Сульфат алюминия и раствор аммиака ионное уравнение (6 видео)

Аммиак: получение и свойства

Содержание

Аммиак
Строение молекулы и физические свойства
Способы получения аммиака
Химические свойства аммиака
Сульфат алюминия и раствор аммиака ионное уравнение
Как протекают различные химические процессы
Уравнения реакций хлорида алюминия с аммиаком и щелочью
Расчет энергии Гиббса
Определение массы электрода гальванического элемента
📺 Видео

Аммиак

Строение молекулы и физические свойства

В молекуле аммиака NH₃ атом азота соединен тремя одинарными ковалентными полярными связями с атомами водорода:

Геометрическая форма молекулы аммиака — правильная треугольная пирамида. Валентный угол H-N-H составляет 107,3 о :

У атома азота в аммиаке на внешнем энергетическом уровне остается одна неподеленная электронная пара. Эта электронная пара оказывает значительное влиение на свойства аммиака, а также на его структуру. Электронная структура аммиака — тетраэдр , с атомом азота в центре:

Аммиак – бесцветный газ с резким характерным запахом. Ядовит. Весит меньше воздуха. Связь N-H — сильно полярная, поэтому между молекулами аммиака в жидкой фазе возникают водородные связи. При этом аммиак очень хорошо растворим в воде, т.к. молекулы аммиака образуют водородные связи с молекулами воды.

Способы получения аммиака

В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами. Поск ольку аммиак очень хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака используют твердые вещества.

Например , аммиак можно получить нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси происходит образование соли, аммиака и воды:

Тщательно растирают ступкой смесь соли и основания и нагревают смесь. Выделяющийся газ собирают в пробирку (аммиак — легкий газ и пробирку нужно перевернуть вверх дном). Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака.

Видеоопыт получения аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция можно посмотреть здесь.

Еще один лабораторный способ получения аммиака – гидролиз нитридов.

Например , гидролиз нитрида кальция:

В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

Процесс проводят при температуре 500-550 о С и в присутствии катализатора. Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа. В качестве катализатора используют губчатое железо с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния. Для полного использования исходных веществ применяют метод циркуляции непровзаимодействовавших реагентов: не вступившие в реакцию азот и водород вновь возвращают в реактор.

Более подробно про технологию производства аммиака можно прочитать здесь.

Химические свойства аммиака

1. В водном растворе аммиак проявляет основные свойства (за счет неподеленной электронной пары). Принимая протон (ион H + ), он превращается в ион аммония. Реакция может протекать и в водном растворе, и в газовой фазе:

Таким образом, среда водного раствора аммиака – щелочная. Однако аммиак – слабое основание . При 20 градусах один объем воды поглощает до 700 объемов аммиака.

Видеоопыт растворения аммиака в воде можно посмотреть здесь.

2. Как основание, аммиак взаимодействует с кислотами в растворе и в газовой фазе с образованием солей аммония.

Например , аммиак реагирует с серной кислотой с образованием либо кислой соли – гидросульфата аммония (при избытке кислоты), либо средней соли – сульфата аммония (при избытке аммиака):

Еще один пример : аммиак взаимодействует с водным раствором углекислого газа с образованием карбонатов или гидрокарбонатов аммония:

Видеоопыт взаимодействия аммиака с концентрированными кислотами – азотной, серной и и соляной можно посмотреть здесь.

В газовой фазе аммиак реагирует с летучим хлороводородом. При этом образуется густой белый дым – это выделяется хлорид аммония.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Видеоопыт взаимодействия аммиака с хлороводородом в газовой фазе (дым без огня) можно посмотреть здесь.

3. В качестве основания, водный раствор аммиака реагирует с растворами солей тяжелых металлов , образуя нерастворимые гидроксиды.

Например , водный раствор аммиака реагирует с сульфатом железа (II) с образованием сульфата аммония и гидроксида железа (II):

4. Соли и гидроксиды меди, никеля, серебра растворяются в избытке аммиака, образуя комплексные соединения – аминокомплексы.

Например , хлорид меди (II) реагирует с избытком аммиака с образованием хлорида тетрамминомеди (II):

Гидроксид меди (II) растворяется в избытке аммиака:

5. Аммиак горит на воздухе , образуя азот и воду:

Если реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то азот окисляется до NO:

6. За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя , например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием . С металлами реагирует только жидкий аммиак.

Например , жидкий аммиак реагирует с натрием с образованием амида натрия:

Также возможно образование Na₂NH, Na₃N.

При взаимодействии аммиака с алюминием образуется нитрид алюминия:

2NH₃ + 2Al → 2AlN + 3H₂

7. За счет азота в степени окисления -3 аммиак проявляет восстановительные свойства. Может взаимодействовать с сильными окислителями — хлором, бромом, пероксидом водорода, пероксидами и оксидами некоторых металлов. При этом азот окисляется, как правило, до простого вещества.

Например , аммиак окисляется хлором до молекулярного азота:

Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:

Оксиды металлов , которые в электрохимическом ряду напряжений металлов расположены справа — сильные окислители. Поэтому они также окисляют аммиак до азота.

Например , оксид меди (II) окисляет аммиак:

2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Сульфат алюминия и раствор аммиака ионное уравнение

Для проведения эксперимента предложены следующие реактивы: алюминий и растворы аммиака, хлорида бария, пероксида водорода, сульфата алюминия, соляная кислота. Используя необходимые вещества только из этого списка, получите в результате проведения двух последовательных реакций раствор хлорида алюминия.

Составьте схему превращений, в результате которой можно получить указанное вещество. Запишите уравнения двух реакций. Для второй реакции составьте сокращенное ионное уравнение.

Составлены два уравнения реакции:

1. (концентрированный холодный раствор аммиака в воде).

Описаны признаки протекания реакций:

1. Для первой реакции: образование белого студенистого осадка, растворимого в избытке щёлочи.

2. Для второй реакции: растворение белого студенистого осадка.

Составлено сокращённое ионное уравнение второй реакции:

Видео:9 класс.ОГЭ.Задание 24.Сульфат алюминия.Скачать

Как протекают различные химические процессы

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

Уравнения реакций хлорида алюминия с аммиаком и щелочью

Задача 1052.
Чем различается действие избытка водных растворов NH₃ и NаОН на раствор АIСI₃? Написать уравнения соответствующих реакций.
Решение:
При действии избытка водного раствора аммиака на хлорид алюминия образуется гель гидроксида алюминия:

При действии избытка водного раствора гидроксида натрия на хлорид алюминия образуется комплексный ион [Al(OH)₄(H₂O)₂] − :

Расчет энергии Гиббса

Задача 1053.
Пользуясь табличными данными приложения, установить, возможно ли самопроизвольное протекание реакции:
4А1 + 3СО₂ = 2А1₂О₃ + 3С.
Решение:
Уравнение реакции:

Находим стандартные значения энергии Гиббса образования веществ, участвующих в реакции из таблиц, учитывая, что значения энергии Гиббса простых веществ равны нулю. ΔG 0 (СО₂) = -394,6 кДж/моль; ΔG 0 (Al₂O₃) = -1583,3 кДж/моль.

ΔG 0 = 2ΔG 0 (Al₂O₃) — 3ΔG 0 (СО₂) = 2(-1583,3) – 3(-394,6) = -19823,8 кДж.

Определение массы электрода гальванического элемента

Задача 1054.
При работе гальванического элемента:восстановилось до свободного металла 31,2 г хрома. Определить, насколько уменьшилась масса алюминиевого электрода.
Решение:
M_Э(Al 3+ ) = M(Al 3+ )/3 = 26, 981/3 = 8,999 г/моль; M_Э(Cr 3+ ) = M(Cr 3+ )/3 = 51,998/3 = 17,332 г/моль.

При работе гальванического элемента на электродах, согласно закону эквивалентов, происходит эквивалентное окисление и восстановление металлов, получим:

Находим массу алюминия, на которую уменьшился алюминиевый электрод, получим:

m(Al) = m(Cr 3+ )/M_Э(Cr 3+ ) . M_Э(Al 3+ ) = 31,2/17,332 . 8,999 = 16,198 г.