Аммиак и соли аммония

Учебник § 135, 136

Аммиак NH₃ – газ, очень хорошо растворимый в воде. Водный раствор аммиака обладает щелочными свойствами и, следовательно, содержит гидроксильные ионы. Появление их в растворе объясняется тем, что часть молекул NH₃ соединяется с водородными ионами воды, образуя сложные однозарядные ионы NH₄ (ионы аммония) и освобождая гидроксильные ионы.

NH₅ + H₂O → NH₅ + OH´.

последние в свою очередь отчасти связываются с ионами NH₄· в молекулы так называемого гидрата окиси аммония NH₄OH – слабого основания, в котором группа NH₄· играет роль одновалентного металла.

NH·₄ + OH´ NH₄OH,

Таким образом, раствор аммиака содержит наряду с молекулами аммиака некоторое количество ионов NH·₄ и ОН´, а также молекул NH₄OH.

При взаимодействии с кислотами газообразный аммиак образует соли, называемые солями аммония. Эти же соли образуются при взаимодействии водных растворов аммиака с кислотами, например:

NH₃+ ´HСl = NH₄Cl,

хлористый аммоний

или в ионной форме

NH₃ + H· = NH·₄

Для работы нужны: 1) набор пробирок; 2) пробирка с пробкой и газоотводной трубкой, согнутой под прямым углом (рис. 23); 3) чайный стакан; 4) красная лакмусовая бумага; 5) концентрированные растворы NH₃ и НCl.

Опыт 1. Получение аммиака из аммонийных солей и растворимость аммиака в воде.

1. Тщательно перемешать в фарфоровой ступке или на листе белой бумаги приблизительно равные объемы (по чайной ложке) NH₄Cl и Са(OH)₂.

2. Всыпать полученную смесь в пробирку, закрыть последнюю пробкой с газоотводной трубкой, изогнутой под прямым углом, и укрепить в штативе в положении, указанном на рис. 23. Наставить на газоотводную трубку опрокинутую вверх дном пробирку.

3. Осторожно нагревать пробирку со смесью, водя вдоль нее пламенем горелки. Через несколько минут, когда около пробирки начнет распространяться запах аммиака, прекратить нагревание, осторожно снять пробирку с газоотводной трубки и, не переворачивая ее опустить открытым концом в стакан с водой. Вследствие растворения газа пробирка постепенно заполняется водой.

4. Закрыть под водой пробирку с раствором аммиака пальцем, вынуть ее из воды и испытать раствор красной лакмусовой бумажкой.

5. Написать уравнения реакций получения аммиака и взаимодействия аммиака с водою.

Опыт 2. Образование NH₄Cl при взаимодействии между газообразными NH₃ и HCl.

1. Ополоснуть одну пробирку небольшим количеством концентрированного раствора аммиака, а другую – концентрированной соляной кислотой.

2. Наставить одну пробирку на другую и в таком положении несколько раз перевернуть их. Испаряющиеся аммиак и HCl соединяются друг с другом, образуя NH₄Cl, который в виде белого дыма заполняет обе пробирки.

Опыт 3. Возгонка аммонийных солей.

Аммонийные соли при нагревании разлагаются на аммиак и соответствующую кислоту. Если кислота летуча, то в воздухе она вновь соединяется с аммиаком, образуя прежнюю соль, - практически происходит возгонка соли.

Положить в сухую пробирку немного NH₄Cl и нагреть пробирку в том месте, где находится соль. Происходит выделение густого белого дыма, который оседает на стенках пробирки. Через некоторое время вся взятая соль возгоняется.

При нагревании NH₄Cl разлагается на NH₃ и HCl. Оба газа в холодных частях пробирки соединяются между собой, снова образуя NH₄Cl, который оседает на стенках пробирки.

Выразить уравнением процесс разложения NH₄Cl, учитывая, что он обратим.

Опыт 4. Открытие иона NH·4.

При действии щелочей на аммонийные соли образуется аммиак, который легко может быть выделен из раствора путем нагревания.

Выделение NH₃ при нагревании растворов аммонийных солей со щелочами служит характерной реакцией на ион аммония.

1. Налить в пробирку немного раствора какой-либо аммонийной соли и прибавить к нему щелочи.

2. Закрепив пробирку в деревянной держалке, нагреть смесь до кипения. Внести в выделяющиеся из пробирки пары смоченную красную лакмусовую бумажку. Бумажка синеет. Выделение аммиака узнается также по запаху.

3. Составить ионное уравнение реакции.

РАБОТА № 32