Химические свойства аммиака

Химические свойства аммиака обусловлены: 1) образованием водородных связей; 2) неподеленной электронной парой.

1. Аммиак хорошо растворим в воде (по растворимости в воде аммиак превосходит любой другой газ). Формулу растворенного аммиака в воде принято записывать NH₄OH. Но такого соединения не существует, ни в твердой фазе, ни в водном растворе. Известны твердые гидраты состава

NH₃ × Н₂О, 2NH₃ × Н₂О, NH₃ × 2Н₂О (молекулы аммиака и воды связаны водородными связями), которые устойчивы при низких температурах. Прим. при повышении температуры гидраты разрушаются с образованием аммиака и воды.

Растворы аммиака лучше всего записывать формулой NH₃ (aq).

Водные растворы аммиака проявляют свойства слабого основания. Но водные растворы аммиака обладают основными свойствами не за счет образования несуществующего соединения NH₄ОН, а вследствие донорной активности атома азота в NH₃.

Прим. Связь О – Н более полярная, чем связь N –Н, диссоциация происходит по более полярной связи, Н⁺ отщепляется от молекулы воды и присоединяется к атому азота (донорно-акцепторный механизм).

Вследствие полярности молекул и высокой диэлектрической проницаемости жидкий аммиак является хорошим неводным растворителем. В неводном растворе аммиак может диссоциировать по типу кислоты:

Но собственная диссоциация жидкого аммиака очень мала и ионное произведение аммиака составляет 2,2 × 10^-33 при –50 ºС.

Жидкий аммиак – сильно ионизирующий растворитель. Производные NH₄⁺ в жидком аммиаке ведут себя как кислоты (например, сильными кислотами в жидком аммиаке являются NH₄Cl, NH₄NO₃), а производные NH₂^– – как основания (KNH₂, Ba(NH₂)₂). Производные NH₂^– – амиды, а производные NH^2– – имиды. Примеры реакций в жидком аммиаке:

(основание)

(кислота)

(нейтрализация)

(комплекс)

2. наличием неподеленной электронной пары (аммиак может выступать в роли донора). Аммиак реагирует с кислотами, с образованием солей аммония:

3. Аммиак может образовывать комплексные соединения – аммиакаты:

4. В жидком аммиаке растворяются активные металлы – щелочные и щелочноземельные, магний, алюминий. Щелочные металлы реагируют с жидким аммиаком с образованием амида (в присутствии катализатора – платины):

В данной реакции аммиак проявляет свойства окислителя за счет атома водорода. Аналогичная реакция протекает и в газовой фазе. Другие металлы при взаимодействии с газообразным аммиаком образуют нитриды:

5. Аммиак проявляет восстановительные свойства (за счет атома азота в минимальной степени окисления). На воздухе аммиак не горит, но в атмосфере кислорода сгорает с образованием азота и водяных паров:

Может происходить каталитическое окисление аммиака:

Обе реакции протекают самопроизвольно, так как , при горении аммиака образуется свободный азот. В присутствии катализатора (платиновый или платиново-родиевый) протекает вторая реакция с образованием оксида азота (II). Реакция идет при комнатной температуре

Прим. в качестве побочного продукта образуется нитрат аммония:

Дата добавления: 2014-01-15