32. Соли аммония

При добавлении кислоты равновесие смещается вправо как результат связывания ОН^–-ионов в Н₂О, т.е. идет обычная реакция нейтрализации:

При этом образуется соль NH₄Cl, которая называется нашатырем или хлоридом аммония. Все соли, содержащие катионы , стали называть солями аммония.

Подчеркнем, что донорные свойства аммиака из-за наличия НЭП столь сильны, а следовательно, ХС азота с 4-м Н⁺ столь прочна, что сохраняет своюцелостность при реакциях обмена солей аммония с другими солями или с кислотами:

То есть в этих реакциях подобенобычному катиону, например, K⁺. Но поскольку соли аммония соответствуют слабому основанию, то в водных растворах идет гидролиз этих солей по катиону и разрушается. Даже сухие соли аммония гидролизуются под действием влаги воздуха. Например:

Образующийся при этом гидрат аммиака легко отщепляет NH₃. (Поэтому им пахнут все соли аммония.)

Гидролиз резко усиливается при добавлении щелочи, т.к. ионы ОН^–, связывая протоны в молекулы очень слабого электролита Н₂О, переводят в гидрат аммиака практически полностью:

(Данная реакция является качественной на ионы аммония – их присутствие легко устанавливается по запаху, характерному для аммиака). Разрушается также принагревании раствора, например, нашатыря, а тем более сухой соли:

При этом разрываются химические связи (между NH₃ и H⁺), поэтому процесс называется химической возгонкой (в отличие от физической возгонки, например, I₂, идущей без разрушения ХС). Если получающиеся газы (NH₃ и HCl) по газоотводной трубке направить в другой (не нагреваемый) сосуд, то, охлаждаясь в нем, они снова образуют соль NH₄Cl.

Возгонка солей аммония используется для отделения их от нелетучих веществ (в частности, NaCl). Кроме того, способность нашатыря разлагаться помогает, например, очищать поверхность медного паяльника от оксида меди. А именно: хлороводород (он образуется из хлорида аммония на горячем паяльнике) реагирует с оксидом меди:

а NH₃ восстанавливает медь в CuCl₂ до Cu⁰ (другие продукты: N₂ и HCl).

5.4. Оксиды и гидроксиды азота. Соли

5.4.1. Получение оксидов и кислот

При нагревании аммиак горит в кислороде (зеленым пламенем) с образованием N₂ и воды. По этой реакции при формировании земной атмосферы весь NH₃, который был когда-то ее основным компонентом, окислился до азота (кислородом, выделявшимся из раскаленных недр Земли).

Однако если процесс проводить в присутствии катализатора (Pt), то окисление аммиака идет до NO. Это используется в производстве азотной кислоты. Образующийся оксид NO (бесцветный газ) затем легко (при об.у.) окисляется кислородом воздуха до NO₂ (бурый газ). А диоксид азота реагирует с водой, насыщенной кислородом под давлением 5 МПа, давая 65%-ый раствор HNO₃. (Примерно 1/3 промышленного аммиака идет на производство азотной кислоты, ее солей и др.)

Отметим, что прямое окисление N₂ кислородом до NO требует или сильного нагрева или применения электрической дуги, что тоже очень дорого. В атмосфере данная реакция осуществляется под действием разрядов (их на Земле ежесекундно происходит около 100). Эти разряды наряду с азобактериями обеспечивают круговорот N в природе (рисунок 5).

36. Чистую азотную кислоту можно синтезировать гидратацией N₂O₅ (твердого вещества), поскольку в нем ст.ок. N та же, что и в азотной кислоте. Но это дорогой способ, т.к. сам оксид азота (V) получают, действуя на NO₂ очень сильным, а значит, недешевым окислителем (например, озоном). К тому же, N₂O₅ легко при об.у. отщепляет кислород, переходя снова в устойчивый диоксид.

Характеристики 3-х наиболее стабильных оксидов азота даны в таблице 4.

Характеристики наиболее устойчивых оксидов азота Таблица 4

Оксид

Графическая формула

Характеристика оксида

как окислителя

как восстановителя

N₂O³⁶