Аммиак - суда жақсы ерігіштігі бар газ: оның бір литрінде 700 литрге дейін газ тәрізді қосылыс ерітуге болады. Нәтижесінде аммиак гидраты ғана емес, сонымен қатар гидроксил топтарының бөлшектері, сондай-ақ аммоний түзіледі. Бұл судан бөлінген сутегі протондары мен газ молекулаларының әрекеттесуі нәтижесінде пайда болатын ион. Біздің мақалада оның қасиеттері мен өнеркәсіпте, медицинада және күнделікті өмірде қолданылуын қарастырамыз.
Аммиак бөлшектері қалай түзіледі
Бейорганикалық қосылыстарға да, органикалық заттарға да тән химиялық байланыстың кең тараған түрлерінің бірі – коваленттік байланыс. Ол айналудың қарама-қарсы түрі – спинді электрон бұлттарының қабаттасуы арқылы да, донор-акцепторлық механизмнің көмегімен де түзілуі мүмкін. Осылайша аммоний түзіледі, оның формуласы NH4+. Бұл жағдайда химиялық байланыс бір атомның бос орбиталының көмегімен түзіледіжәне екі электроны бар электронды бұлт. Азот ионды өзінің теріс бөлшектер жұбымен қамтамасыз етеді, ал сутегі протонында бос 1s орбиталь болады. Азоттың екі электрон бұлты жақындаған кезде ол және Н атомы үшін ортақ болады. Бұл құрылым молекулалық электрон бұлт деп аталады, онда төртінші коваленттік байланыс түзіледі.
Донор-акцептор механизмі
Электрон жұбын беретін бөлшек донор, ал бос электрон ұяшығын беретін бейтарап атом акцептор деп аталады. Түзілген байланыс классикалық коваленттік байланыстың ерекше жағдайы екенін ұмытпай, донор-акцептор немесе координация деп аталады. Формула NH4+ болатын аммоний ионында төрт коваленттік байланыс бар. Олардың ішінде азот пен сутегі атомдарын біріктіретін үшеуі кәдімгі ковалентті түрлер, ал соңғысы координациялық байланыс болып табылады. Соған қарамастан, төрт түрдің барлығы бір-біріне абсолютті эквивалентті. Су молекулалары мен Cu2+ иондары арасындағы әрекеттесу де осылай жүреді. Бұл жағдайда кристалды мыс сульфатының макромолекуласы түзіледі.
Аммоний тұздары: қасиеттері және алынуы
Қосу реакциясында сутегі ионы мен аммиактың әрекеттесуі NH4+ ионының түзілуіне әкеледі. NH3 молекуласы акцептор ретінде әрекет етеді, сондықтан оның айқын негізгі қасиеттері бар. Бейорганикалық қышқылдармен реакция тұз молекулаларының пайда болуына әкеледі: хлорид, сульфат, аммоний нитраты.
NH3 + HCl=NH4Cl
Аммиакты суда еріту процесі сонымен бірге аммоний ионының түзілуіне әкеледі, оны мына теңдеу арқылы алуға болады:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Нәтижесінде аммоний гидроксиді деп те аталатын аммиактың сулы ерітіндісінде гидроксил бөлшектерінің концентрациясы артады. Бұл ортаның реакциясының сілтілі болуына әкеледі. Оны түссізден таңқурайға дейін өзгертетін индикатор – фенолфталеин арқылы анықтауға болады. Қосылыстардың көпшілігі суда оңай еритін түссіз кристалды заттар түрінде болады. Көптеген көріністерінде олар белсенді металдардың тұздарына ұқсайды: литий, натрий, рубидий. Ең үлкен ұқсастықтарды калий мен аммоний тұздары арасында табуға болады. Бұл калий иондары мен NH4+ радиустарының ұқсас өлшемдерімен түсіндіріледі. Қыздырған кезде олар аммиак газын түзу үшін ыдырайды.
NH4Cl=NH3 + HCl
Реакция қайтымды, өйткені оның өнімдері қайтадан бір-бірімен әрекеттесіп, аммоний тұзын түзе алады. Аммоний хлориді ерітіндісін қыздырған кезде NH3 молекулалары бірден буланып кетеді, сондықтан аммиак иісі естіледі. Сондықтан аммоний ионына сапалы реакция оның тұздарының термиялық ыдырауы болып табылады.
Гидролиз
Аммиак суы әлсіз негіздік қасиеттерді көрсетеді, сондықтан құрамында NH4+ бөлшектері бар тұздар сумен алмасу процесінен өтеді - гидролиз. Аммоний хлориді немесе сульфат ерітінділері аздап қышқылдық реакцияға ие, өйткені олардасутегі катиондарының артық мөлшері жинақталады. Егер сіз оларға сілтіні қоссаңыз, мысалы, натрий гидроксиді, онда гидроксил бөлшектері су молекулаларын құру үшін сутегі протондарын байланыстырады. Мысалы, аммоний хлоридінің гидролизі тұз бен су арасындағы алмасу реакциясы болып, әлсіз электролит – NH4OH түзілуіне әкеледі.
Аммиак тұздарының термиялық ыдырау ерекшеліктері
Бұл топтың қосылыстарының көпшілігі қыздырғанда газ тәрізді аммиак түзеді, процестің өзі қайтымды. Алайда, егер тұз айқын тотықтырғыш қасиетке ие болса, мысалы, аммоний селитрасы солардың бірі болса, қыздырған кезде ол азот тотығы мен суға қайтымсыз ыдырайды. Бұл реакция тотығу-тотықсыздану реакциясы, онда аммоний ионы тотықсыздандырғыш, ал нитрат қышқылының қышқыл қалдығының анионы тотықтырғыш болып табылады.
Амиак қосылыстарының мәні
Аммиак газының өзі де, оның тұздарының көпшілігі де өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, медицинада және күнделікті өмірде кеңінен қолданылады. Төмен қысымда (шамамен 7-8 атм.) газ көп мөлшерде жылуды сіңіріп, тез сұйылтады. Сондықтан ол тоңазытқыш қондырғыларында қолданылады. Химиялық зертханаларда аммоний гидроксиді эксперименттерге ыңғайлы әлсіз ұшқыш негіз ретінде қолданылады. Аммиактың көп бөлігі нитрат қышқылын және оның тұздары – маңызды минералды тыңайтқыштар – нитрат алуға жұмсалады. Аммоний нитратында азот мөлшері ерекше. Ол сондай-ақ пиротехникада және өндіріс үшін бұзу жұмыстарында қолданыладыжарылғыш заттар – аммоналдар. Аммоний хлориді болып табылатын аммиак гальваникалық элементтерде, мақта мата өндірісінде және металды дәнекерлеу процестерінде қолданылды.
Бұл жағдайда зат металл бетіндегі хлоридтерге айналатын немесе тотықсызданған оксидті қабықшалардың жойылуын тездетеді. Медицинада өткір иісі бар аммиак науқас есінен танып қалғаннан кейін есін қалпына келтіру құралы ретінде қолданылады.
Біз өз мақаламызда аммоний гидроксиді мен оның тұздарының қасиеттері мен әртүрлі өнеркәсіп пен медицинада қолданылуын қарастырдық.
