Разложение карбоната аммония при нагревании уравнение

При выполнении различных заданий ЕГЭ по химии (например, задачи 34 или задания 32 «мысленный эксперимент») могут пригодиться знания о том, какие вещества при нагревании разлагаются и как они разлагаются.

Рассмотрим термическую устойчивость основных классов неорганических веществ. Я не указываю в условиях температуру протекания процессов, так как в ЕГЭ по химии такая информация, как правило, не встречается. Если возможны различные варианты разложения веществ, я привожу наиболее вероятные, на мой взгляд, реакции.

Видео:Разложение карбоната аммонияСкачать

Разложение оксидов

При нагревании разлагаются оксиды тяжелых металлов:

2HgO = 2Hg + O₂

Видео:Разложение основного карбоната меди (II) при нагревании I ЕГЭ по химииСкачать

Разложение гидроксидов

Как правило, при нагревании разлагаются нерастворимые гидроксиды. Исключением является гидроксид лития, он растворим, но при нагревании в твердом виде разлагается на оксид и воду:

2LiOH = Li₂O + H₂O

Гидроксиды других щелочных металлов при нагревании не разлагаются.

Гидроксиды серебра (I) и меди (I) неустойчивы:

2AgOH = Ag₂O + H₂O

2CuOH = Cu₂O + H₂O

Гидроксиды большинства металлов при нагревании разлагаются на оксид и воду.

В инертной атмосфере (в отсутствии кислорода воздуха) гидроксиды хрома (III) марганца (II) и железа (II) распадаются на оксид и воду:

Большинство остальных нерастворимых гидроксидов металлов также при нагревании разлагаются:

Видео:Опыты по химии. Разложение карбоната кальция при нагреванииСкачать

Разложение кислот

При нагревании разлагаются нерастворимые кислоты.

Например , кремниевая кислота:

Некоторые кислоты неустойчивы и подвергаются разложению в момент образования. Большая часть молекул сернистой кислоты и угольной кислоты распадаются на оксид и воду в момент образования:

В ЕГЭ по химии лучше эти кислоты записывать в виде оксида и воды.

Например , при действии водного раствора углекислого газа на карбонат калия в качестве реагента мы указываем не угольную кислоту, а оксид углерода (IV) и воду, но подразумеваем угольную кислоту при этом:

Азотистая кислота на холоде или при комнатной температуре частично распадается уже в водном растворе, реакция протекает обратимо:

При нагревании выше 100 о С продукты распада несколько отличаются:

Азотная кислота под действием света или при нагревании частично обратимо разлагается:

Видео:Разложение основного карбоната меди / Decomposition of basic copper carbonateСкачать

Разложение солей

Видео:Взаимодействие карбоната кальция с соляной кислотой I ЕГЭ по химииСкачать

Разложение хлоридов

Хлориды щелочных, щелочноземельных металлов, магния, цинка, алюминия и хрома при нагревании не разлагаются.

Хлорид серебра (I) разлагается под действием света:

2AgCl → Ag + Cl₂

Хлорид аммония при нагревании выше 340 о С разлагается:

Видео:Термическое разложение хлорида аммония NH4ClСкачать

Разложение нитратов

Нитраты щелочных металлов при нагревании разлагаются до нитрита металла и кислорода.

Например , разложение нитрата калия:

Видеоопыт разложения нитрата калия можно посмотреть здесь.

Нитраты магния, стронция, кальция и бария разлагаются до нитрита и кислорода при нагревании до 500 о С:

При более сильном нагревании (выше 500 о С) нитраты магния, стронция, кальция и бария разлагаются до оксида металла, оксида азота (IV) и кислорода:

Нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений после магния и до меди (включительно) + нитрат лития разлагаются при нагревании до оксида металла, диоксида азота и кислорода:

Нитраты серебра и ртути разлагаются при нагревании до металла, диоксида азота и кислорода:

Нитрат аммония разлагается при небольшом нагревании до 270 о С оксида азота (I) и воды:

При более высокой температуре образуются азот и кислород:

Видео:Задание 17: Реакции исключения - разложение дихромата аммония и перманганата калия | Химия ЕГЭСкачать

Разложение карбонатов и гидрокарбонатов

Карбонаты натрия и калия плавятся при нагревании.

Карбонаты лития, щелочноземельных металлов и магния разлагаются на оксид металла и углекислый газ:

Карбонат аммония разлагается при 30 о С на гидрокарбонат аммония и аммиак:

Гидрокарбонат аммония при дальнейшем нагревании разлагается на аммиак, углекислый газ и воду:

Гидрокарбонаты натрия и калия при нагревании разлагаются на карбонаты, углекислый газ и воду:

Гидрокарбонат кальция при нагревании до 100 о С разлагается на карбонат, углекислый газ и воду:

При нагревании до 1200 о С образуются оксиды:

Видео:Получение ОКСИДА КАЛЬЦИЯ. Разложение КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ ( МЕЛА). Реакция с водой. Опыты по химииСкачать

Разложение сульфатов

Сульфаты щелочных металлов при нагревании не разлагаются.

Сульфаты алюминия, щелочноземельных металлов, меди, железа и магния разлагаются до оксида металла, диоксида серы и кислорода:

Сульфаты серебра и ртути разлагаются до металла, диоксида серы и кислорода:

Видео:Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Разложение фосфатов, гидрофосфатов и дигидрофосфатов

Эти реакции, скорее всего, в ЕГЭ по химии не встретятся! Гидрофосфаты щелочных и щелочноземельных металлов разлагаются до пирофосфатов:

Ортофосфаты при нагревании не разлагаются (кроме фосфата аммония).

Видео:Вулкан: разложение дихромата аммонияСкачать

Разложение сульфитов

Сульфиты щелочных металлов разлагаются до сульфидов и сульфатов:

Видео:Все реакции разложения в неорганике | Химия ЕГЭ 2022 | УмскулСкачать

Разложение солей аммония

Некоторые соли аммония, не содержащие анионы кислот-сильных окислителей, обратимо разлагаются при нагревании без изменения степени окисления. Это хлорид, бромид, йодид, дигидрофосфат аммония:

Cоли аммония, образованные кислотами-окислителями, при нагревании также разлагаются. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Это дихромат аммония, нитрат и нитрит аммония:

Видеоопыт разложения нитрита аммония можно посмотреть здесь.

Видео:Разложение дихромата аммонияСкачать

Разложение перманганата калия

Видео:Химия 9 класс (Урок№14 - Азот: свойства и применение. Аммиак. Физические и химические свойства.)Скачать

Разложение хлората и перхлората калия

Хлорат калия при нагревании разлагается до перхлората и хлорида:

4KClO₃ → 3KClO₄ + KCl

При нагревании в присутствии катализатора (оксид марганца (IV)) образуется хлорид калия и кислород:

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Перхлорат калия при нагревании разлагается до хлорида и кислорода:

Видео:Химические реакции часть 4Скачать

Исчезающий порошок

Карбонат аммония исчезает при нагревании!

Видео:Аммиак: как образуется и с чем реагирует? #аммиак #химия #видеоурок #егэхимияСкачать

Реагенты

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Безопасность

Проводите эксперимент на подносе.

Снимите перчатки перед тем, как поджигать свечку.

• Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
• Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
• Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
• Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
• Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
• Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
• Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
• Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

• В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае проглатывания реагентов промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
• В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
• В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
• В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

• Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
• Данный набор опытов предназначен только для детей 10 лет и старше.
• Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
• Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
• Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
• Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Видео:Химия | Лабораторная работа №7.7 "Свойства солей аммония"Скачать

Часто задаваемые вопросы

Во время опыта неприятно пахнет. Это не опасно?

Карбонат аммония разлагается на углекислый газ CO₂, воду H₂O и аммиак NH₃. Аммиак-то мы и слышим! В этом опыте он выделяется в небольших количествах, поэтому такая концентрация безопасна. Кстати, водный раствор аммиака, — нашатырный спирт — известный медикамент, которым выводят из обморочного состояния.

Видео:Карбонат натрия из пищевой содыСкачать

Другие эксперименты

Видео:ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать

Пошаговая инструкция

1. Поместите свечу в горелку для сухого горючего и подожгите ее.
2. Накройте горелку пламярассекателем. Сверху положите кусочек фольги.
3. Насыпьте в центр фольги одну большую ложку карбоната аммония (NH4)₂CO₃.
4. Наблюдайте за исчезновением порошка.

Видео:ON Fire. Все реакции в органике и неорганике при нагреванииСкачать

Ожидаемый результат

Карбонат аммония разлагается при нагревании на аммиак, углекислый газ и водяной пар. Все три продукта реакции улетают в окружающий воздух, и от порошка ничего не остаётся.

Утилизация

Утилизируйте отходы эксперимента вместе с бытовым мусором.

Что произошло

Что происходит с карбонатом аммония?

Под влиянием высокой температуры происходит разложение карбоната аммония (NH₄)₂CO₃ на составляющие его вещества: аммиак NH₃, углекислый газ CO₂ и воду H₂O:

NH₃ и CO₂ – это газы. Вода хоть и является жидкостью при комнатной температуре, при нагревании быстро улетучивается в виде водяного пара. Именно поэтому через некоторое время от порошка карбоната аммония остаётся только воспоминание.

Дополнение

Карбонат аммония – неустойчивое вещество. При хранении он постепенно выделяет аммиак, превращаясь в бикарбонат аммония NH₄HCO₃:

Бикарбонат аммония при термическом разложении ведёт себя точно так же, как карбонат. Только газа в процессе выделяется немного меньше:

Какие ещё твёрдые вещества так себя ведут?

Существует множество твёрдых веществ, способных «улетучиться» при нагревании подобно карбонату аммония. Однако далеко не все они при этом разрушаются.

Дополнение

Многие вещества можно подвергнуть термическому разложению. При этом очень малое количество веществ распадается без образования твёрдого осадка. К примеру, помимо карбоната аммония, с выделением газа разлагается при нагревании щавелевая кислота C₂O₄H₂:

Многие вещества при нагревании плавятся и лишь затем испаряются. Но некоторые соединения способны миновать стадию плавления. Процесс прямого превращения твёрдого вещества в газ без разрушения называется возгонкой. К легковозгоняющимся веществам можно отнести, например, кристаллический йод (I₂) и бензойную кислоту (C₆H₅COOH).

Следует помнить, что в процессах возгонки или термического разложения кислород воздуха не участвует. Если же вещество при нагревании «испаряется» за счёт взаимодействия с кислородом воздуха, то это уже обычная реакция окисления.

Интересный процесс происходит при нагревании хлорида аммония NH₄Cl. Под действием высокой температуры он легко разлагается на аммиак NH₃ и хлористый водород HCl. Стоит только газам попасть в более холодную зону, как они тут же снова образуют исходное вещество:

Таким образом, процесс термического разложения в данном случае очень хорошо «маскируется» под процесс возгонки.

На примере солей меди рассмотрим реакции, не все продукты термического разложения которых являются летучими.

Теперь понятно, что карбонат аммония лишь одно из множества веществ, с которыми можно проводить опыты по термическому разложению. Выбор именно этого вещества обусловлен его безопасностью для домашних экспериментов.

Развитие эксперимента

Охота на воду

С порошком карбоната аммония можно провести познавательный опыт. Как вы могли узнать из научного описания эксперимента, (NH₄)₂CO₃ разлагается при нагревании на аммиак, углекислый газ и воду:

Вода при нагревании на алюминиевой фольге так же улетучивается. Но её можно поймать! Перед тем, как проводить опыт, возьмите химический стакан из стартового набора. Убедитесь, что он чистый и сухой. Выполните первые 3 пункта из инструкции к эксперименту. Сразу после того, как вы высыплете карбонат аммония на фольгу, аккуратно поставьте стакан дном вверх на фольгу так, чтобы весь (NH₄)₂CO₃ оказался «внутри» стакана. Внимательно наблюдайте за дном стакана. Со временем там появятся маленькие капельки жидкости – это вода!

Дело в том, что вода, испаряясь при нагревании, устремляется вверх и встречает на своём пути холодное дно стакана. Оно выступает фактически в роли ловушки для воды. В такой ситуации ей ничего другого не остаётся, кроме как конденсироваться, образовывая капельки.

Это интересно

Где используют карбонат аммония?

Из-за свойства полностью разлагаться при нагревании с выделением газа, карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ широко используется в пищевой промышленности. В общей классификации пищевых добавок он обозначается как E503 и разрешён к использованию практически во всём мире. Мы все привыкли называть его разрыхлителем теста. Многие сотни лет для выпечки пышной пористой сдобы использовались дрожжи. Затем на помощь поварам пришёл винный камень (смесь солей винной кислоты). Наши мамы и бабушки привыкли использовать для выпечки обыкновенную пищевую соду Na_HCO₃. Современные рецепты большинства видов печенья, кексов и пирогов включают именно карбонат аммония. Основным его преимуществом перед всеми остальными разрыхлителями является то, что в процессе выпекания он полностью испаряется, не влияя на конечный вкус продукта.

Пищевая промышленность – не единственная сфера применения карбоната аммония. Большое его количество используется как сырье для получения сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ из гипса CaSO₄:

Полученный в результате сульфат аммония используется как азотно-серное удобрение, которое помогает растениям быстро расти, не насыщая при этом почву вредными для здоровья нитратами.

Как получают карбонат аммония?

Наблюдаемый в эксперименте процесс полностью противоположен получению карбоната аммония в промышленных масштабах. Для синтеза этой соли используют смесь аммиака, углекислого газа и водяного пара, которые сперва нагревают вместе, а затем быстро охлаждают продукты реакции, основным компонентом которой является карбонат аммония:

Подпишитесь на наборы MEL Chemistry и проведите эти опыты у себя дома!

Карбонат аммония

Карбонат аммония
Традиционные названия	углекислый аммоний
Хим. формула	(NH4)2CO3
Плотность	1,6 г/см³
Температура
• разложения	60 °C
Растворимость
• в воде	растворим (0 °C) 100,1 (15 °C) Разл. (100 °C)
ГОСТ	ГОСТ 3770-75 ГОСТ 9325-79
Рег. номер CAS	506-87-6
PubChem	10480
Рег. номер EINECS	208-058-0
SMILES
Кодекс Алиментариус	E503i
ChEBI	10048
ChemSpider	10048
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Карбонат аммония, углекислый аммоний, (NH₄)₂CO₃ — аммониевая соль угольной кислоты.

Содержание

Свойства

Бесцветные кристаллы соединения хорошо растворимы в воде. Карбонат аммония очень неустойчив как на воздухе, так и в растворе, так как уже при комнатной температуре выделяет аммиак, превращаясь в гидрокарбонат аммония NH₄HCO₃ . При температуре 60 °C быстро распадается на NH₃ , CO₂ и H₂O .

(NH₄)₂CO₃ + H₂O ⇄ NH₄HCO₃ + NH₄OH

Применение

На процессе разложения, связанном с выделением газов, основано применение карбоната аммония вместо дрожжей в хлебопечении и кондитерской промышленности (пищевая добавка E503). Получают карбонат аммония взаимодействием газообразных NH₃ , CO₂ и H₂O при быстром охлаждении продуктов реакции. Технический продукт содержит наряду с (NH₄)₂CO₃ соединение гидрокарбоната аммония с карбаминатом аммония NH₄HCO₃ ⋅ NH₄COONH₂ .

Карбонат аммония применяется для получения сульфата аммония из гипса по реакции

При этом карбонат аммония можно вводить в виде раствора (жидкостный процесс конверсии), вместо карбоната аммония можно вводить газообразные NH₃ и CO₂ (газовый процесс конверсии), а также можно вводить газообразные NH₃ и CO₂ дополнительно к раствору (NH ₄)₂CO₃ в количестве 10—15 % стехиометрического количества в расчёте на CaSO₄ (газожидкостный процесс конверсии). В последнем случае при растворении газов выделяется дополнительная теплота, необходимая для протекания реакции. Карбонат аммония может рассматриваться как источник карбонат-ионов и в перспективе может применяться, например, для осаждения солей магния для отделения его от солей калия. При добыче калия из морской воды соли калия выделяются вместе с солями магния и не могут быть очищены от него перекристаллизацией. При добавлении карбоната аммония магний выпадает в осадок в виде карбоната, в растворе остаются в основном хлорид калия и хлорид аммония, которые впоследствии могут быть разделены (рекристаллизацией или возгонкой), либо не разделяться, а использоваться как азотно-калийное удобрение. Также карбонат аммония применяется:

• в лекарственных препаратах (сиропы от кашля, нашатырь и др.);
• в качестве ускорителя ферментации при производстве вина;
• в качестве компонента огнетушащих составов
• в косметике в качестве красителей
• в качестве компонента раствора чистки стволов огнестрельного оружия (РЧС)