Азотын хамгийн чухал нэгдлүүдийн нэг бол аммиак юм. Физик шинж чанараараа бол өнгөгүй хий бөгөөд амьсгал давчдах хурц үнэртэй (энэ нь аммонийн гидроксидын NH₃·H₂O усан уусмалын үнэр юм). Энэ хий нь усанд маш сайн уусдаг. Усан уусмалд аммони нь сул суурь юм. Энэ нь химийн үйлдвэрийн хамгийн чухал бүтээгдэхүүнүүдийн нэг юм.
NH₃ нь сайн бууруулагч бөгөөд аммонийн молекул дахь азот нь хамгийн бага исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг -3. Аммиакийн олон шинж чанарыг азотын атом дахь хос дан электронууд тодорхойлдог - аммиактай нэмэлт урвалууд нь түүний оршихуйн улмаас үүсдэг (энэ хос ганц бие нь Протон H⁺-ийн чөлөөт тойрог зам дээр байрладаг).
Аммиакийг яаж авах вэ
Аммиак авах хоёр үндсэн практик арга байдаг: нэг нь лабораторид, нөгөө нь үйлдвэрт.
Аж үйлдвэрийн салбарт аммиакийн үйлдвэрлэлийг авч үзье. Молекул азот ба устөрөгчийн харилцан үйлчлэл: N₂ + 2H₂=2NH₃(буцах урвал). Аммиак авах энэ аргыг Хабер урвал гэж нэрлэдэг. Молекулын азот ба устөрөгчийг урвалд оруулахын тулд тэдгээрийг 500 ᵒC эсвэл 932 ᵒF хүртэл халааж, 25-30 MPA даралтыг бий болгох шаардлагатай. Катализаторын хувьд сүвэрхэг төмөр байх ёстой.
Лабораторид хүлээн авах нь аммонийн хлорид ба кальцийн гидроксидын хоорондох урвал юм: CA(OH)₂ + 2NH₄Cl=CaCl₂ + 2NH₄OH (NH₄OH нь маш сул нэгдэл тул тэр дороо задарч хийн NH₄ ба ус: OH=аммонид ордог. NH₃ + H₂O).
Аммиакийн исэлдэлтийн урвал
Тэд азотын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлтийг үргэлжлүүлнэ. Аммиак нь сайн бууруулагч тул хүнд металлыг исэлээс нь багасгахад ашиглаж болно.
Металлын бууралт: 2NH₃ + 3CuO=3Cu + N₂ + 3H₂O (Зэс(II) оксидыг аммиакийн дэргэд халаахад улаан зэсийн метал буурдаг).
Хүчтэй исэлдүүлэгч бодис (жишээ нь галоген) байх үед аммиакийн исэлдэлт нь тэгшитгэлийн дагуу явагдана: 2NH₃ + 3Cl₂=N₂ + 6HCl (энэ исэлдүүлэх урвал нь халаалт шаарддаг). Аммиак дээр калийн перманганатыг шүлтлэг орчинд үзүүлэхэд молекул азот, калийн перманганат, ус үүсэх нь ажиглагддаг: 2NH₃ + 6KMnO₄+ 6KOH=6K₂MnO₄+ N₂ + 6H₂O.
Эрчимтэй халах үед (1200 °C буюу 2192 ᵒF хүртэл) аммиак нь энгийн бодис болж задардаг: 2NH₃=N₂ + 3H₂. 1000 oC буюу 1832 хэмд аммиак метантай урвалд ордог CH4: 2CH₄ + 2NH₃ + 3O₂=2HCN + 6H₂O (гидроциан хүчил ба ус). Аммиакийг натрийн гипохлоритоор исэлдүүлснээр гидразин H₂X₄авах: 2NH3 + NaOCl=N2H4 + NaCl + H 2O
Аммиакийн шаталт ба хүчилтөрөгчтэй каталитик исэлдэлт
Аммиакийг хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэх нь тодорхой онцлогтой. Исэлдэлтийн хоёр өөр төрөл байдаг: катализатор (катализатортой), хурдан (шатаах).
Шатах үед исэлдэлтийн урвал явагддаг бөгөөд үүний бүтээгдэхүүн нь молекул азот ба ус: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O аммиакийн өөрөө шаталт). Хүчилтөрөгчтэй катализаторын исэлдэлт нь халах үед (ойролцоогоор 800 ᵒC эсвэл 1472 ᵒF) тохиолддог боловч урвалын бүтээгдэхүүнүүдийн нэг нь өөр байдаг: 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂O (цагаан алт эсвэл төмрийн, манганы кобальт, хром зэрэг исэлүүд байгаа тохиолдолд). катализаторын исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн нь азотын исэл (II) ба ус юм).
Аммиакийн хүчилтөрөгчтэй нэгэн төрлийн исэлдэлтийг авч үзье. Аммиакийн хийн хэсгийн хяналтгүй монотон исэлдэлт нь харьцангуй удаан урвал юм. Энэ талаар дэлгэрэнгүй мэдээлээгүй ч аммиак-агаарын хольцын 25 хэмд шатах доод хязгаар нь 1-10 бар даралтын мужид 15% орчим байдаг ба хийн хольцын анхны температур нэмэгдэх тусам буурдаг.
Хэрэв CNH~ нь агаарын аммиакийн холимгийн температурт холилдсон (OC) NH3-ийн моль фракц бол CNH=0.15-0 өгөгдлөөс дагана. шатамхай байдлын хязгаар бага байгаа нь. Тиймээс доод хязгаараас доогуур аюулгүй байдлын хангалттай маржинтай ажиллах нь үндэслэлтэй юмшатамхай чанар, дүрмээр бол аммиакийг агаартай холих тухай мэдээлэл төгс биш байдаг.
Химийн шинж чанар
Аммиакаас азотын исэлд хүрэх контактын исэлдэлтийг авч үзье. Азотын исэлдэлтийн төлөвийг өөрчлөхгүйгээр аммиактай хийх ердийн химийн урвал:
- Устай урвал: NH₃ + H₂O=NH₄OH=NH₄⁺ + he⁻ (аммонийн гидроксид NH₄OH нь тогтворгүй нэгдэл учраас урвал буцах боломжтой).
- Хүчилтэй урвалд орж хэвийн ба хүчиллэг давс үүсгэдэг: NH₃ + HCl=NH₄Cl (хэвийн аммонийн хлоридын давс үүсдэг); 2NH₃ + H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄.
- Хүнд металлын давстай нэгдэл үүсгэх урвал: 2NH₃ + AgCl=[Ag(NH₃)₂]Cl (мөнгөний цогц нэгдлүүд (I) диамин хлорид үүсгэдэг).
- Галоалкануудтай урвал: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3]Cl (метиламмонийн гидрохлоридын хэлбэр нь орлуулсан аммонийн ион NH4=).
- Шүлтлэг металлуудтай урвалд орох: 2NH₃ + 2K=2KNH₂ + H₂ (калийн амид KNH₂ үүсгэдэг; азот нь исэлдэлтийн төлөвийг өөрчилдөггүй, гэхдээ урвал нь исэлдэлтийн шинж чанартай байдаг). Нэмэлт урвал нь ихэнх тохиолдолд исэлдэлтийн төлөвийг өөрчлөхгүйгээр явагддаг (сүүлийнхээс бусад нь дээрх бүх зүйлийг энэ төрлөөр ангилдаг).
Дүгнэлт
Аммиак бол үйлдвэрлэлд идэвхтэй хэрэглэгддэг түгээмэл бодис юм. Өнөөдөр энэ нь бидний амьдралд онцгой байр суурь эзэлдэг. Учир нь бид түүний ихэнх бүтээгдэхүүнийг өдөр бүр хэрэглэдэг. Бидний эргэн тойронд байгаа зүйлийн талаар мэдэхийг хүссэн олон хүнд энэ нийтлэл хэрэгтэй унших болно.
