Ang isa sa pinakamahalagang nitrogen compound ay ammonia. Ayon sa mga pisikal na katangian nito, ito ay isang walang kulay na gas na may matalim, nakakasakal na amoy (ito ang amoy ng isang may tubig na solusyon ng ammonium hydroxide NH₃·H₂O). Ang gas ay lubos na natutunaw sa tubig. Sa may tubig na solusyon, ang ammonium ay isang mahinang base. Isa ito sa pinakamahalagang produkto ng industriya ng kemikal.
Ang NH₃ ay isang magandang reducer, tulad ng sa ammonium molecule, ang nitrogen ay may pinakamababang oxidation state -3. Maraming mga katangian ng ammonia ang tinutukoy ng isang pares ng nag-iisang electron sa nitrogen atom - ang mga karagdagan na reaksyon na may ammonia ay nangyayari dahil sa presensya nito (ang pares na ito ng mga single ay matatagpuan sa libreng orbit ng Proton H⁺).
Paano makakuha ng ammonia
Mayroong dalawang pangunahing praktikal na paraan para sa pagkuha ng ammonia: isa sa laboratoryo, ang isa sa industriya.
Isaalang-alang ang paggawa ng ammonia sa industriya. Interaksyon ng molecular nitrogen at hydrogen: N₂ + 2H₂=2NH₃(reversible reaction). Ang pamamaraang ito ng pagkuha ng ammonia ay tinatawag na reaksyon ng Haber. Para mag-react ang molekular na nitrogen at hydrogen, dapat silang painitin sa 500 ᵒC o 932 ᵒF, dapat magkaroon ng MPA pressure na 25-30. Ang buhaghag na bakal ay dapat na naroroon bilang isang katalista.
Ang pagtanggap sa laboratoryo ay isang reaksyon sa pagitan ng ammonium chloride at calcium hydroxide: CA(OH)₂ + 2NH₄Cl=CaCl₂ + 2NH₄OH (dahil ang NH₄OH ay isang napakahinang compound, agad itong nabubulok sa gas na ammonia at tubig: NH₄ NH₃ + H₂O).
Reaksyon ng oksihenasyon ng ammonia
Nagpapatuloy sila sa pagbabago sa estado ng oksihenasyon ng nitrogen. Dahil ang ammonia ay isang mahusay na reducer, maaari itong gamitin upang mabawasan ang mga mabibigat na metal mula sa kanilang mga oxide.
Metal Reduction: 2NH₃ + 3CuO=3Cu + N₂ + 3H₂O (Kapag ang copper(II) oxide ay pinainit sa presensya ng ammonia, bumababa ang red copper metal).
Ang Oxidation ng ammonia sa pagkakaroon ng malalakas na oxidizing agent (halimbawa, mga halogens) ay nangyayari ayon sa equation: 2NH₃ + 3Cl₂=N₂ + 6HCl (ang redox reaction na ito ay nangangailangan ng pag-init). Kapag nalantad sa potassium permanganate sa ammonia sa isang alkaline medium, ang pagbuo ng molecular nitrogen, potassium permanganate at tubig ay sinusunod: 2NH₃ + 6KMnO₄+ 6KOH=6K₂MnO₄+ N₂ + 6H₂O.
Kapag pinainit nang husto (hanggang 1200 °C o 2192 ᵒF), ang ammonia ay maaaring mabulok sa mga simpleng substance: 2NH₃=N₂ + 3H₂. Sa 1000 oC o 1832 ammonia ay tumutugon sa methane CH4: 2CH₄ + 2NH₃ + 3O₂=2HCN + 6H₂O (hydrocyanic acid at tubig). Sa pamamagitan ng pag-oxidize ng ammonia na may sodium hypochlorite, maaari ang hydrazine H₂X₄makakuha ng: 2NH3 + NaOCl=N2H4 + NaCl + H 2O
Pagsunog ng ammonia at ang catalytic oxidation nito na may oxygen
Oxidation ng ammonia na may oxygen ay may ilang partikular na katangian. Mayroong dalawang magkaibang uri ng oksihenasyon: catalytic (na may catalyst), mabilis (nasusunog).
Kapag nasusunog, nangyayari ang redox reaction, ang mga produkto nito ay molecular nitrogen at tubig: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O self-ignition of ammonia). Nagaganap din ang catalytic oxidation na may oxygen kapag pinainit (mga 800 ᵒC o 1472 ᵒF), ngunit iba ang isa sa mga produkto ng reaksyon: 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂O (sa pagkakaroon ng platinum o oxides ng iron, manganese, chromium o cob alt bilang isang katalista, ang mga produktong oksihenasyon ay oxide nitrogen (II) at tubig).
Isaalang-alang ang homogenous na oksihenasyon ng ammonia na may oxygen. Ang hindi makontrol na monotonous na oksihenasyon ng seksyon ng ammonia gas ay medyo mabagal na reaksyon. Hindi ito iniuulat nang detalyado, ngunit ang mas mababang limitasyon sa flammability ng mga pinaghalong ammonia-air sa 25 ° C ay humigit-kumulang 15% sa hanay ng presyon na 1-10 bar at bumababa habang tumataas ang paunang temperatura ng pinaghalong gas.
Kung ang CNH~ ay ang mole fraction ng NH3 sa isang air-ammonia mixture na may temperature tmixed (OC), pagkatapos ay mula sa data na CNH=0.15-0 ito ay sumusunod. na ang limitasyon ng flammability ay mababa. Samakatuwid, makatwirang magtrabaho nang may sapat na margin ng kaligtasan sa ibaba ng mas mababang limitasyonpagkasunog, bilang panuntunan, ang data sa paghahalo ng ammonia sa hangin ay kadalasang malayo sa perpekto.
Mga katangian ng kemikal
Isaalang-alang ang contact oxidation ng ammonia sa nitric oxide. Mga karaniwang kemikal na reaksyon na may ammonia nang hindi binabago ang nitrogen oxidation state:
- Reaksyon sa tubig: NH₃ + H₂O=NH₄OH=NH₄⁺ + he⁻ (ang reaksyon ay mababaligtad dahil ang ammonium hydroxide NH₄OH ay isang hindi matatag na tambalan).
- Reaksyon sa mga acid upang bumuo ng normal at acidic na mga asin: NH₃ + HCl=NH₄Cl (nabubuo ang normal na ammonium chloride s alt); 2NH₃ + H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄.
- Mga reaksyon sa mga s alt ng mabibigat na metal upang makabuo ng mga complex: 2NH₃ + AgCl=[Ag(NH₃)₂]Cl (complex silver compounds (I) diamine chloride forms).
- Reaksyon sa mga haloalkanes: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3]Cl (ang mga anyo ng methylammonium hydrochloride ay ang ipinalit na ammonium ion NH4=).
- Reaksyon sa mga alkali na metal: 2NH₃ + 2K=2KNH₂ + H₂ (bumubuo ng potassium amide KNH₂; hindi binabago ng nitrogen ang estado ng oksihenasyon, bagama't redox ang reaksyon). Ang mga reaksyon ng karagdagan ay nangyayari sa karamihan ng mga kaso nang hindi binabago ang estado ng oksihenasyon (lahat ng nasa itaas, maliban sa huli, ay inuuri ayon sa ganitong uri).
Konklusyon
Ang Ammonia ay isang sikat na substance na aktibong ginagamit sa industriya. Ngayon ito ay sumasakop sa isang espesyal na lugar sa ating buhay,dahil ginagamit namin ang karamihan sa mga produkto nito araw-araw. Magiging kapaki-pakinabang na basahin ang artikulong ito para sa maraming gustong malaman ang tungkol sa kung ano ang nakapaligid sa atin.
