Аммоний тұздары және олардың қасиеттері
Аммиак және аммоний тұздарын алу.
Мазмұны.
Кіріспе..............................................................................................................
Шығу тарихы..............................................................................................
Негізгі бөлім.
2.1. Физикалық, химиялық қасиеттері................................................................
2.2. Аммиак өндірісінің химиялық негізі...........................................................
2.3. Алынуы.
2.5.Аммоний тұздары және олардың қасиеттері...............................................
2.6. Аммоний ионының сапалық реакциясы. ....................................................
3. Қорытынды.
4. Пайдаланылған әдебиеттер........................................................................
Шығу тарихы.
Ауада азот бар екендігі Қытайда VIII ғасырда Мао
Аммиак.
Молекула құрылысы. Азот сутегімен бірнеше қосылыс түзеді, олардың
Н
N : H
H
Азоттағы төрт электрондық жұптың үшеуі жалпы байланыстырғыш, ал
NH3 молекуласының құрылысы бұрынырақ қарастырылған. (3.4-сурет қара). Оның
- H
H N: ... H –N:
H
1сурет. NH3-молекуласындағы химиялық байланыстың түзілу схемасы.
Сутекті байланысының арқасында аммиактың қайнау және балқу температурасы,
Органикалық заттардың шіруі нәтижесінде түзіліп бөлініп шығады, ауада
Аммиакты алудың бірнеше әдісі бар, олардың ішінде маңыздысы,
N2 + 3H2 2NH3
Бұл тепе-теңдікті аммиак шығатын жаққа қарай аудару үшін
Алдымен кальций карбидін алу үшін кальций оксидін (СаО)
СаО + 3С=СаС2 + СО
Қыздырған кальций карбидінің бір жеріне туралап азотты үрлейді.
СаС2+N2= CаСN2+C
Реакциядан бөлініп шығатын көп жылу айналадағы карбид массасын
Кальций цианамиді қара сұр түсті ұнтақ: осыған 110оС
СаСN2 + 3H2O = CaCO3 + 2NH3
1904 жылдан 1920 жылдарға дзейін аммиакты ционамид әдісімен
Лабароторияда аммиакты мына реакция бойынша алады.
Са(ОН)2 + 2NH4CI = CaCI2 + 2NH3 +2H2O:
Жер жүзінде өндірілетін аммиактың 75 проценті тыңайтқыш жасауға
Лабароториялық жағдайда аммиакты алюминий хлориді мен сөндірілген әктің
2NH4CI + Ca(OH)2= CACI2 + 2NH3 +2H2O
Бұл реакция гидроксид – иондарын қосқандағы аммиактың сумен
NH4++OH NH3 + H2O
Аммиакты алудың негізгі өндірістік әдісі оны азот пен
N2 + 3H2 2NH3
Бұл тек қана құрамында активаторлар – алюминий, калий,
Конверция әдісімен басында су буын 10000С-дейін қыздырған кокс
С + Н2О = CO + H2
Одан кейін су газы мен су буының артық
СО +(Н2) + Н2О = CO2 + H2
Түзілетін көміртегі (ІҮ) оксидін сумен сіңіреді. Бұл әдіспен
Аммиактың көп мөлшері азот қышқылын, азоты бар тұздар,
Аммиак өндірісінің химиялық негізі.
Жай заттардан аммиакты синтездеу теориясы біршама күрделі. Бұл
Бұл реакция экзотермиялық болғандықтан тамператураның төмендегі тепе-теңдіктің (ығысу
төменгі 10-15МПа
орташа 25-30Мпа
жоғарғы 50-100 Мпа қысымды. Кең тарағаны орташа қысымды
Аммиактың түзілу жылдамдығына зиянды қоспалар: күкіртсутек
көміртек (ІІ) оксиді су және тағы басқа теріс
Бірақ та бұл жағдайларда тек қана азот-сутек қоспасының
Реакция өнімімен әрекеттеспеген заттарды боліп алатын, оны одан
Осындай циркуляцияның нәтижесінде азот-сутек қоспасының қолдануын 95%-ға дейін
Аммиак синтездеу атмосфералық азотты байланыстырудың негізгі тәсілі болып
103-сурет.Синтетикалық аммиак өндірісінің схемасы көрсетілген. Сутегінің 3 көлемі
Системаны жіберер алдында контакт аппаратын 400-5000С дейін қыздырады,
Реакцияға қатыспаған азот пен сутегі қайтадан циркуляциялық насос
Аммиактың физикалық қасиеті.
Аммиак – түссіз, ерекше өткір иісі бар, ауадан
Ерігенде жылу бөлініп шығады. (33,47кДж/моль) су
ерітіндісін кейде мусатыр спирті деп атайды.
Сатудағы концентрленген еріндісі 25% болады, оның р=0,91. Қыздырғанда
Молекуладағы орталық атом түзетін байланысының саны төрттен кем
Сондықтан NH3 молекуласы донорлы-акцепторлы әрекеттесуге бейімділік көрсетіп, онда
Бөлінбеген электрон жұбының болуы және Н – N
Сондықтан сұйық аммиакта, аммиактың молекулалары, сутектік байланыс арқылы
Аммиактың химиялық қасиеттері.
Аммиактың суда жақсы еруі олардың молекулаларының арасында сутекті
H3N: +H-O: H3N: …H –O:
H
Бірақта аммиактың мұндай гидраттарынан басқа аз мөлшерде аммоний
H3N: …H-O: [NH4]+ +[OH]-
H
Гидроксид – иондар аммиак суына әлсіз сілтілік реакция
NH3 + H2O NH3* H2O
Аммиак суындағы аммиактың көп бөлігі NH3 молекуласы күйінде
NH4 ОН NH4++ OH-
Аммиак ерітіндісінде, суда гидроксид – иондарының концентрациясы көп
Сонымен, аммиактың суымен әрекеттесу реакциясында судан аммиак молекуласына
Аммиактың маңызды химиялық қасиеттеріне оның қышқылдармен әрекеттесіп, аммоний
Бұл жағдайда аммиак молекуласына қышқылдың сутегі ионы қосылып
NH3 + HCI = NH3CI
Келтірілген мысалдардан аммиакқа протонды қосып алу реакциясы тән
Аммиак оттегі де және ауада (алдын ала
4 NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2
Катализатор қатысқанда (мәселен платина хром (ІІІ) оксиді) реакция
4 NH3 + 5O2 = 4NО + 6H2
Бұл реакция аммиактың каталитикалық тотығуы деп аталады.
Аммиак – күшті тотықсыздандырғыш. Қыздырғанда ол мыс (ІІ)
Бұл реакция арқылы лаборатория жағдайында азот алуға болады.
Әрі қышқыл неғұрлым күшті болса, сол бағытта аммоний
Аммиактың бос электрон жұбына протон қосылған сияқты оған
PtCI4 * 6NH3 CuSO4*4NH3
Аммиак қалыпты жағдай ауада тотықпайды, бірақ оттек ішінде
4NH3+3O2=6H2O+2N2 H0=-1292.9кДж/моль.
Катализатор қатысында аммиактың құрамындағы тек сутек қана емес,
4NH3+5O2=4NO+6H2O H0=-903.7кДж/моль.
Соңғы реакцияның техникалық үлкен маңызы бар, оны аммиактан
Басқа тотықтырғыштардан аммиакты хлор және бром тотықтыра алады:
Алтыншы және жетінші топтардағы бейметалдардың сутекті қосылыстарындай аммиактың
Жоғарғы темпеературада сутектің металға ауысуы оңайырақ өтеді:
2AI+2NH3=2AIN+3H2 H0=-577кДж/моль.
Аммиак құрамындағы үш сутек те металға ауысқаннан түзілген
Нитриттердің қасиеттері, оларды түзуші элементтердің периодтық системадағы орнына
Элемент
Na, Mg, AI, Si, P, S, CI.
Нитрид
Na3N, Mg3N2, AIN, Si3N4 ,P3N5,CI3N.
Қасиеті
Негіздік, Амфотерлі, Қышқылдық.
I және II топтағы S – элементтердің нитридтері
Na3N+3H2O=3NaOH+NH3
Галогендердің нитриттері – эндотермиялық, қосылыстары, бос күйінде CI3N
CI3N+3H2O=3HCIO+NH3
BN және Si3N4 – сияқты нитридтер қатты полимер
d –элементтердің нитридтері – металдық CI3N+3H2O=
Ауаның, судың, қышқылдардың балқыған металдардың әрекетіне төзімді –
2Na+2NH3=2NaNH2+H2 ∆H0=-175,7
түссіз кристалдың натрий амиді түзіледі, сумен былайша гидролизденеді:
NaNH2 +H2О=NaOH+NH3
Натрий амиді кейбір индиго, сульфидин сияқты органикалық заттардың
Аммиак құрамындағы сутек гидроксидіне ауыса алады, одан
HNO3+6H 2H2O+NH2OH
Гидроксиламен түссіз,улы,кристалдық зат (t=330) NH2OH=
Қышқылдармен гидроксиламоний (NH3OH+) тұздарын түзеді. Мысалы:
NH3OHCl, NH3OHNO3 және т.б.
Гидроксиламмоний тұздары суда еритін түссіз кристалды заттар.
Гидроксиламин сілтілі ортада күшті тотықсыздандырғыш болса, қыздырғанда
3NH2OH=H3N+H2+3H2O.
Гидроксиламин және гидроксиломмоний тұздары негізінен органикалық синтезде
Аммиак азот тыңайтқыштарын өндіруде қолданылады: азот қышқылының аммони
Аммоний тұздары. Аммиак суға ерігенде оның қосып алу
Қышқылдағы сутек иондары Н+ ерітіндідегі гидроксид иондары мен
NH4+ +OH- +H+ = NH4+ +H2O
NH3+H+= NH4+
Аммоний тұздары қыздырғанда оңай айырылады. Бірақ айырлуы тұз
Тұз түзуші қышқыл неғұрлым әлсіз болса, аммоний тұздары
HI-HBr-HCl-H2SO4 –H3PO4 - H2CO3 - H2O.
Аммоний тұздарын қыздырғанда айырылу реті былайша: тұз, түзуші
NH4NO2=2H2O+N2.
тіпті азот (І) оксидіне дейін де тотығады:
NH4NO3=2H2O+N2О.
Қышқыл тотықтырғыш болмаса, онда тұздың айырылуы қышқылдың ұшқыштығына
(NH4 )3 PO4 = H3PO4 +NH3.
(NH4 )2 SO4 NH4HSO4 +NH3
қышқыл ұшқыш болса (НСl) аммиакпен бірге ұшып салқындатқан
NH4Cl=NH3+HCl=NH4Cl
аммоний карбонаты толығымен ыдырайды:
(NH4 )2 СO3 =NH3 +СO2 +H2O.
аммоний тұздары көп жерлерде қолданылады. Оның ішіндегі маңыздылары
NH4 NО3. Бұлар тыңайтқыштар болғандықтан өте көп мөлшерде
Аммоний хлориді NH4Cl немесе мүсәтір мата бояуда,
Гидразин N2H4 азоттың сутекті қосылысының бірі аммиактағы сутек
2NH3 +NaСlO= N2H4 +NaСl+H2O.
Гидрозин – түссіз, түтінденіп тұратын, суда ерігіш сұйықтың
Құрылым формуласы.
Н
N – N
H
Суға ерігенде N2H5OH негізін түзеді, қышқылдармен гидрозин тұздарын
Гидрозин және гидрозоний ионының туындылары, аммиак пен аммоний
Гидрозин улы зат, күшті тотықсыдандырғыш, ретінде реактивтік қозғағыштардың
Азид сутек қышқылы. HN3 бұл да азот пен
N2H4 +HNO2= HN3+2H2O.
Тұздары азид деп аталады, қышқылда оның тұздары да
Азид сутек қышқылын натрий азидінен алған қолайлы,оның өзі
NaNH2+N2O=H2O+NaN3
Азидсутек қышқылының құрылым формуласы бұрынғы көзқараста құрамында бес
N=N=N-H
I
H
:N= - N
II
Бұл екі түр біріне-бірі ауысып тұратындықтан қышқылдың нақтылы
Азидсутек қышқылының тотықтырғыштық қасиеті бар. Мысалы:
HN3+3HCl=NH4Cl+N2+Cl2
сондықтан бұл да «патша сұйығы» сияқты, асыл металдарды
Металдармен де тотықтыра реакцияласады:
Cu+3HN3=(NH4)Cu(N3)2+N2+H3N
Азидсутек қышқылының да галоген андигидері бар. Мысалы:
Сl OH+H N3 ClN3+H2O
Cl N3 – хлор азиді деп аталады, сол
Қорыта келгенде химиялық реакцияларды, қосылыстарды білген жақсы. Өйткені
Пайдаланылған әдебиеттер:
Г.П.Хомченко (207-212 бет). «Жоғарғы оқу орындарына түсушілерге арналған
Нұрмаханбетов, Бірімжанов. (378-387 бет) «Жалпы химия».
Аханбаев К. «Химия негіздері».
Аммоний тұздары
Аммиак және аммоний тұздарын алу.
Азоттың маңызды қосылыстары
Ванадий
Темір-аммоний ашудасын алудың электрохимиялық технологиясының негіздерін жасау
Азот
Аммиакты тыңайтқыштар
Азоттың оттекті қосылыстары
Молибден және вольфрам
Азот қышқылының қасиеттері