L'ammoniac est un gaz avec une excellente solubilité dans l'eau: jusqu'à 700 litres d'un composé gazeux peuvent être dissous dans un litre de celui-ci. En conséquence, non seulement de l'hydrate d'ammoniac se forme, mais également des particules de groupes hydroxyle, ainsi que de l'ammonium. Il s'agit d'un ion résultant de l'interaction de molécules de gaz et de protons d'hydrogène issus de l'eau. Dans notre article, nous examinerons ses propriétés et ses applications dans l'industrie, la médecine et la vie quotidienne.
Comment se forment les particules d'ammonium
L'un des types de liaisons chimiques les plus courants, caractéristique des composés inorganiques et des substances organiques, est une liaison covalente. Il peut être formé à la fois en superposant des nuages d'électrons avec le type de rotation opposé - le spin, et à l'aide d'un mécanisme donneur-accepteur. De cette façon, l'ammonium est formé, dont la formule est NH4+. Dans ce cas, la liaison chimique est formée en utilisant l'orbite libre d'un atomeet un nuage d'électrons contenant deux électrons. L'azote fournit à l'ion sa propre paire de particules négatives et le proton d'hydrogène a une orbitale 1s libre. Au moment de l'approche, le nuage d'azote à deux électrons devient commun pour lui et l'atome H. Cette structure est appelée le nuage d'électrons moléculaire, dans lequel se forme la quatrième liaison covalente.
Mécanisme donneur-accepteur
Une particule qui fournit une paire d'électrons est appelée un donneur, et un atome neutre qui donne une cellule électronique vide est appelé un accepteur. La liaison formée est appelée donneur-accepteur ou coordination, sans oublier qu'il s'agit d'un cas particulier de la liaison covalente classique. L'ion ammonium, dont la formule est NH4+, contient quatre liaisons covalentes. Parmi celles-ci, trois qui combinent des atomes d'azote et d'hydrogène sont les espèces covalentes habituelles, et la dernière est une liaison de coordination. Néanmoins, les quatre espèces sont absolument équivalentes les unes aux autres. L'interaction entre les molécules d'eau et les ions Cu2+ se déroule de manière similaire. Dans ce cas, une macromolécule de sulfate de cuivre cristallin se forme.
Sels d'ammonium: propriétés et fabrication
Dans une réaction d'addition, l'interaction d'un ion hydrogène et d'ammoniac entraîne la formation d'un NH4+. La molécule NH3 se comporte comme un accepteur, elle a donc des propriétés basiques prononcées. La réaction avec les acides inorganiques entraîne l'apparition de molécules de sel: chlorure, sulfate, nitrate d'ammonium.
NH3 + HCl=NH4Cl
Le processus de dissolution de l'ammoniac dans l'eau conduit également à la formation d'un ion ammonium, qui peut être obtenu par l'équation:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
En conséquence, la concentration de particules d'hydroxyle augmente dans une solution aqueuse d'ammoniac, également appelée hydroxyde d'ammonium. Ceci conduit au fait que la réaction du milieu devient alcaline. Il peut être déterminé à l'aide de l'indicateur - la phénolphtaléine, qui change sa couleur d'incolore à framboise. La plupart des composés se présentent sous la forme de substances cristallines incolores, facilement solubles dans l'eau. Dans nombre de leurs manifestations, ils ressemblent à des sels de métaux actifs: lithium, sodium, rubidium. Les plus grandes similitudes peuvent être trouvées entre les sels de potassium et d'ammonium. Cela s'explique par les tailles similaires des rayons des ions potassium et NH4+. Lorsqu'ils sont chauffés, ils se décomposent pour former du gaz ammoniac.
NH4Cl=NH3 + HCl
La réaction est réversible, puisque ses produits peuvent à nouveau interagir les uns avec les autres pour former un sel d'ammonium. Lorsque la solution de chlorure d'ammonium est chauffée, les molécules de NH3 s'évaporent immédiatement, de sorte que l'odeur d'ammoniac se fait entendre. Par conséquent, une réaction qualitative à l'ion ammonium est la décomposition thermique de ses sels.
Hydrolyse
L'eau ammoniacale présente les propriétés d'une base faible, c'est pourquoi les sels contenant du NH4+ subissent un processus d'échange avec l'eau - hydrolyse. Les solutions de chlorure ou de sulfate d'ammonium ont une réaction légèrement acide, car ellesun excès de cations hydrogène s'accumule. Si vous leur ajoutez un alcali, par exemple de l'hydroxyde de sodium, les particules d'hydroxyle se lieront aux protons d'hydrogène pour former des molécules d'eau. Par exemple, l'hydrolyse du chlorure d'ammonium est une réaction d'échange entre le sel et l'eau, conduisant à la formation d'un électrolyte faible - NH4OH.
Caractéristiques de la décomposition thermique des sels d'ammonium
La plupart des composés de ce groupe, lorsqu'ils sont chauffés, forment de l'ammoniac gazeux, le processus lui-même est réversible. Cependant, si le sel a des propriétés oxydantes prononcées, par exemple, le nitrate d'ammonium en fait partie, alors lorsqu'il est chauffé, il se décompose de manière irréversible en monoxyde d'azote et en eau. Cette réaction est une réaction redox, dans laquelle l'ion ammonium est l'agent réducteur et l'anion du résidu acide de l'acide nitrate est l'agent oxydant.
Valeur des composés d'ammoniac
Le gaz ammoniac lui-même et la plupart de ses sels ont un large éventail d'applications dans l'industrie, l'agriculture, la médecine et la vie quotidienne. À basse pression (environ 7 à 8 atm.), Le gaz se liquéfie rapidement, absorbant une grande quantité de chaleur. Par conséquent, il est utilisé dans les unités de réfrigération. Dans les laboratoires de chimie, l'hydroxyde d'ammonium est utilisé comme base volatile faible, pratique pour les expériences. La majeure partie de l'ammoniac est utilisée pour obtenir l'acide nitrique et ses sels - des engrais minéraux importants - le nitrate. Le nitrate d'ammonium a une teneur en azote particulièrement élevée. Il est également utilisé en pyrotechnie et dans les travaux de démolition pour la fabricationexplosifs - ammonaux. L'ammoniac, qui est du chlorure d'ammonium, a trouvé une application dans les cellules galvaniques, dans la production de tissus de coton et dans les processus de brasage des métaux.
La substance dans ce cas accélère l'élimination des films d'oxyde sur la surface métallique, qui sont convertis en chlorures ou sont réduits. En médecine, l'ammoniac, qui a une odeur piquante, est utilisé comme moyen de rétablir la conscience après qu'un patient s'est évanoui.
Dans notre article, nous avons examiné les propriétés et l'application de l'hydroxyde d'ammonium et de ses sels dans diverses industries et médecine.
