Ən vacib azot birləşmələrindən biri ammonyakdır. Fiziki xassələrinə görə, kəskin, boğucu qoxu olan rəngsiz qazdır (bu, ammonium hidroksid NH₃·H₂O-nun sulu məhlulunun qoxusudur). Qaz suda çox həll olur. Sulu məhlulda ammonium zəif əsasdır. Kimya sənayesinin ən vacib məhsullarından biridir.
NH₃ yaxşı reduktordur, çünki ammonium molekulunda azot ən aşağı oksidləşmə vəziyyətinə malikdir -3. Ammonyakın bir çox xüsusiyyətləri azot atomunda bir cüt tək elektron tərəfindən müəyyən edilir - ammonyakla əlavə reaksiyalar onun mövcudluğuna görə baş verir (bu tək cüt Proton H⁺-nin sərbəst orbitində yerləşir).
Ammiakı necə əldə etmək olar
Ammiak əldə etməyin iki əsas praktiki üsulu var: biri laboratoriyada, digəri sənayedə.
Sənayedə ammonyak istehsalını nəzərdən keçirək. Molekulyar azot və hidrogenin qarşılıqlı təsiri: N₂ + 2H₂=2NH₃(geri dönən reaksiya). Ammonyak əldə etməyin bu üsulu Haber reaksiyası adlanır. Molekulyar azot və hidrogenin reaksiya verməsi üçün onlar 500 ᵒC və ya 932 ᵒF-ə qədər qızdırılmalı, 25-30 MPA təzyiqi qurulmalıdır. Katalizator kimi məsaməli dəmir olmalıdır.
Laboratoriyada qəbul ammonium xlorid və kalsium hidroksid arasında reaksiyadır: CA(OH)₂ + 2NH₄Cl=CaCl₂ + 2NH₄OH (NH₄OH çox zəif birləşmə olduğundan dərhal qaz halında olan NH₄ və suya parçalanır: OH=ammonyak NH₃ + H₂O).
Ammonyak oksidləşmə reaksiyası
Azotun oksidləşmə vəziyyətinin dəyişməsi ilə davam edirlər. Ammonyak yaxşı reduktor olduğundan ağır metalları onların oksidlərindən az altmaq üçün istifadə edilə bilər.
Metal reduksiyası: 2NH₃ + 3CuO=3Cu + N₂ + 3H₂O (Mis(II) oksid ammonyakın iştirakı ilə qızdırıldıqda qırmızı mis metal azalır).
Ammiakın güclü oksidləşdirici maddələrin (məsələn, halogenlərin) iştirakı ilə oksidləşməsi tənliyə uyğun olaraq baş verir: 2NH₃ + 3Cl₂=N₂ + 6HCl (bu redoks reaksiyası qızdırmağı tələb edir). Qələvi mühitdə ammonyak üzərində kalium permanqanatla təmasda olduqda molekulyar azot, kalium permanqanat və suyun əmələ gəlməsi müşahidə olunur: 2NH₃ + 6KMnO₄+ 6KOH=6K₂MnO₄+ N₂ + 6H₂O.
İntensiv qızdırıldıqda (1200 °C və ya 2192 ᵒF-ə qədər) ammonyak sadə maddələrə parçalana bilər: 2NH₃=N₂ + 3H₂. 1000 oC və ya 1832 ammiak metan CH4 ilə reaksiya verir: 2CH₄ + 2NH₃ + 3O₂=2HCN + 6H₂O (hidrosiyan turşusu və su). Ammiakı natrium hipoxloritlə oksidləşdirərək hidrazin H₂X₄alın: 2NH3 + NaOCl=N2H4 + NaCl + H 2O
Ammiakın yanması və onun oksigenlə katalitik oksidləşməsi
Ammiakın oksigenlə oksidləşməsi müəyyən xüsusiyyətlərə malikdir. Oksidləşmənin iki fərqli növü var: katalitik (katalizatorla), sürətli (yanma).
Yanarkən, məhsulları molekulyar azot və su olan redoks reaksiyası baş verir: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O ammonyakın öz-özünə alovlanması). Oksigenlə katalitik oksidləşmə də qızdırıldıqda (təxminən 800 ᵒC və ya 1472 ᵒF) baş verir, lakin reaksiya məhsullarından biri fərqlidir: 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂O (platin və ya dəmir, kob alt, xrom kimi oksidlərin iştirakı ilə). katalizator, oksidləşmə məhsulları oksid azot (II) və sudur).
Ammonyakın oksigenlə homojen oksidləşməsini nəzərdən keçirək. Ammonyak qazı hissəsinin nəzarətsiz monoton oksidləşməsi nisbətən yavaş bir reaksiyadır. Bu barədə ətraflı məlumat verilmir, lakin 25 ° C-də ammonyak-hava qarışıqlarının aşağı alışma həddi 1-10 bar təzyiq diapazonunda təxminən 15% təşkil edir və qaz qarışığının ilkin temperaturu artdıqca azalır.
Əgər CNH~ temperaturu qarışdırılmış (OC) hava-ammiak qarışığında NH3 -nin mol hissəsidirsə, onda CNH=0.15-0 məlumatından belə çıxır. alovlanma həddi aşağıdır. Buna görə də, aşağı hədddən aşağı kifayət qədər təhlükəsizlik marjası ilə işləmək məqsədəuyğunduralovlanma qabiliyyəti, bir qayda olaraq, ammonyakın hava ilə qarışdırılmasına dair məlumatlar çox vaxt mükəmməl deyil.
Kimyəvi xassələri
Ammonyakın azot oksidinə kontakt oksidləşməsini nəzərdən keçirək. Azot oksidləşmə vəziyyətini dəyişdirmədən ammonyak ilə tipik kimyəvi reaksiyalar:
- Su ilə reaksiya: NH₃ + H₂O=NH₄OH=NH₄⁺ + he⁻ (reaksiya geri çevrilir, çünki ammonium hidroksid NH₄OH qeyri-sabit birləşmədir).
- Turşularla reaksiya nəticəsində normal və turşulu duzlar əmələ gəlir: NH₃ + HCl=NH₄Cl (normal ammonium xlorid duzu əmələ gəlir); 2NH₃ + H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄.
- Komplekslər yaratmaq üçün ağır metalların duzları ilə reaksiyalar: 2NH₃ + AgCl=[Ag(NH₃)₂]Cl (mürəkkəb gümüş birləşmələri (I) diamin xlorid əmələ gətirir).
- Haloalkanlarla reaksiya: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3]Cl (metilamonium hidroxlorid formaları əvəz edilmiş ammonium ionu NH4=).
- Qələvi metallarla reaksiya: 2NH₃ + 2K=2KNH₂ + H₂ (kalium amid KNH₂ əmələ gətirir; reaksiya redoks olsa da, azot oksidləşmə vəziyyətini dəyişmir). Əlavə reaksiyaları əksər hallarda oksidləşmə vəziyyətini dəyişdirmədən baş verir (yuxarıda göstərilənlərin hamısı, sonuncu istisna olmaqla, bu tipə görə təsnif edilir).
Nəticə
Ammonyak sənayedə fəal şəkildə istifadə olunan məşhur maddədir. Bu gün həyatımızda xüsusi yer tutur,çünki biz onun məhsullarının çoxunu hər gün istifadə edirik. Bu məqalə bizi əhatə edənlər haqqında bilmək istəyən çoxları üçün faydalı oxu olacaq.
