Химические свойства аммиака

В химическом отношении аммиак является весьма реакционноспособным веществом. Являясь донором электронной пары, он может присоединять к себе ионы H⁺:

(ион аммония),

образуя при взаимодействии с кислотами соли аммония.

NH₃ + HCl = NH₄Cl – аммоний-хлорид

NH₃ + НNО₃ = NH₄NО₃ – аммоний-нитрат

Многоосновные кислоты с NH₃ взаимодействуют ступенчато:

NH₃ + H₂SO₄ = NH₄HSO₄ – аммоний-гидросульфат

NH₄HSO₄ + NH₃ = (NH₄)₂SO₄ – аммоний-сульфат

суммарное 2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄

уравнение

Соли аммония получаются и при взаимодействии водных растворов аммиака с кислотными оксидами:

СО₂ + NH₃ + Н₂О = NH₄НСО₃

NH₄НСО₃ + NH₃ = (NH₄)₂СО₃

суммарное СО₂ + 2NH₃ + H₂O = (NH₄)₂СO₃

уравнение

Образовывать в водном растворе ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму NH₃ может не только с ионами OH^-, но и с ионами металлов (особенно, принадлежащих к d-семейству). В этом случае образуются разнообразные комплексные соединения аммиакаты:

4NH₃ + CuCl₂ = [Cu(NH₃)₄]Cl₂

2NH₃ + AgCl = [Ag(NH₃)₂]Cl

Поскольку гидрат аммиака слабое основание, его удобно использовать для осаждения амфотерных гидроксидов из водных растворов солей, так как в этом случае исключается возможность растворения осадка при избытке реагента:

AlCl₃ + 3 NH₃ ∙ Н₂О = Al(OH)₃↓ + 3 NH₄Cl

Zn(NO₃)₂ + 2 NH₃ ∙ Н₂О = Zn(OH)₂↓ + 2NH₄NO₃

Если для таких целей использовать растворы щелочей, то их нужно брать строго определенное количество во избежание растворения осадка избытком реагента:

Атом азота в молекуле NH₃ находится в своей низшей степени окисления –3. В связи с этим аммиак обладает ярко выраженными восстановительными свойствами.

Аммиак сгорает в О₂ с образованием азота и воды:

4NH₃ + 3O₂ 2N₂ + 6H₂O

Если эту реакцию вести в присутствии катализатора, то вместо N₂ образуется оксид азота NO:

4NH₃ + 5O₂ 4NО + 6H₂O

В ходе протекания этих реакций выделяется большое количество теплоты, поэтому смеси аммиака с воздухом или кислородом взрывоопасны.

Газообразный NH₃ может окисляться и при действии других окислителей:

2NH₃ + 3CuO 3Cu + N₂↑ + 3Н₂О

В водном растворе NH₃ окисляется KMnO₄ и другими сильными окислителями:

2NH₃ + 2 KMnO₄ = N₂ + 2MnO₂↓ + 2KOH + 2Н₂О

Серная и азотная кислоты (концентрированные и разбавленные) при обычных условиях NH₃ не окисляют, т.к. образуют с ним соли аммония.

В некоторых случаях NH₃ в ОВР может выступать в роли окислителя за счет атомов H, проявляющих в нем свою высшую степень окисления +1 и связанных с атомом азота сильно-полярными связями. Для NH₃ реакции данного типа менее характерны. Однако при взаимодействии с активными металлами (щелочными, щелочноземельными, Al, Mg) аммиак при соответствующих условиях может выступать в роли кислоты, замещая атомы водорода на атомы металла:

2Na + 2NH₃ = 2NaNH₂ + Н₂↑

амид натрия

2Li + NH₃ = Li₂NH + Н₂↑

имид лития

Взаимодействием NH₃ и СО₂ получают в больших количествах ценное азотное удобрение – мочевину:

2 NH₃ + CO₂ Н₂О + CO(NH₂)₂

Аммиак способен взаимодействовать со многими органическими веществами:

C

метиламин

H₃OH + NH₃ CH₃NH₂ + Н₂О

C

этиламин

₂H₅Cl + NH₃ C₂H₅NH₂ + НСl

C

аминоуксусная кислота

l – CH₂ – COOH + 2NH₃ = NH₂ – CH₂ – COOH + NH₄Cl