Ամոնիակը ջրի մեջ գերազանց լուծելիություն ունեցող գազ է, որի մեկ լիտրում կարելի է լուծել մինչև 700 լիտր գազային միացություն։ Արդյունքում առաջանում է ոչ միայն ամոնիակի հիդրատ, այլ նաև հիդրօքսիլ խմբերի մասնիկներ, ինչպես նաև ամոնիում։ Սա իոն է, որը առաջանում է ջրից անջատված գազի մոլեկուլների և ջրածնի պրոտոնների փոխազդեցությունից: Մեր հոդվածում մենք կքննարկենք դրա հատկությունները և կիրառությունները արդյունաբերության, բժշկության և առօրյա կյանքում:
Ինչպես են առաջանում ամոնիումի մասնիկները
Քիմիական կապերի ամենատարածված տեսակներից մեկը, որը բնորոշ է ինչպես անօրգանական միացություններին, այնպես էլ օրգանական նյութերին, կովալենտային կապն է։ Այն կարող է ձևավորվել ինչպես էլեկտրոնային ամպերի համընկնումով հակառակ տեսակի պտույտով՝ սպինով, այնպես էլ դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմի օգնությամբ։ Այս կերպ ձևավորվում է ամոնիում, որի բանաձևն է՝ NH4+: Այս դեպքում քիմիական կապը ձևավորվում է մեկ ատոմի ազատ ուղեծրի միջոցովև երկու էլեկտրոն պարունակող էլեկտրոնային ամպ: Ազոտը իոնին ապահովում է իր սեփական զույգ բացասական մասնիկներով, իսկ ջրածնի պրոտոնն ունի ազատ 1s ուղեծիր։ Երկու էլեկտրոնային ամպ մոտենալու պահին նրա և H ատոմի համար սովորական է դառնում ազոտի ամպը: Այս կառուցվածքը կոչվում է մոլեկուլային էլեկտրոնային ամպ, որում ձևավորվում է չորրորդ կովալենտային կապը:
Դոնոր-ընդունող մեխանիզմ
Մի մասնիկը, որն ապահովում է զույգ էլեկտրոններ, կոչվում է դոնոր, իսկ չեզոք ատոմը, որը նվիրաբերում է դատարկ էլեկտրոնային բջիջ, կոչվում է ընդունող: Ձևավորված կապը կոչվում է դոնոր-ընդունող կամ կոորդինացիոն՝ չմոռանալով, որ դա դասական կովալենտային կապի հատուկ դեպք է։ Ամոնիումի իոնը, որի բանաձևն է NH4+, պարունակում է չորս կովալենտային կապ: Դրանցից երեքը, որոնք միավորում են ազոտի և ջրածնի ատոմները, սովորական կովալենտ տեսակներ են, իսկ վերջինը կոորդինացիոն կապ է: Այնուամենայնիվ, բոլոր չորս տեսակները բացարձակապես համարժեք են միմյանց։ Նմանապես ընթանում է ջրի մոլեկուլների և Cu2+ իոնների փոխազդեցությունը: Այս դեպքում առաջանում է բյուրեղային պղնձի սուլֆատի մակրոմոլեկուլ։
Ամոնիումի աղեր. հատկություններ և արտադրություն
Ավելացման ռեակցիայում ջրածնի իոնի և ամոնիակի փոխազդեցության արդյունքում առաջանում է NH4+ իոն: NH3 մոլեկուլն իրեն պահում է որպես ընդունիչ, հետևաբար այն ունի ընդգծված բազային հատկություններ: Անօրգանական թթուների հետ ռեակցիան հանգեցնում է աղի մոլեկուլների առաջացմանը՝ քլորիդ, սուլֆատ, ամոնիումի նիտրատ։
NH3 + HCl=NH4Cl
Ջրում ամոնիակի լուծարման գործընթացը հանգեցնում է նաև ամոնիումի իոնի առաջացմանը, որը կարելի է ստանալ
հավասարմամբ.
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Արդյունքում հիդրօքսիլային մասնիկների կոնցենտրացիան մեծանում է ամոնիակի ջրային լուծույթում, որը նաև կոչվում է ամոնիումի հիդրօքսիդ։ Սա հանգեցնում է նրան, որ միջավայրի ռեակցիան դառնում է ալկալային: Այն կարելի է որոշել՝ օգտագործելով ցուցիչը՝ ֆենոլֆթալեինը, որն իր գույնը փոխում է անգույնից մինչև ազնվամորու: Միացությունների մեծ մասն ունի անգույն բյուրեղային նյութերի ձև, որոնք հեշտությամբ լուծվում են ջրում։ Իրենց դրսևորումներից շատերում դրանք հիշեցնում են ակտիվ մետաղների աղեր՝ լիթիում, նատրիում, ռուբիդիում։ Ամենամեծ նմանությունները կարելի է գտնել կալիումի և ամոնիումի աղերի միջև։ Սա բացատրվում է կալիումի իոնների և NH4+-ի շառավիղների նման չափերով: Երբ տաքանում են, դրանք քայքայվում են՝ առաջացնելով ամոնիակ գազ։
NH4Cl=NH3 + HCl
Ռեակցիան շրջելի է, քանի որ դրա արտադրանքները կարող են կրկին փոխազդել միմյանց հետ՝ ձևավորելով ամոնիումի աղ: Երբ ամոնիումի քլորիդի լուծույթը տաքացվում է, NH3 մոլեկուլները անմիջապես գոլորշիանում են, ուստի լսվում է ամոնիակի հոտ։ Հետևաբար, ամոնիումի իոնի նկատմամբ որակական ռեակցիան նրա աղերի ջերմային տարրալուծումն է։
Հիդրոլիզ
Ամոնիակային ջուրը ցուցադրում է թույլ հիմքի հատկություններ, հետևաբար NH4+ մասնիկներ պարունակող աղերը ջրի հետ փոխանակման գործընթաց են անցնում՝ հիդրոլիզ:. Ամոնիումի քլորիդի կամ սուլֆատի լուծույթները ունեն մի փոքր թթվային ռեակցիա, քանի որ դրանցումկուտակվում է ջրածնի կատիոնների ավելցուկ։ Եթե դրանց մեջ ավելացնեք ալկալիներ, օրինակ՝ նատրիումի հիդրօքսիդ, ապա հիդրօքսիլային մասնիկները կկապեն ջրածնի պրոտոններին՝ առաջացնելով ջրի մոլեկուլներ։ Օրինակ՝ ամոնիումի քլորիդի հիդրոլիզը աղի և ջրի փոխանակման ռեակցիա է, որը հանգեցնում է թույլ էլեկտրոլիտի՝ NH4OH-ի առաջացմանը։
։
Ամոնիումի աղերի ջերմային տարրալուծման առանձնահատկությունները
Այս խմբի միացությունների մեծ մասը տաքացնելիս առաջանում է գազային ամոնիակ, գործընթացն ինքնին շրջելի է։ Այնուամենայնիվ, եթե աղն ունի ընդգծված օքսիդացնող հատկություններ, օրինակ, ամոնիումի նիտրատը դրանցից մեկն է, ապա տաքացնելիս այն անդառնալիորեն քայքայվում է ազոտի մոնօքսիդի և ջրի: Այս ռեակցիան ռեդոքս ռեակցիա է, որտեղ ամոնիումի իոնը վերականգնող նյութ է, իսկ նիտրատաթթվի թթվային մնացորդի անիոնը՝ օքսիդացնող նյութ։
Ամոնիակային միացությունների արժեքը
Թե՛ ամոնիակ գազը, թե՛ դրա աղերի մեծ մասը կիրառության լայն շրջանակ ունեն արդյունաբերության, գյուղատնտեսության, բժշկության և առօրյա կյանքում: Ցածր ճնշման դեպքում (մոտ 7–8 ատմ.) գազն արագ հեղուկանում է՝ ներծծելով մեծ քանակությամբ ջերմություն։ Հետեւաբար, այն օգտագործվում է սառնարանային ագրեգատներում: Քիմիական լաբորատորիաներում ամոնիումի հիդրօքսիդը օգտագործվում է որպես փորձերի համար հարմար թույլ ցնդող հիմք։ Ամոնիակի մեծ մասն օգտագործվում է նիտրատաթթվի և դրա աղերի՝ կարևոր հանքային պարարտանյութերի՝ նիտրատ ստանալու համար։ Ամոնիումի նիտրատն ունի հատկապես բարձր ազոտի պարունակություն։ Այն նաև օգտագործվում է պիրոտեխնիկայում և արտադրության համար քանդման աշխատանքներումպայթուցիկ նյութեր - ամոնալներ. Ամոնիակը, որը ամոնիումի քլորիդ է, կիրառություն է գտել գալվանական բջիջներում, բամբակյա գործվածքների արտադրության մեջ և մետաղների զոդման գործընթացներում:
Նյութն այս դեպքում արագացնում է մետաղի մակերեսի օքսիդ թաղանթների վերացումը, որոնք վերածվում են քլորիդների կամ վերականգնվում։ Բժշկության մեջ ամոնիակը, որն ունի սուր հոտ, օգտագործվում է որպես հիվանդի ուշագնացությունից հետո գիտակցությունը վերականգնելու միջոց։
Մեր հոդվածում մենք ուսումնասիրեցինք ամոնիումի հիդրօքսիդի և դրա աղերի հատկությունները և կիրառությունը տարբեր ոլորտներում և բժշկության մեջ:
