Аммиак прекрасно растворим в воде, плотность растворов при повышении концентрации аммиака понижается. Высокая растворимость аммиака связана с образованием прочных водородных связей и гидратов состава NH3·nH2O.
В растворе имеет место взаимодействие:
NH3 + nH2O NH3 · nH2O NH4+ + OH- + (n-1)H2O.
Образование гидроксид-ионов создает щелочную среду раствора, но реакция протекает обратимо, при взаимодействии ионов NH4+ и OH- вновь образуются молекулы аммиака и воды, между которыми имеет место водородная связь. Следовательно, ионного соединения NH4OH не существует ни в водном растворе, ни в твердой фазе, известен сходный с ним по составу гидрат NH3·H2O и гидрат 2NH3·H2O, они существуют при низкой температуре, молекулы аммиака и воды связаны друг с другом водородными связями и образуют трехмерный каркас.
Донорные свойства
Наличие свободной электронной пары обуславливает донорные свойства:
NH3 + HCl = NH4Cl.
Окислительные свойства
За счет ионов водорода аммиак может быть окислителем и вступать в реакции с сильными восстановителями, например, при взаимодействии с натрием образуется амид натрия:
2NH3 + 2Na = 2NH2Na + H2;
другие металлы при взаимодействии с аммиаком образуют нитриды:
2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + 3H2.
Восстановительные свойства
Фтор мгновенно окисляет аммиак до трифторида:
2NH3 + 3F2 = 2NF3 + 3H2;
хлор реагирует в зависимости от кислотности среды:
при рН=3:
2NH3 + 3Cl2 = 2NCl3 + 3H2 (трихлорид азота),
при рН = 5-6:
2NH3 + 2Cl2 = 2NНCl2 + 2H2 (дихлорамин),
при рН>8:
2NH3 + Cl2 = 2NН2Cl + H2 (хлорамин);
бром окисляет аммиак до свободного азота:
8NH3 + 3Br2 = N2 + 6NH4Br.
В смеси с кислородом горит зеленовото-желтым пламенем:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;
в присутствии катализатора (платины), при высокой температуре:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.
Энергично восстанавливает некоторые металлы их и оксидов:
2NH3 + 3CuO = N2 + 3Cu + 3H2O.
Основные свойства
Добавление аммиачного раствора к растворам солей металлов приводит к осаждению нерастворимых гидроксидов металлов:
AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl.
Гидроксиды некоторых металлов растворяются в избытке аммиака и образуют комплексные соединения:
Дано: m₁(p-paNaOH))=200 г ω₁(NaOH) =10%=0.1 ω₂(NaOH) = 13.5% = 0.135 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ При добавлении натрия в раствор, реакция происходит между натрием и водой, содержащей в растворе с образованием гидроксида натрия и выделяется водород. Поэтому масса раствора 2 увеличится на массу добавленного натрия и минус масса водорода, которая выделится, а масса вещества увеличится на массу добавленного натрия.
Примем массу натрия за х г M(Na)=23 г/моль М(Н₂) = 2 г/моль ω₂=m(в-ва р-ра₁NaOH) + m(Na)/m₁(p-paNaOH)+m(Na)-m(H₂) (1) m(H₂)=m(Na)*M(H₂)/2M(Na) m(в-ва р-ра₁NaOH)=200 г*0,1=20 г Вставим данные в уравнение 1. 0,135 = (20+х)/(200+x-x/46) x=m(Na)=8,065 г ответ: 8,065
Особенности взаимодействия с водой
Аммиак прекрасно растворим в воде, плотность растворов при повышении концентрации аммиака понижается. Высокая растворимость аммиака связана с образованием прочных водородных связей и гидратов состава NH3·nH2O.
В растворе имеет место взаимодействие:
NH3 + nH2O NH3 · nH2O NH4+ + OH- + (n-1)H2O.
Образование гидроксид-ионов создает щелочную среду раствора, но реакция протекает обратимо, при взаимодействии ионов NH4+ и OH- вновь образуются молекулы аммиака и воды, между которыми имеет место водородная связь. Следовательно, ионного соединения NH4OH не существует ни в водном растворе, ни в твердой фазе, известен сходный с ним по составу гидрат NH3·H2O и гидрат 2NH3·H2O, они существуют при низкой температуре, молекулы аммиака и воды связаны друг с другом водородными связями и образуют трехмерный каркас.
Донорные свойства
Наличие свободной электронной пары обуславливает донорные свойства:
NH3 + HCl = NH4Cl.
Окислительные свойства
За счет ионов водорода аммиак может быть окислителем и вступать в реакции с сильными восстановителями, например, при взаимодействии с натрием образуется амид натрия:
2NH3 + 2Na = 2NH2Na + H2;
другие металлы при взаимодействии с аммиаком образуют нитриды:
2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + 3H2.
Восстановительные свойства
Фтор мгновенно окисляет аммиак до трифторида:
2NH3 + 3F2 = 2NF3 + 3H2;
хлор реагирует в зависимости от кислотности среды:
при рН=3:
2NH3 + 3Cl2 = 2NCl3 + 3H2 (трихлорид азота),
при рН = 5-6:
2NH3 + 2Cl2 = 2NНCl2 + 2H2 (дихлорамин),
при рН>8:
2NH3 + Cl2 = 2NН2Cl + H2 (хлорамин);
бром окисляет аммиак до свободного азота:
8NH3 + 3Br2 = N2 + 6NH4Br.
В смеси с кислородом горит зеленовото-желтым пламенем:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;
в присутствии катализатора (платины), при высокой температуре:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.
Энергично восстанавливает некоторые металлы их и оксидов:
2NH3 + 3CuO = N2 + 3Cu + 3H2O.
Основные свойства
Добавление аммиачного раствора к растворам солей металлов приводит к осаждению нерастворимых гидроксидов металлов:
AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl.
Гидроксиды некоторых металлов растворяются в избытке аммиака и образуют комплексные соединения:
CuCl2 + 2NH3·H2O = Cu(OH)2 + 2NH4Cl;
Cu(OH)2 + 4NH3·H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O.
m₁(p-paNaOH))=200 г
ω₁(NaOH) =10%=0.1
ω₂(NaOH) = 13.5% = 0.135
2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑
При добавлении натрия в раствор, реакция происходит между натрием и водой, содержащей в растворе с образованием гидроксида натрия и выделяется водород. Поэтому масса раствора 2 увеличится на массу добавленного натрия и минус масса водорода, которая выделится, а масса вещества увеличится на массу добавленного натрия.
Примем массу натрия за х г
M(Na)=23 г/моль
М(Н₂) = 2 г/моль
ω₂=m(в-ва р-ра₁NaOH) + m(Na)/m₁(p-paNaOH)+m(Na)-m(H₂) (1)
m(H₂)=m(Na)*M(H₂)/2M(Na)
m(в-ва р-ра₁NaOH)=200 г*0,1=20 г
Вставим данные в уравнение 1.
0,135 = (20+х)/(200+x-x/46)
x=m(Na)=8,065 г
ответ: 8,065