آمونیاک گازی با حلالیت عالی در آب است: تا ۷۰۰ لیتر از یک ترکیب گازی را می توان در یک لیتر آن حل کرد. در نتیجه، نه تنها هیدرات آمونیاک، بلکه ذرات گروه های هیدروکسیل و همچنین آمونیوم نیز تشکیل می شود. این یونی است که از برهمکنش مولکول‌های گاز و پروتون‌های هیدروژن که از آب جدا می‌شوند، حاصل می‌شود. در مقاله خود به خواص و کاربردهای آن در صنعت، پزشکی و زندگی روزمره خواهیم پرداخت.
چگونه ذرات آمونیوم تشکیل می شوند
یکی از رایج ترین انواع پیوندهای شیمیایی که مشخصه ترکیبات معدنی و مواد آلی است، پیوند کووالانسی است. این می تواند هم با همپوشانی ابرهای الکترونی با نوع مخالف چرخش - اسپین، و هم با کمک یک مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل شود. به این ترتیب آمونیوم تشکیل می شود که فرمول آن NH4+ است. در این حالت پیوند شیمیایی با استفاده از اوربیتال آزاد یک اتم تشکیل می شودو یک ابر الکترونی حاوی دو الکترون. نیتروژن جفت ذرات منفی خود را برای یون فراهم می کند و پروتون هیدروژن دارای یک مدار 1s آزاد است. در لحظه نزدیک شدن به دو ابر الکترونی نیتروژن برای آن و اتم H رایج می شود.این ساختار را ابر الکترونی مولکولی می نامند که در آن چهارمین پیوند کووالانسی تشکیل می شود.
مکانیسم اهداکننده-پذیرنده
ذره‌ای که یک جفت الکترون فراهم می‌کند، دهنده و اتم خنثی که یک سلول الکترونی خالی را اهدا می‌کند، گیرنده نامیده می‌شود. پیوند ایجاد شده، گیرنده دهنده یا هماهنگی نامیده می شود، فراموش نکنیم که این یک مورد خاص از پیوند کووالانسی کلاسیک است. یون آمونیوم که فرمول آن NH4+ است، حاوی چهار پیوند کووالانسی است. از این میان، سه اتم که اتم‌های نیتروژن و هیدروژن را با هم ترکیب می‌کنند، گونه‌های کووالانسی معمولی هستند و آخرین مورد پیوند هماهنگی است. با این وجود، هر چهار گونه کاملاً معادل یکدیگر هستند. برهمکنش بین مولکول‌های آب و یون‌های مس2+ به طور مشابه ادامه می‌یابد. در این حالت، یک ماکرومولکول از سولفات مس کریستالی تشکیل می‌شود.
نمک های آمونیوم: خواص و تولید
در واکنش افزودن، برهمکنش یون هیدروژن و آمونیاک منجر به تشکیل یون NH4+ می شود. مولکول NH3 مانند یک گیرنده رفتار می کند، بنابراین دارای ویژگی های باز مشخص است. واکنش با اسیدهای معدنی منجر به ظهور مولکول‌های نمک می‌شود: کلرید، سولفات، نیترات آمونیوم.
NH3 + HCl=NH4Cl
فرایند حل شدن آمونیاک در آب نیز منجر به تشکیل یون آمونیوم می شود که با معادله:
به دست می آید.
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
در نتیجه، غلظت ذرات هیدروکسیل در محلول آبی آمونیاک، که هیدروکسید آمونیوم نیز نامیده می شود، افزایش می یابد. این منجر به این واقعیت می شود که واکنش محیط قلیایی می شود. می توان آن را با استفاده از نشانگر - فنل فتالئین تعیین کرد که رنگ آن را از بی رنگ به تمشک تغییر می دهد. بیشتر ترکیبات به شکل مواد کریستالی بی رنگ هستند که به راحتی در آب حل می شوند. در بسیاری از تظاهرات آنها، آنها شبیه نمک های فلزات فعال هستند: لیتیوم، سدیم، روبیدیم. بیشترین شباهت ها را می توان بین نمک های پتاسیم و آمونیوم یافت. این با اندازه‌های مشابه شعاع یون‌های پتاسیم و NH
4+ توضیح داده می‌شود. وقتی گرم می شوند، تجزیه می شوند و گاز آمونیاک تشکیل می دهند.
NH4Cl=NH3 + HCl
واکنش برگشت پذیر است، زیرا محصولات آن دوباره می توانند با یکدیگر تعامل کنند و نمک آمونیوم را تشکیل دهند. هنگامی که محلول کلرید آمونیوم گرم می شود، مولکول های NH3 بلافاصله تبخیر می شوند، بنابراین بوی آمونیاک شنیده می شود. بنابراین، یک واکنش کیفی به یون آمونیوم، تجزیه حرارتی نمک های آن است.
هیدرولیز
آب آمونیاک خواص یک باز ضعیف را نشان می دهد، بنابراین نمک های حاوی NH4+ ذرات تحت فرآیند تبادل با آب - هیدرولیز قرار می گیرند.. محلول های کلرید آمونیوم یا سولفات واکنش کمی اسیدی دارند، زیرا در آنها وجود داردکاتیون های هیدروژن اضافی انباشته می شود. اگر به آنها قلیایی اضافه کنید، به عنوان مثال، هیدروکسید سدیم، ذرات هیدروکسیل پروتون های هیدروژن را برای تشکیل مولکول های آب متصل می کنند. به عنوان مثال، هیدرولیز کلرید آمونیوم یک واکنش تبادلی بین نمک و آب است که منجر به تشکیل یک الکترولیت ضعیف - NH4OH می شود.
ویژگی های تجزیه حرارتی نمک های آمونیوم
بیشتر ترکیبات این گروه وقتی گرم می شوند آمونیاک گازی تشکیل می دهند که خود این فرآیند برگشت پذیر است. با این حال، اگر نمک خاصیت اکسید کننده مشخصی داشته باشد، به عنوان مثال، نیترات آمونیوم یکی از این موارد است، پس از گرم شدن، به طور غیر قابل برگشتی به مونوکسید نیتروژن و آب تجزیه می شود. این واکنش یک واکنش ردوکس است که در آن یون آمونیوم عامل کاهنده و آنیون باقیمانده اسید نیترات اسید عامل اکسید کننده است.
ارزش ترکیبات آمونیاک
هم خود گاز آمونیاک و هم بیشتر نمک های آن کاربردهای گسترده ای در صنعت، کشاورزی، پزشکی و زندگی روزمره دارند. در فشار کم (حدود 7 تا 8 اتمسفر)، گاز به سرعت مایع می شود و مقدار زیادی گرما را جذب می کند. بنابراین در واحدهای برودتی استفاده می شود. در آزمایشگاه های شیمیایی، هیدروکسید آمونیوم به عنوان یک پایه فرار ضعیف مناسب برای آزمایش استفاده می شود. بیشتر آمونیاک برای به دست آوردن اسید نیترات و نمک های آن - کودهای معدنی مهم - نیترات استفاده می شود. نیترات آمونیوم دارای محتوای نیتروژن بالایی است. همچنین در صنایع اتش سوزی و در کارهای تخریب برای ساخت استفاده می شودمواد منفجره - آمونیال. آمونیاک، که کلرید آمونیوم است، در سلول‌های گالوانیکی، در تولید پارچه‌های پنبه‌ای و در فرآیندهای لحیم کاری فلز کاربرد دارد.
ماده در این حالت باعث تسریع حذف لایه های اکسیدی روی سطح فلز می شود که به کلرید تبدیل شده یا احیا می شوند. در پزشکی، آمونیاک که دارای بوی تند است، به عنوان وسیله ای برای بازگرداندن هوشیاری پس از غش کردن بیمار استفاده می شود.
در مقاله خود به بررسی خواص و کاربرد هیدروکسید آمونیوم و نمک های آن در صنایع مختلف و پزشکی پرداختیم.
