ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი აზოტის ნაერთია ამიაკი. მისი ფიზიკური თვისებების მიხედვით, ეს არის უფერო გაზი მკვეთრი, მახრჩობელა სუნით (ეს არის ამონიუმის ჰიდროქსიდის წყალხსნარის სუნი NH3·H2O). გაზი წყალში ძალიან ხსნადია. წყალხსნარში ამონიუმი სუსტი ბაზაა. ეს არის ქიმიური მრეწველობის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პროდუქტი.
NH3 კარგი რედუქტორია, რადგან ამონიუმის მოლეკულაში აზოტს აქვს ყველაზე დაბალი დაჟანგვის მდგომარეობა -3. ამიაკის მრავალი მახასიათებელი განისაზღვრება აზოტის ატომში ერთჯერადი ელექტრონების წყვილით - ამიაკის დამატების რეაქციები ხდება მისი არსებობის გამო (ეს წყვილი ერთეულები მდებარეობს H⁺ პროტონის თავისუფალ ორბიტაზე).
როგორ მივიღოთ ამიაკი
ამიაკის მიღების ორი ძირითადი პრაქტიკული მეთოდი არსებობს: ერთი ლაბორატორიაში, მეორე ინდუსტრიაში.
განვიხილოთ ამიაკის წარმოება ინდუსტრიაში. მოლეკულური აზოტისა და წყალბადის ურთიერთქმედება: N2 + 2H2=2NH3(შექცევადი რეაქცია). ამიაკის მიღების ამ მეთოდს ჰაბერის რეაქცია ეწოდება. მოლეკულური აზოტისა და წყალბადის რეაგირებისთვის, ისინი უნდა გაცხელდეს 500 ᵒC ან 932 ᵒF-მდე, MPA წნევა უნდა იყოს 25-30. ფოროვანი რკინა უნდა იყოს წარმოდგენილი როგორც კატალიზატორი.
მიღება ლაბორატორიაში არის რეაქცია ამონიუმის ქლორიდსა და კალციუმის ჰიდროქსიდს შორის: CA(OH)2 + 2NH4Cl=CaCl2 + 2NH4OH (რადგან NH4OH არის ძალიან სუსტი ნაერთი, ის მაშინვე იშლება წყალში: NH₄. NH3 + H2O).
ამიაკის დაჟანგვის რეაქცია
ისინი აგრძელებენ აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებას. ვინაიდან ამიაკი კარგი რედუქტორია, მისი გამოყენება შესაძლებელია მათი ოქსიდებიდან მძიმე მეტალების შესამცირებლად.
მეტალის შემცირება: 2NH3 + 3CuO=3Cu + N2 + 3H2O (როდესაც სპილენძის(II) ოქსიდი თბება ამიაკის თანდასწრებით, წითელი სპილენძის მეტალი მცირდება).
ამიაკის დაჟანგვა ძლიერი ჟანგვის აგენტების (მაგალითად, ჰალოგენების) თანდასწრებით ხდება განტოლების მიხედვით: 2NH3 + 3Cl2=N2 + 6HCl (ეს რედოქს რეაქცია მოითხოვს გათბობას). ტუტე გარემოში ამიაკის კალიუმის პერმანგანატის ზემოქმედებისას შეინიშნება მოლეკულური აზოტის, კალიუმის პერმანგანატის და წყლის წარმოქმნა: 2NH3 + 6KMnO4+ 6KOH=6K2MnO4+ N2 + 6H2
ინტენსიურად გაცხელებისას (1200 °C-მდე ან 2192 ᵒF) ამიაკი შეიძლება დაიშალა მარტივ ნივთიერებებად: 2NH3=N2 + 3H2. 1000 oC ან 1832 ტემპერატურაზე ამიაკი რეაგირებს მეთანთან CH4: 2CH4 + 2NH3 + 3O2=2HCN + 6H2O (ჰიდროციანმჟავა და წყალი). ნატრიუმის ჰიპოქლორიტით ამიაკის დაჟანგვით ჰიდრაზინი H2X4 შეუძლიამიიღეთ: 2NH3 + NaOCl=N2H4 + NaCl + H 2O
ამიაკის წვა და მისი კატალიზური დაჟანგვა ჟანგბადით
ამიაკის ჟანგბადით დაჟანგვას აქვს გარკვეული მახასიათებლები. არსებობს ჟანგვის ორი განსხვავებული ტიპი: კატალიზური (კატალიზატორით), სწრაფი (წვის).
დაწვისას ხდება რედოქსული რეაქცია, რომლის პროდუქტებია მოლეკულური აზოტი და წყალი: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O ამიაკის თვითანთება). კატალიზური დაჟანგვა ჟანგბადით ასევე ხდება გაცხელებისას (დაახლოებით 800 ᵒC ან 1472 ᵒF), მაგრამ რეაქციის ერთ-ერთი პროდუქტი განსხვავებულია: 4NH3 + 5O2=4NO + 6H2O (პლატინის ან რკინის ასრომის ან მანგანუმის ოქსიდების თანდასწრებით, კატალიზატორი, ჟანგვის პროდუქტებია აზოტის ოქსიდი (II) და წყალი).
განვიხილოთ ამიაკის ერთგვაროვანი დაჟანგვა ჟანგბადთან. ამიაკის გაზის მონაკვეთის უკონტროლო ერთფეროვანი დაჟანგვა შედარებით ნელი რეაქციაა. დეტალურად არ არის მოხსენებული, მაგრამ ამიაკი-ჰაერის ნარევების ქვედა აალებადი ზღვარი 25°C-ზე არის დაახლოებით 15% წნევის დიაპაზონში 1-10 ბარი და მცირდება გაზის ნარევის საწყისი ტემპერატურის მატებასთან ერთად..
თუ CNH~ არის NH3-ის მოლური ფრაქცია ჰაერ-ამიაკის ნარევში t შერეული ტემპერატურით (OC), მაშინ CNH=0.15-0 მონაცემებიდან გამომდინარეობს. რომ აალებადი ზღვარი დაბალია. ამიტომ, მიზანშეწონილია იმუშაოთ უსაფრთხოების საკმარისი ზღვარით ქვედა ზღვარზე ქვემოთაალებადი, როგორც წესი, მონაცემები ამიაკის ჰაერთან შერევის შესახებ ხშირად შორს არის სრულყოფილი.
ქიმიური თვისებები
განვიხილოთ ამიაკის კონტაქტური დაჟანგვა აზოტის ოქსიდამდე. ტიპიური ქიმიური რეაქციები ამიაკით აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობის შეცვლის გარეშე:
- რეაქცია წყალთან: NH3 + H2O=NH4OH=NH4⁺ + he- (რეაქცია შექცევადია, რადგან ამონიუმის ჰიდროქსიდი NH4OH არასტაბილური ნაერთია).
- რეაქცია მჟავებთან ნორმალური და მჟავე მარილების წარმოქმნით: NH₃ + HCl=NH4Cl (წარმოიქმნება ნორმალური ამონიუმის ქლორიდის მარილი); 2NH3 + H2SO4=(NH4)2SO4.
- რეაქცია მძიმე ლითონების მარილებთან კომპლექსების წარმოქმნით: 2NH3 + AgCl=[Ag(NH3)2]Cl (ვერცხლის რთული ნაერთები (I) დიამინის ქლორიდის ფორმები).
- რეაქცია ჰალოალკანებთან: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3]Cl (მეთილამონიუმის ჰიდროქლორიდის ფორმებია ჩანაცვლებული ამონიუმის იონი NH4=).
- რეაქცია ტუტე ლითონებთან: 2NH3 + 2K=2KNH2 + H2 (აყალიბებს კალიუმის ამიდს KNH2; აზოტი არ ცვლის ჟანგვის მდგომარეობას, თუმცა რეაქცია რედოქსულია). დანამატის რეაქციები უმეტეს შემთხვევაში ხდება ჟანგვის მდგომარეობის შეცვლის გარეშე (ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი, უკანასკნელის გარდა, კლასიფიცირებულია ამ ტიპის მიხედვით).
დასკვნა
ამიაკი პოპულარული ნივთიერებაა, რომელიც აქტიურად გამოიყენება ინდუსტრიაში. დღეს მას განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს ჩვენს ცხოვრებაში,რადგან ჩვენ ვიყენებთ მისი პროდუქტების უმეტეს ნაწილს ყოველდღე. ეს სტატია სასარგებლო იქნება ბევრისთვის, ვისაც სურს იცოდეს რა არის ჩვენს გარშემო.
