Amoniak je plin z odlično topnostjo v vodi: v enem litru je mogoče raztopiti do 700 litrov plinaste spojine. Posledično ne nastane le amoniak hidrat, ampak tudi delci hidroksilnih skupin, pa tudi amonij. To je ion, ki nastane zaradi interakcije molekul plina in vodikovih protonov, odcepljenih od vode. V našem članku bomo obravnavali njegove lastnosti in uporabo v industriji, medicini in vsakdanjem življenju.
Kako nastanejo amonijevi delci
Ena najpogostejših vrst kemičnih vezi, značilna tako za anorganske spojine kot za organske snovi, je kovalentna vez. Lahko se oblikuje tako s prekrivanjem elektronskih oblakov z nasprotno vrsto vrtenja - spinom, kot s pomočjo donorsko-akceptorskega mehanizma. Na ta način nastane amonij, katerega formula je NH4+. V tem primeru se kemična vez oblikuje z uporabo proste orbitale enega atomain elektronski oblak, ki vsebuje dva elektrona. Dušik zagotavlja ionu lasten par negativnih delcev, vodikov proton pa ima prosto 1s orbitalo. V trenutku približevanja dveh elektronskih oblakov dušik postane običajen zanj in atom H. Ta struktura se imenuje molekularni elektronski oblak, v katerem nastane četrta kovalentna vez.
mehanizem darovalec-sprejemnik
Delec, ki zagotavlja par elektronov, se imenuje darovalec, nevtralni atom, ki daruje prazno elektronsko celico, pa se imenuje akceptor. Nastala vez se imenuje donorsko-akceptorska ali koordinacijska, pri čemer ne pozabimo, da gre za poseben primer klasične kovalentne vezi. Amonijev ion, katerega formula je NH4+, vsebuje štiri kovalentne vezi. Od tega so trije, ki združujejo atome dušika in vodika, običajne kovalentne vrste, zadnja pa je koordinacijska vez. Kljub temu so vse štiri vrste med seboj popolnoma enakovredne. Interakcija med molekulami vode in Cu2+ ioni poteka podobno. V tem primeru nastane makromolekula kristalnega bakrovega sulfata.
Amonijeve soli: lastnosti in proizvodnja
V reakciji adicije interakcija vodikovega iona in amoniaka povzroči nastanek NH4+ ion. Molekula NH3 se obnaša kot akceptor, zato ima izrazite bazne lastnosti. Reakcija z anorganskimi kislinami vodi do pojava molekul soli: klorida, sulfata, amonijevega nitrata.
NH3 + HCl=NH4Cl
Proces raztapljanja amoniaka v vodi vodi tudi do tvorbe amonijevega iona, ki ga lahko dobimo z enačbo:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Zaradi tega se koncentracija hidroksilnih delcev poveča v vodni raztopini amoniaka, imenovani tudi amonijev hidroksid. To vodi v dejstvo, da reakcija medija postane alkalna. Določimo ga lahko s pomočjo indikatorja - fenolftaleina, ki spremeni svojo barvo iz brezbarvne v malinasto. Večina spojin ima obliko brezbarvnih kristaliničnih snovi, ki so zlahka topne v vodi. V mnogih svojih manifestacijah spominjajo na soli aktivnih kovin: litij, natrij, rubidij. Največje podobnosti je mogoče najti med kalijevimi in amonijevimi solmi. To je razloženo s podobnimi velikostmi polmerov kalijevih ionov in NH4+. Ko se segrejejo, se razgradijo, da tvorijo plin amoniak.
NH4Cl=NH3 + HCl
Reakcija je reverzibilna, saj lahko njeni produkti ponovno medsebojno delujejo in tvorijo amonijevo sol. Ko se raztopina amonijevega klorida segreje, molekule NH3 takoj izhlapijo, zato se sliši vonj po amoniaku. Zato je kakovostna reakcija na amonijev ion toplotna razgradnja njegovih soli.
Hidroliza
Amonijakova voda kaže lastnosti šibke baze, zato so soli, ki vsebujejo NH4+ delci, podvrženi procesu izmenjave z vodo - hidroliza. Raztopine amonijevega klorida ali sulfata imajo rahlo kislo reakcijo, saj so v njihkopiči se presežek vodikovih kationov. Če jim dodate alkalijo, na primer natrijev hidroksid, bodo hidroksilni delci vezali vodikove protone in tvorili molekule vode. Na primer, hidroliza amonijevega klorida je reakcija izmenjave med soljo in vodo, ki vodi do tvorbe šibkega elektrolita - NH4OH.
Značilnosti termične razgradnje amonijevih soli
Večina spojin te skupine pri segrevanju tvori plinasti amoniak, sam proces je reverzibilen. Če pa ima sol izrazite oksidativne lastnosti, na primer amonijev nitrat je eden od teh, potem se pri segrevanju nepovratno razgradi na dušikov monoksid in vodo. Ta reakcija je redoks reakcija, pri kateri je amonijev ion redukcijsko sredstvo, anion kislinskega ostanka nitratne kisline pa je oksidant.
Vrednost spojin amoniaka
Tako sam plin amoniak kot večina njegovih soli imata široko paleto uporabe v industriji, kmetijstvu, medicini in vsakdanjem življenju. Pri nizkem tlaku (približno 7–8 atm.) se plin hitro utekočini in absorbira veliko toplote. Zato se uporablja v hladilnih enotah. V kemičnih laboratorijih se amonijev hidroksid uporablja kot šibka hlapna baza, primerna za poskuse. Večina amoniaka se uporablja za pridobivanje nitratne kisline in njenih soli – pomembnih mineralnih gnojil – nitrata. Posebno visoko vsebnost dušika ima amonijev nitrat. Uporablja se tudi v pirotehniki in pri rušitvah za izdelavoeksplozivi - amonali. Amoniak, ki je amonijev klorid, je našel uporabo v galvanskih celicah, pri proizvodnji bombažnih tkanin in v postopkih spajkanja kovin.
Snov v tem primeru pospešuje odstranjevanje oksidnih filmov na kovinski površini, ki se pretvorijo v kloride ali zmanjšajo. V medicini se amoniak, ki ima oster vonj, uporablja kot sredstvo za povrnitev zavesti, ko se bolnik omedli.
V našem članku smo preučili lastnosti in uporabo amonijevega hidroksida in njegovih soli v različnih panogah in medicini.
