ამიაკი არის წყალში შესანიშნავი ხსნადობის გაზი: მის ერთ ლიტრში 700 ლიტრამდე აირისებრი ნაერთის გახსნა შესაძლებელია. შედეგად, წარმოიქმნება არა მხოლოდ ამიაკის ჰიდრატი, არამედ ჰიდროქსილის ჯგუფების ნაწილაკები, ასევე ამონიუმი. ეს არის იონი, რომელიც წარმოიქმნება წყლისგან გამოყოფილი გაზის მოლეკულებისა და წყალბადის პროტონების ურთიერთქმედების შედეგად. ჩვენს სტატიაში განვიხილავთ მის თვისებებს და გამოყენებას ინდუსტრიაში, მედიცინასა და ყოველდღიურ ცხოვრებაში.
როგორ წარმოიქმნება ამონიუმის ნაწილაკები
ქიმიური ბმის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ტიპი, დამახასიათებელი როგორც არაორგანული ნაერთებისთვის, ასევე ორგანული ნივთიერებებისთვის, არის კოვალენტური ბმა. ის შეიძლება წარმოიქმნას როგორც ელექტრონული ღრუბლების გადაფარვით საპირისპირო ტიპის ბრუნვით - სპინით, ასევე დონორ-მიმღები მექანიზმის დახმარებით. ამ გზით წარმოიქმნება ამონიუმი, რომლის ფორმულაა NH4+. ამ შემთხვევაში, ქიმიური ბმა იქმნება ერთი ატომის თავისუფალი ორბიტალის გამოყენებითდა ელექტრონული ღრუბელი, რომელიც შეიცავს ორ ელექტრონს. აზოტი უზრუნველყოფს იონს უარყოფითი ნაწილაკების საკუთარი წყვილით, ხოლო წყალბადის პროტონს აქვს თავისუფალი 1s ორბიტალი. ორი ელექტრონული ღრუბლის მიახლოების მომენტში აზოტისა და H ატომისთვის ჩვეულებრივი ხდება აზოტის ღრუბელი.ამ სტრუქტურას ეწოდება მოლეკულური ელექტრონული ღრუბელი, რომელშიც წარმოიქმნება მეოთხე კოვალენტური ბმა.
დონორ-მიმღები მექანიზმი
ნაწილაკს, რომელიც უზრუნველყოფს ელექტრონების წყვილს, ეწოდება დონორი, ხოლო ნეიტრალურ ატომს, რომელიც აძლევს ცარიელ ელექტრონულ უჯრედს, ეწოდება მიმღები. ჩამოყალიბებულ კავშირს ეწოდება დონორ-მიმღები ან კოორდინაცია, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ეს არის კლასიკური კოვალენტური ბმის განსაკუთრებული შემთხვევა. ამონიუმის იონი, რომლის ფორმულაა NH4+, შეიცავს ოთხ კოვალენტურ ბმას. მათგან სამი, რომელიც აერთიანებს აზოტის და წყალბადის ატომებს, არის ჩვეულებრივი კოვალენტური სახეობა, ხოლო ბოლო არის საკოორდინაციო ბმა. მიუხედავად ამისა, ოთხივე სახეობა აბსოლუტურად ექვივალენტურია ერთმანეთის. წყლის მოლეკულებსა და Cu2+ იონებს შორის ურთიერთქმედება ანალოგიურად მიმდინარეობს. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება კრისტალური სპილენძის სულფატის მაკრომოლეკულა.
ამონიუმის მარილები: თვისებები და წარმოება
დამატების რეაქციაში, წყალბადის იონის და ამიაკის ურთიერთქმედება იწვევს NH4+ იონი. NH3 მოლეკულა იქცევა როგორც მიმღები, ამიტომ მას აქვს გამოხატული ბაზის თვისებები. არაორგანულ მჟავებთან რეაქცია იწვევს მარილის მოლეკულების წარმოქმნას: ქლორიდი, სულფატი, ამონიუმის ნიტრატი.
NH3 + HCl=NH4Cl
წყალში ამიაკის დაშლის პროცესი ასევე იწვევს ამონიუმის იონის წარმოქმნას, რომელიც შეიძლება მივიღოთ განტოლებით:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
შედეგად, ჰიდროქსილის ნაწილაკების კონცენტრაცია იზრდება ამიაკის წყალხსნარში, რომელსაც ასევე უწოდებენ ამონიუმის ჰიდროქსიდს. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ საშუალო რეაქცია ხდება ტუტე. მისი დადგენა შესაძლებელია ინდიკატორის - ფენოლფთალეინის გამოყენებით, რომელიც იცვლის ფერს უფეროდან ჟოლოსფერამდე. ნაერთების უმეტესობას აქვს უფერო კრისტალური ნივთიერებების ფორმა, წყალში ადვილად ხსნადი. მათი მრავალი გამოვლინებით ისინი წააგავს აქტიური ლითონების მარილებს: ლითიუმს, ნატრიუმს, რუბიდიუმს. ყველაზე დიდი მსგავსება შეიძლება მოიძებნოს კალიუმის და ამონიუმის მარილებს შორის. ეს აიხსნება კალიუმის იონების რადიუსის მსგავსი ზომებით და NH4+. გაცხელებისას ისინი იშლება ამიაკის გაზის წარმოქმნით.
NH4Cl=NH3 + HCl
რეაქცია შექცევადია, ვინაიდან მის პროდუქტებს შეუძლიათ კვლავ ურთიერთქმედება ერთმანეთთან და შექმნან ამონიუმის მარილი. როდესაც ამონიუმის ქლორიდის ხსნარი თბება, NH3 მოლეკულები მაშინვე აორთქლდება, ამიტომ ისმის ამიაკის სუნი. ამრიგად, ამონიუმის იონზე თვისებრივი რეაქცია არის მისი მარილების თერმული დაშლა.
ჰიდროლიზი
ამიაკის წყალი ავლენს სუსტი ფუძის თვისებებს, ამიტომ მარილები, რომლებიც შეიცავს NH4+ ნაწილაკები გადიან წყალთან გაცვლის პროცესს - ჰიდროლიზი. ამონიუმის ქლორიდის ან სულფატის ხსნარებს აქვთ ოდნავ მჟავე რეაქცია, რადგან მათშიაგროვდება წყალბადის კათიონების ჭარბი რაოდენობა. თუ მათ დაუმატებთ ტუტეს, მაგალითად, ნატრიუმის ჰიდროქსიდს, მაშინ ჰიდროქსილის ნაწილაკები წყალბადის პროტონებს შეუერთდებიან წყლის მოლეკულების წარმოქმნით. მაგალითად, ამონიუმის ქლორიდის ჰიდროლიზი არის გაცვლითი რეაქცია მარილსა და წყალს შორის, რაც იწვევს სუსტი ელექტროლიტის - NH4OH წარმოქმნას.
ამონიუმის მარილების თერმული დაშლის თავისებურებები
ამ ჯგუფის ნაერთების უმეტესობა გაცხელებისას წარმოქმნის აირისებრ ამიაკს, პროცესი თავისთავად შექცევადია. ამასთან, თუ მარილს აქვს გამოხატული ჟანგვის თვისებები, მაგალითად, ამონიუმის ნიტრატი ერთ-ერთი მათგანია, მაშინ როდესაც გაცხელდება, ის შეუქცევად იშლება აზოტის მონოქსიდში და წყალში. ეს რეაქცია არის რედოქს რეაქცია, რომელშიც ამონიუმის იონი არის აღმდგენი აგენტი, ხოლო ნიტრატის მჟავას ნარჩენების ანიონი არის ჟანგვის აგენტი.
ამიაკის ნაერთების ღირებულება
როგორც თავად ამიაკის გაზს, ასევე მის მარილების უმეტესობას აქვს გამოყენების ფართო სპექტრი ინდუსტრიაში, სოფლის მეურნეობაში, მედიცინაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში. დაბალ წნევაზე (დაახლოებით 7-8 ატმ.) გაზი სწრაფად თხევადდება, შთანთქავს დიდი რაოდენობით სითბოს. ამიტომ, იგი გამოიყენება სამაცივრო ბლოკებში. ქიმიურ ლაბორატორიებში ამონიუმის ჰიდროქსიდი გამოიყენება როგორც სუსტი აქროლადი ბაზა, რომელიც მოსახერხებელია ექსპერიმენტებისთვის. ამიაკის უმეტესი ნაწილი გამოიყენება ნიტრატის მჟავისა და მისი მარილების - მნიშვნელოვანი მინერალური სასუქების - ნიტრატის მისაღებად. ამონიუმის ნიტრატს აქვს განსაკუთრებით მაღალი აზოტის შემცველობა. იგი ასევე გამოიყენება პიროტექნიკაში და წარმოებისთვის ნგრევაშიასაფეთქებელი ნივთიერებები - ამონილები. ამიაკი, რომელიც არის ამონიუმის ქლორიდი, გამოიყენება გალვანურ უჯრედებში, ბამბის ქსოვილების წარმოებაში და ლითონის შედუღების პროცესებში.
ნივთიერება ამ შემთხვევაში აჩქარებს ლითონის ზედაპირზე ოქსიდის ფენების აღმოფხვრას, რომლებიც გარდაიქმნება ქლორიდებად ან მცირდება. მედიცინაში ამიაკი, რომელსაც აქვს მძაფრი სუნი, გამოიყენება როგორც ცნობიერების აღდგენის საშუალება პაციენტის დაღლილობის შემდეგ.
ჩვენს სტატიაში განვიხილეთ ამონიუმის ჰიდროქსიდის და მისი მარილების თვისებები და გამოყენება სხვადასხვა ინდუსტრიებსა და მედიცინაში.
