Уравнение реакции получения аммиака из нитрата аммония и гидроксида калия (8 видео)

Аммиак: получение и свойства

Содержание

Аммиак
Строение молекулы и физические свойства
Способы получения аммиака
Химические свойства аммиака
Уравнение реакции получения аммиака из нитрата аммония и гидроксида калия
Acetyl
🔥 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:Опыты по химии. Получение и собирание аммиакаСкачать

Уравнение реакции получения аммиака из нитрата аммония и гидроксида калия

FOR-DLE.ru — Всё для твоего DLE 😉
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой «вёрсткой» шаблонов под DataLife Engine.

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1 Составьте схему образования химической связи в молекуле аммиака.

Упражнение 2 Охарактеризуйте физические и химические свойства аммиака. Свяжите их с областями применения этого соединения.
Физические свойства аммиака.
Аммиак ― бесцветный газ с резким характерным запахом, легче воздуха, хорошо растворяется в воде.
Водный раствор аммиака используется в медицине и в быту под названием аммиачная вода, а 10%-ный раствор аммиака в воде более известен под названием нашатырный спирт. Аммиак используется в качестве хладагента в промышленных холодильных установках, т.к. легко сжижается при повышении давления, а испарение сопровождается поглощением теплоты, в результате чего и происходит охлаждение.
Химические свойства аммиака.
1. Водный раствор аммиака изменяет окраску индикатора, т.к. гидрат аммиака – слабый электролит, он незначительно диссоциирует на катион аммония и гидроксид-анион:
NH₃•H₂O ⇄ NH₄ + + OH —
2. Горит в избытке кислорода, при этом образуется азот и водяные пары:
4HN₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O
3. Восстанавливает металлы с их оксидов:
2NH₃ + 3CuO = N₂ + 3Cu + 3H₂O
Схема окислительно-восстановительной реакции.
N -3 H₃ + Cu +2 O → N₂ 0 + Cu 0 + H₂O
2N -3 -6ē → N₂ 0 |6|6|1 ― процесс окисления
Cu +2 +2ē → 2Cu 0 |2| |3 ― процесс восстановления
В приведённой реакции аммиак (за счёт атомов азота в степени окисления -3) — восстановитель.
4. Водный раствор аммиака реагирует с кислотами, образуя соли аммония:
NH₃ + HCl = NH₄Cl
2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄
Аммиак ― исходное вещество для солей аммония, которые используют в качестве удобрений (фосфаты, хлорид, нитрат аммония), как компоненты взрывчатых веществ (нитрат аммония или аммиачная селитра), в пищевой промышленности (гидрокарбонат, карбонат, хлорид аммония), при выделке кож и (сульфат аммония).

Упражнение 3 Почему аммиак в окислительно-восстановительных реакциях проявляет свойства восстановителя? В аммиаке атом азота обладает минимальной степенью окисления (-3), поэтому он проявляет только восстановительные свойства.

Упражнение 4 В чём состоит донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи? Подтвердите свои рассуждения рассмотрением строения катиона аммония.
Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи состоит в том, что связь формируется за счёт неподелённой пары электронов атома-донора и свободной орбитали атома-акцептора.
Например, образование катиона аммония происходит в результате возникновения ковалентной связи между атомом азота, имеющим свободную электронную пару (она называется неподелённой), и катионом водорода, который переходит к аммиаку от молекул кислоты. Первый атом называется донором, а второй ― акцептором.

Какой ещё механизм образования ковалентной связи вам известен? Обменный механизм образования ковалентной связи. Например, образование молекулы хлороводорода.

Упражнение 5 Запишите сокращённое ионное уравнение качественной реакции на катион аммония.
NH₄ + + OH — = NH₃↑ + H₂O

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1 Напишите уравнения реакций получения нитрида натрия и его взаимодействия с водой.
6Na + N₂ = 2Na₃N
Na₃N + 3H₂O = 3NaOH + NH₃↑
Какая из этих реакций является окислительно-восстановительной?
Реакция получения нитрида натрия, т.к. в ходе химического превращения происходит изменение степени окисления атомов элементов натрия и азота:
6Na + N₂ = 2Na₃N
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Na 0 + N₂ 0 ⟶ Na₃ +1 N -3
Восстановитель Na 0 — 1ē ⟶ Na +1 |1|6|6 ― процесс окисления
Окислитель N₂ 0 + 6ē ⟶ 2N -3 |6| |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы натрия и азота. Находим наименьшее общее кратное для чисел 1 и 6 . Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 1 и 6, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов натрия и азота. Множители 6 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку эти элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы этот элемент ни в одном веществе не проявляет такую же степень окисления, как в исходном веществе) и разными являются индексы этих элементов в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 6 перед формулой натрия Na и коэффициент 1 (который обычно не пишем) перед формулой азота N₂. Подбираем коэффициенты для остальных соединений.

Упражнение 2 С какими из перечисленных веществ реагирует аммиак: водород, азотная кислота, кислород, гидроксид натрия, вода, хлорид калия, оксид меди (II), железо, сульфат аммония? Запишите уравнения соответствующих реакций.
NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃
4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O
NH₃ + H₂O ⇄ NH₄OH
2NH₃ + 3CuO = N₂ + 3Cu + 3H₂O

Упражнение 3 В двух пробирках без подписи находятся растворы хлорида аммония и хлорида натрия. Какими способами можно распознать эти вещества? Распознать хлорид аммония можно с помощью щелочи NaOH. В пробирке с раствором хлорида аммония выделяющийся аммиак обнаруживают по запаху или посинению влажной красной лакмусовой бумаги. В пробирке с хлоридом натрия никаких изменений не наблюдаем.
Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.
NH₄Cl + NaOH = NaCl + H₂O + NH₃↑
NH₄ + + Cl — + Na + + OH — = Na + + Cl — + H₂O + NH₃↑
NH₄ + + OH — = H₂O + NH₃↑

Упражнение 4 В 150 мл воды растворили 67,2 л аммиака (н.у.). Рассчитайте массовую долю аммиака в полученном растворе.
Дано: V(H₂O)=150 мл, V(NH₃)=67,2 л
Найти: ω(NH₃)-?
Решение
1. Вычисляем количество вещества аммиака объёмом 67,2 л по формуле: ʋ =V:V_M, где V_M=22,4 л/моль при н.у.
ʋ(NH₃ )=V( NH₃ ):V_M=67,2 л : 22,4 л/моль=3 моль
2. Вычисляем массу аммиака в количестве вещества 3 моль по формуле: ʋ=m/M, где M=M_r г/моль.
M ( NH₃ )=17 г/моль
m(NH₃)= ʋ(NH₃) • M(NH₃)=3 моль • 17 г/моль=51 г
3. Рассчитываем массу воды:
m(H₂O)=V(H₂O)•ρ(H₂O)=150 мл • 1 г/мл=150 г. Поскольку ρ(Н₂О)=1 г/мл, то для воды объём численно равен массе, поэтому данное действие не является обязательным.
4. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m(H₂O)+m(NH₃)=150 г + 51 г = 201 г
5. Вычисляем массовую долю аммиака в полученном растворе:
ω( NH₃ )= m ( NH₃ ):m(раствора)•100%=51 г : 201 г • 100%=25,4%
Ответ: 25,4%

ВЫРАЗИТЕ МНЕНИЕ
Упражнение 1 Постройте круговые диаграммы, отражающие массовые доли химических элементов в следующих солях: нитрат калия, нитрат аммония, нитрат кальция, сульфат аммония.
M_r(KNO₃)=101, M_r(NH₄NO₃)=80, M_r(Ca(NO₃)₂)=164, M_r((NH₄)₂SO₄)=132
ω₁(N)=A_r(N):M_r(KNO₃)=14:101=0,139, или 13,9%
ω₂(N)=2•A_r(N):M_r(NH₄NO₃)=2•14:80=0,35, или 35%
ω₃(N)=2•A_r(N):M_r(Ca(NO₃)₂)=2•14:164=0,171, или 17,1%
ω ₄(N)=2•A_r(N):M_r((NH₄)₂SO₄)=2•14:132=0,212, или 21,2%
ω ₃(N) ω₁(N) ω₄(N) ω₂(N)
Какую из этих солей вы бы рекомендовали использовать в качестве азотного удобрения? Л учше всего использовать нитрат аммония, т.к. в нем наибольшее содержание азота (35%).

Видео:Получение АММИАКА NH3. Реакция ХЛОРИДА АММОНИЯ и ГИДРОКСИДА НАТРИЯ. Опыты по химии дома.ЭкспериментыСкачать

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

H +

Li +

K +

Na +

NH₄ +

Ba 2+

Ca 2+

Mg 2+

Sr 2+

Al 3+

Cr 3+

Fe 2+

Fe 3+

Ni 2+

Co 2+

Mn 2+

Zn 2+

Ag +

Hg 2+

Pb 2+

Sn 2+

Cu 2+

OH —

—

F —

—

Cl —

Br —

I —

S 2-

—

HS —

SO₃ 2-

—

HSO₃ —

SO₄ 2-

—

HSO₄ —

—

NO₃ —

—

NO₂ —

PO₄ 3-

—

CO₃ 2-

CH₃COO —

—

SiO₃ 2-

Растворимые (>1%)

Нерастворимые (

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

8(906)72 3-11-5 2

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса » » на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Если вы считаете, что результат запроса » » содержит ошибку, нажмите на кнопку «Отправить».

Этим вы поможете сделать сайт лучше.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки — помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация — такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений.