Презентация. Аммиак и соли аммония

Скачать презентацию




Аммиак. Соли аммония. Методы получения. Химические свойства аммиака и солей аммония
 


Строение молекулы аммиака Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине; Атом азота образует с тремя атомами водорода три ковалентные полярные связи по обменному механизму за счет трех неспаренных электронов; У атома азота имеется одна электронная пара, за счет которой может быть образована одна связь по донорно-акцепторному механизму
 


Химические свойства аммиака УХР взаимодействия аммиака с водой, газообразного аммиака с газообразным хлороводородом, а также раствора аммиака с растворами кислот, с растворами солей – хлоридом алюминия, цинка – реакции обмена, сульфатом меди (II) – реакция обмена и комплексообразования
 


Аммиак ? слабое основание Аммиак ? это слабое основание, водные растворы аммиака имеют слабощелочную среду и окрашивают растворы индикатора: лакмуса – в синий цвет; метилового оранжевого – в желтый цвет; фенолфталеина – в малиновый цвет NH3 + H2O ? NH3•H3O ? NH4OH ? NH41+ + OH1? гидрат аммиака гидроксид аммония Водный раствор аммиака – слабое основание Механизм образования катиона аммония: Электронная пара атома азота (донор) NH3 взаимодействует с вакантной электронной орбиталью протона водорода ?H1+ (акцептор): : NH3 + ?H1+> [NH4]1+ :
 


Взаимодействие аммиака с хлороводородом и раствором соляной кислоты 2. При взаимодействии: а) газообразного аммиака с газообразным хлороводородом образуется твердый мелкокристаллический хлорид аммония NH3(газ) + HCI(газ) > NH4CI (твердый хлорид аммония) б) раствора аммиака с раствором соляной кислоты происходит образование раствора хлорида аммония: NH3(раствор) + HCI(раствор) > NH4CI (раствор)
 


Взаимодействие раствора аммиака с растворами кислот 3. Аммиак взаимодействует с кислотами, образуя соли аммония: а) с серной кислотой ? сульфат или гидросульфат аммония: 2NH3 + H2SO4 >(NH4)2SO4 сульфат аммония NH3 + H2SO4 > NH4НSO4 гидросульфат аммония б) с азотной кислотой ? нитрат аммония: NH3 + HNO3 > NH4NO3
 


Взаимодействие раствора аммиака с растворами солей 4. Аммиака или гидроксид аммония реагирует с растворами солей, образуя нерастворимые основания или нерастворимые амфотерные гидроксиды: а) 6NH3•Н2О + Al2(SO4)3 > 3(NH4)2SO4 + 2 Al(OH)3v гидроксид алюминия б) 2NH3•Н2О + Zn(NO3)2> 2NH4NO3 + Zn(OH)2v гидроксид цинка
 


Взаимодействие аммиака с соединениями меди (II) и другими солями 5. Комлексообразование – молекулы NH3 могут входить в качестве лиганда в комплексные соединения, благодаря своим электронодонорным свойствам. Введение избытка аммиака в растворы солей приводит к образованию их амминокомплексов: CuSO4 + 4NH3 > [Cu(NH3)4]SO4 ? изменение окраски раствора с голубой на ярко-синюю Cu(ОН)2 + 4NH3 > [Cu(NH3)4](ОН)2 – растворение осадка голубого цвета, образование прозрачного ярко-синего раствора Ni(NO3)2 + 6NH3 > [Ni(NH3)6](NO3)2 ? изменение окраски раствора с зеленой на сине-фиолетовую
 


Аммиак – сильный восстановитель Так как в аммиаке атом N?3 находится в низшей степени окисления, то аммиак проявляет свойства сильного восстановителя
 


Свойства аммиака как восстановителя 1. Взаимодействие с галогенами: а) Фтор мгновенно окисляет аммиак до трифторида: N–3H3 + 3F2 > N+3F3 + 3HF; б) Хлор окисляет аммиак до свободного азота: 2N–3H3 + 3Cl2 >N20 + 6HCl 8N–3H3 + 3Cl2 > N20 + 6N–3H4Cl (при избытке аммиака образуется не хлороводород, а хлорид аммония) в) Бром также окисляет аммиак до свободного азота: 2N–3H3 + 3Br2 > N20 + 6HBr 8N–3H3 + 3Br2 > N20 + 6N–3H4Br 2. Взаимодействие с кислородом: а) аммиак в кислороде горит зеленовато-желтым пламенем: 4N–3H3 + 3O2 > 2 N20 + 6H2O б) каталитическое окисление t°C, Pt 4N–3H3 + 5O2 > 4N+2O + 6H2O 3. Восстановление металлов из оксидов 2N–3H3 + 3Cu+2O = N20 + 3Cu0 + 3H2O
 


Методы получения аммиака Промышленные методы получения аммиака; Лабораторные методы получения аммиака и фосфина
 


Промышленный метод получения аммиака Прямое взаимодействие водорода и азота (процесс Габера): р=200 атм N2(г) + 3H2(г) ? 2NH3(г) + 91,84 кДж 400°C, Fe Катализатор: пористое железо с примесями Al2O3, K2O
 


Лабораторные методы получения Аммиака Фосфина 1. Взаимодействие солей аммония со щелочами при нагревании: Ca(OH)2 + 2NH4Cl > > CaCl2 + 2H2O + 2NH3^ 2. Гидролиз нитридов металлов: Mg3N2 + 3H2О > > 3Mg(ОН)2v + 2NH3^ 1. Взаимодействии белого фосфора с горячей щёлочью: 2P4 + 3Ca(OH)2 + 6H2O > 2PH3^ + +3Ca(H2PO4)2 2. Гидролиз фосфидов металлов: Mg3P2 + 3H2О > > 3Mg(ОН)2v + 2PH3^
 


Получение и термолиз солей аммония Все соли аммония при нагревании разлагаются; При этом возможны: 1) Не ОВР процессы – для галогенидов, сульфидов, карбонатов, сульфатов, фосфатов; 2) ОВР процессы – для сульфитов, нитратов, нитритов, бихроматов
 


Получение и термолиз солей аммония (не ОВР) Получение Термолиз 1.1. Карбонат аммония 2NН3+ СО2 + Н2О > (NН4)2СО3 1.2. Гидрокарбонат аммония NН3 + СО2 + Н2О > NН4НСО3 1.3. Галогениды аммония NН3 + НHal > NН4Hal НHal = HF, HCl, HBr, HI 1.4. Сульфид аммония H2Sгаз + 2NH3р-р = (NH4)2Sр-р 1.5. Гидросульфид аммония H2Sгаз + NH3р-р = NH4НSр-р 1.1. Карбонат аммония t°C (NН4)2СО3 > 2NН3^+ СО2^ + Н2О 1.2. Гидрокарбонат аммония t°C NН4НСО3 > NН3^+ СО2^ + Н2О 1.3. Галогениды аммония t°C NН4Hal >NН3^ + НHal^ НHal = HF, HCl, HBr, HI 1.4. Сульфид аммония t°C (NH4)2S >2NН3^ + H2S^ 1.5. Гидросульфид аммония t°C NH4НS >NН3^ + H2S^
 


Получение и термолиз солей аммония (не ОВР) Получение Термолиз 1.6. Сульфат аммония 2NH3 + H2SO4 > (NH4)2SO4 1.7. Гидросульфат аммония NH3 + H2SO4 > NH4НSO4 1.8. Гидрофосфат аммония 2NH3 + H3РO4 > (NH4)2НРO4 1.9. Дигидрофосфат аммония NH3 + H3РO4 > NH4Н2РO4 1.6. Сульфат аммония t°C (NH4)2SO4 > NН3^ + NH4НSO4 1.7. Гидросульфат аммония t°C > 500°C NH4НSO4 > NН3^ + SО3 + Н2О 1.8. Гидрофосфат аммония t°C (NH4)2НРO4 > NН3^ + NH4Н2РO4 1.9. Дигидрофосфат аммония t°C NH4Н2РO4 > NН3^ + Н3РO4
 


Получение и термолиз солей аммония (ОВР) Получение Термолиз 2.1. Нитрит аммония Поглощение смеси газообразных окислов NO и NO2 водным раствором аммиака 2NН3р-р+ NО2 + NO + H2O> > 2NН4NО2 2.2. Нитрат аммония NН3 + НNО3 > NН4NО3 2.3. Бихромат аммония 2NН3 + H2O + CrO3 >(NН4)2Cr2O7 2.4. Сульфит аммония 2NН3р-р+ SО2 + H2O > (NH4)2SO3 2.1. Нитрит аммония t°C NН4NО2 > N2^+ 2Н2О 2.2. Нитрат аммония t°C NН4NО3 > N2О^+ 2Н2О 2.3. Бихромат аммония t°C (NН4)2Cr2O7 > > N2^ + 4H2O^ + Cr2O3 2.4. Сульфит аммония t°C 4(NH4)2SO3 > > 3(NH4)2SO4 + 2NН3^ + H2S^
 


Свойства солей аммония 1. Все соли аммония при нагревании взаимодействуют со щелочами: Ca(OH)2 + 2NH4Cl > CaCl2 + 2H2O + 2NH3^ 2. Все соли аммония гидролизуются по катиону
 


1. Гидролиз солей аммония, образованных сильными кислотами 1.1. Галогениды аммония (хлориды, бромиды, йодиды) NH4Cl > NH41+ + Cl1? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) NH4Cl + Н2O ? NH4OH + HCl рН < 7, среда – кислотная; 1.2. Нитрат аммония NН4NО3 > NH41+ + NО31? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) NН4NО3 + Н2O ? NH4OH + HNО3 рН < 7, среда – кислотная; 1.3. Сульфат аммония (NH4)2SO4 > 2NH41+ + SO42? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) (NH4)2SO4 + Н2O ? NH4OH + NH4НSO4 рН < 7, среда – кислотная
 


2. Гидролиз солей аммония, образованных слабыми кислотами 2.1. Фторид аммония NH4F > NH41+ + F1? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) F1? + Н2O ? HF + OH1? (гидролиз по аниону) NH4F + Н2O ? NH4OH + HF рН ? 7, среда – нейтральная; 2.2. Нитрит аммония NН4NО2> NH41+ + NО21? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) NО21? + Н2O ? HNО2 + OH1? (гидролиз по аниону) NН4NО2 + Н2O ? NH4OH + HNО2 рН ? 7, среда – нейтральная
 


2. Гидролиз солей аммония, образованных слабыми кислотами 2.3. Сульфид аммония (NH4)2S > 2NH41+ + S2? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) S2? + Н2O ? HS1? + OH1? (гидролиз по аниону) (NH4)2S + Н2O ? NH4OH + NH4НS рН ? 7, среда – слабощелочная; 2.4. Карбонат аммония (NН4)2СО3 > 2NH41+ + СО32? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) СО32? + Н2O ? HСО31? + OH1? (гидролиз по аниону) (NН4)2СО3 + Н2O ? NH4OH + NН4НСО3 рН ? 7, среда – слабощелочная
 


2. Гидролиз солей аммония, образованных слабыми кислотами 2.5. Сульфит аммония (NH4) 2SO3 > 2NH41+ + SO32? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) SO32? + Н2O ? HSO31? + OH1? (гидролиз по аниону) (NH4) 2SO3 + H2O ? NH4OH + (NH4) НSO3 рН ? 7, среда – слабощелочная; 2.6. Гидросульфит аммония NH4НSO3 > NH41+ + НSO31? NH41+ + Н2O ? NH4OH + H1+ (гидролиз по катиону) НSO31? + Н2O ? SО2^ + H2O + OH1? (гидролиз по аниону) NH4НSO3 + H2O ? NH4OH + SО2^ + H2O рН ? 7, среда – нейтральная;
 

< <       > >