Amonij je donor-akceptorski interakcijski ion

Amoniak je plin, ki ima odlično vodotopnost: v enem litru lahko raztopi do 700 litrov plinaste spojine. Tako nastanejo ne samo hidrat amoniaka, ampak tudi delci hidroksilnih skupin, kot tudi amonij. To je ion, ki izhaja iz interakcije molekul plinov in vodikovih protonov, ki se odcepljajo iz vode. V tem članku bomo upoštevali njene lastnosti in aplikacije v industriji, medicini in vsakdanjem življenju.

Kako se tvorijo amonijev delci

Ena od najpogostejših vrst kemičnih vezi, značilna tako za anorganske spojine kot organske snovi, je kovalentna vez. Lahko se oblikuje bodisi prekrivajočimi elektronskimi oblaki, ki imajo nasprotni spin-spin, ali z mehanizmom donor-sprejemnika. Na ta način se tvori amonij, katerega formula je NH₄⁺. V tem primeru se kemijska vezi tvorijo s pomočjo prostega orbitala enega atoma in elektronskega oblaka, ki vsebuje dva elektrona. Dušik dobi ion z lastnim parom negativnih delcev, vodikov proton pa ima prosti 1s orbito. V trenutku pristopa obeh elektronov dušikov oblak postane skupen za to in atom H. Ta struktura se imenuje molekularni elektronski oblak, v katerem se tvori četrta kovalentna vez.

Mehanizem donor-sprejemnika

Delec, ki zagotavlja par elektronov, se imenuje donor, toda nevtralni atom, ki daje prazni elektronski celici akceptor. Oblikovana vez se imenuje donor-akceptor ali koordinacija, ne pozablja pa, da gre za poseben primer klasične kovalentne vezi. V amonijevem ionu, katerega formula je NH₄⁺, vsebuje štiri kovalentne vezi. Od teh so tri, ki združujejo atome dušika in vodika, običajna kovalentna vrsta, slednja pa koordinacijska povezava. Kljub temu so vse štiri vrste popolnoma enakovredne. Podobno obstaja interakcija med molekulami vode in Cu²⁺. V tem primeru se tvori makromolekula bakrovega hidratnega sulfata.

Amonijeve soli: lastnosti in priprava

Pri reakciji dodajanja interakcija vodikovega iona in amoniaka povzroči nastanek NH₄⁺. Molekula NH₃ obnaša kot akceptor, zato ima izražene lastnosti baze. Reakcija z anorganskimi kislinami povzroči nastanek molekul soli: klorid, sulfat, amonijev nitrat.

NH₃ + HCl = NH₄Cl

Postopek raztapljanja amoniaka v vodi vodi tudi do nastanka amonijevega iona, katerega proizvodnja se lahko izrazi z enačbo:

NH₃ + H₂O = NH₄⁺ + OH^-

Posledično se v vodni raztopini amoniaka, imenovani tudi amonijev hidroksid, poveča koncentracija hidroksilnih delcev. To vodi v dejstvo, da reakcija medija postane alkalna. To lahko ugotovite s pomočjo indikatorja - fenolftaleina, ki spremeni barvo od brezbarvne do črne barve. Večina spojin ima videz brezbarvnih kristalnih snovi, ki so zelo topne v vodi. V mnogih svojih manifestacijah so podobne soli aktivnih kovin: litij, natrij, rubidij. Največje podobnosti lahko najdemo med kalijevimi in amonijevimi solmi. To se razloži z zaprtimi velikostmi polmera kalija in NH₄⁺. Pri segrevanju se razpadajo, da tvorijo plinasto amoniak.

NH4CI = NH3 + HCl

Reakcija je reverzibilna, saj lahko njegovi produkti ponovno reagirajo med seboj, da tvorijo amonijevo sol. Ko je raztopina amonijevega klorida, NH₃ takoj izhlapi, tako da lahko vonj amoniak. Kvantitativna reakcija na amonijev ion je torej toplotni razkroj njegovih soli.

Hidroliza

V vodi amoniaka so lastnosti šibke baze, tako soli, ki vsebujejo NH delce₄⁺, prenese proces izmenjave z vodo - hidrolizo. Raztopine klorida ali amonijevega sulfata imajo šibko kislinsko reakcijo, saj kopičijo prekomerno količino kationov vodika. Če jim dodate alkalijo, na primer natrijev hidroksid, se bodo hidroksilni delci vezali na protone vodika, da bi oblikovali molekule vode. Na primer, hidroliza amonijevega klorida je izmenična reakcija med soljo in vodo, kar vodi k nastanku šibkega elektrolita - NH4OH.

Značilnosti termičnega razkroja amonijevih soli

Večina spojin te skupine tvori plinasto amoniak pri segrevanju, sam proces pa je reverzibilen. Če pa je sol izrazila oksidacijske lastnosti, je na primer amonijev nitrat primer, nato pa po segrevanju nepreklicno razgradimo dušik in vodni monoksid. Ta reakcija je redoks, v kateri je amonijev ion reducent, pri čemer je anion kislega ostanka nitratne kisline oksidacijsko sredstvo.

Pomen spojin amoniaka

Tako sam plin amonij kot tudi večina soli ima široko paleto aplikacij v industriji, kmetijstvu, medicini in vsakdanjem življenju. Pri majhnem tlaku (reda 7-8 atm), plin hitro utekoča, absorbira veliko količino toplote. Zato se uporablja v hladilnih obratih. V kemijskih laboratorijih se amonijev hidroksid uporablja kot šibka pilotna hlapna baza, primerna za eksperimente. Večina amoniaka se uporablja za proizvodnjo nitratne kisline in njenih soli, pomembnih mineralnih gnojil - nitrata. Posebno visoka vsebnost dušika ima amonijev nitrat. Uporablja se tudi v pirotehničnih izdelkih in v subverzivnih delih za izdelavo eksplozivov - amonijaka. Amonijev klorid, amoniak, je našel uporabo v galvanskih celicah pri proizvodnji bombažnih tkanin pri spajkanju kovin.

Snov v tem primeru pospešuje postopke izločanja oksidnih filmov na kovinski površini, ki se spreminjajo v kloride ali se zmanjšajo. V medicini se amoniak, ki ima oster vonj, uporablja kot sredstvo za obnovo zavesti po bolezenskem stanju bolnika.

V tem članku smo preučili lastnosti in uporabo amonijevega hidroksida in njegovih soli v različnih panogah in medicini.