають, тому чути запах аміаку. Тому якісною реакцією на іон амонію є термічне розкладання його солей.

Гідроліз

Аміачна вода виявляє властивості слабкої основи, тому солі, що містять частинки NH 4 + , проходять процес обміну з водою – гідроліз. Розчини хлориду або сульфату амонію мають слабокислу реакцію, так як у них накопичується надлишкова кількість катіонів водню. Якщо ж додати до них луг, наприклад, гідроксид натрію, то гідроксильні частинки будуть пов'язувати протони водню з утворенням молекул води. Наприклад, гідроліз хлориду амонію – це реакція обміну між сіллю і водою, що приводить до утворення слабкого електроліту – NH4OH.

Особливості термічного розкладу солей амонію

Більшість сполук цієї групи при нагріванні утворюють газоподібний аміак, сам же процес є оборотним. Однак якщо сіль мають яскраво виражені окислювальні властивості, наприклад, до таких відноситься нітрат амонію, то при нагріванні вона незворотньо розкладається до монооксиду азоту і води. Ця реакція є окислювально-відновної, в якій іон амонію – це відновник, а аніон кислотного залишку нітратної кислоти – окислювач.

Значення сполук аміаку

Як сам газоподібний аміак, так і більшість його солей, мають широкий спектр застосування в промисловості, сільському господарстві, медицині та побуті. При невеликому тиску (близько 7-8 атм.), газ швидко зріджується, поглинаючи велику кількість тепла. Тому його застосовують у холодильних установках. В хімічних лабораторіях гідроксид амонію застосовують як зручне для дослідів слабке летку основу. Більша ж частина аміаку знаходить застосування для отримання нітратної кислоти і її солеї – важливих мінеральних добрив – селітр. Особливо високий вміст азоту має нітрат амонію. Він застосовується в піротехніці і підривних роботах для виготовлення вибухових речовин – аммоналов. Нашатир, є хлоридом амонію, знайшов застосування в гальванічних елементах, у виробництві бавовняних тканин, у процесах паяння металів. Речовина в цьому випадку прискорює процеси ліквідації оксидних плівок на металевій поверхні, які перетворюються в хлориди або відновлюються. У медицині нашатир, має різкий запах, застосовують як засіб, що відновлює свідомість після непритомного стану пацієнта. У нашій статті ми розглянули властивості і застосування амоній гідроксиду і його солей в різних галузях промисловості і медицини.