Химические свойства аммиака

В водных растворах аммиака устанавливается равновесие:

NH₃ + H₂O Combin NH₃·H₂O Combin +

Из-за наличия ОН-группы растворы аммиака имеют щелочную реакцию. NH₄OH считается слабым основанием и существует только в водных растворах. Строго говоря, в растворах существуют только гидраты NH₃·H₂O.

I. Кислотно-основные реакции

Присоединяется к кислотам с образованием солей аммония

NH₃ + HCl → NH₄Cl и в растворе, и в газообразном состоянии

NH₃ + H₂SO₄→ NH₄HSO₄ гидросульфат аммония

2NH₃ + H₂SO₄→ (NH₄)₂SO₄ сульфат аммония

II. Реакции замещения атома водорода менее характерны, чем кислотно-основные реакции

1) Замещение всех атомов водорода на металл

Al + NH₃ Combin AlN + H₂ чаще всего нитриды так и получают

Нитриды активных металлов разлагаются водой:

Mg₃N₂ + H₂O → Mg(OH)₂ + NH₃↑

Нитриды малоактивных металлов устойчивы в воде. Это твердые вещества, устойчивые также к нагреванию.

2) Замещение одного или двух атомов водорода

Na + NH₃ Combin NaNH₂ + H₂ амид натрия (замещен 1 атом водорода)

Амиды активных металлов разлагаются водой:

NaNH₂ + H₂O → NaOH + NH₃↑

Na + NH₃ Combin Na₂NH + H₂ имид натрия (замещено 2 атома водорода)

3) Замещение на галоген

NH₃ + F₂ → NH₄F + NF₃ фторид азота. Весьма устойчив

При действии хлора на раствор хлорида аммония образуется хлорид азота:

NH₄Cl + Cl₂ → HCl + NCl₃

NCl₃ – желтая маслянистая жидкость с резким запахом. При ударе или нагревании сильно взрывается:

NCl₃ Combin N₂ + Cl₂

При внесении кристаллов йода в раствор аммиака образуется черный осадок:

J₂ + NH₃ → NH₄J + NH₃·NJ₃↓ трийодид азота (в виде аддукта с аммиаком)

Трийодид во влажном виде сравнительно устойчив, но после удаления влаги при малейшем прикосновении разлагается со взрывом. Это единственное известное взрывчатое вещество, способное сдетонировать от альфа-излучения.

III. Реакции окисления

Аммиак – сильный восстановитель, так как азот находится в низшей степени окисления –

1) Окисление кислородом

NH₃ + O₂ → N₂ + H₂O в недостатке кислорода

NH₃ + O₂ Combin NO + H₂O в избытке кислорода и в присутствии катализатора

2) Окисление галогенами

NH₃ + Cl₂ → NCl₃ + NH₄Cl

NH₃ + Br₂ → N₂ + HBr бром окисляет менее интенсивно

3) Восстанавливает некоторые металлы из их оксидов

NH₃ + CuO Combin N₂ + Cu + H₂O эта реакция применяется для удаления пленки оксидов при паянии

4) Частичное окисление

NH₃ + NaOCl → NaCl + H₂O + N₂H₄ гидразин

Гидразин NH₂NH₂ – бесцветная жидкость, t_пл = 3 °С, t_кип = 113 °С. Смешивается с водой в любых соотношениях. ЯДОВИТ. Является восстановителем (т.к. азот в нем находится в степени окисления -2)

N₂H₄ + O₂ → N₂ + H₂O + Q используется как реактивное топливо

При взаимодействии гидразина с азотистой кислотой образуется азидоводородная кислота:

N₂H₄ + HNO₂ → H₂O + HN₃

HN₃ – бесцветная летучая жидкость с резким запахом. Пары азидоводородной кислоты очень ядовиты, растворы вызывают воспаления при попадании на кожу.

Безводная HN₃ взрывается даже при сотрясании сосуда:

HN₃ → H₂ + N₂ + Q

Соли этой кислоты – азиды – по растворимости похожи на галогениды. Азиды щелочных и щелочно-земельных металлов устойчивы к нагреванию. Азиды тяжелых металлов легко взрываются при ударе:

Pb(N₃)₂ → Pb + N₂ азид свинца используется в качестве инициирующего взрывчатого вещества в детонаторах (вещества, взрыв которого вызывает мгновенный взрыв других менее чувствительных взрывчатых веществ).