แอมโมเนียเป็นก๊าซที่มีความสามารถในการละลายน้ำได้ดีเยี่ยม โดยสามารถละลายสารประกอบก๊าซได้มากถึง 700 ลิตรในหนึ่งลิตร เป็นผลให้ไม่เพียง แต่สร้างแอมโมเนียไฮเดรต แต่ยังรวมถึงอนุภาคของกลุ่มไฮดรอกซิลเช่นเดียวกับแอมโมเนียม นี่คือไอออนที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลของแก๊สและโปรตอนไฮโดรเจนที่แยกออกจากน้ำ ในบทความของเรา เราจะพิจารณาคุณสมบัติและการใช้งานในอุตสาหกรรม ยารักษาโรค และชีวิตประจำวัน
วิธีสร้างอนุภาคแอมโมเนียม
พันธะเคมีชนิดหนึ่งที่พบได้บ่อยที่สุด ลักษณะของสารประกอบอนินทรีย์และสารอินทรีย์คือพันธะโควาเลนต์ มันสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งจากการทับซ้อนกันของเมฆอิเล็กตรอนที่มีการหมุนแบบตรงกันข้าม - สปินและด้วยความช่วยเหลือของกลไกตัวรับบริจาค ด้วยวิธีนี้ แอมโมเนียมจะก่อตัวขึ้น โดยมีสูตรคือ NH4+ ในกรณีนี้ พันธะเคมีจะเกิดขึ้นโดยใช้การโคจรอิสระของอะตอมหนึ่งตัวและเมฆอิเล็กตรอนที่มีอิเล็กตรอนสองตัว ไนโตรเจนทำให้ไอออนมีอนุภาคลบคู่ของตัวเอง และไฮโดรเจนโปรตอนมีวงโคจรอิสระ 1 วินาที ในขณะที่เข้าใกล้เมฆไนโตรเจนสองอิเล็กตรอนกลายเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับมันและอะตอม H โครงสร้างนี้เรียกว่าเมฆอิเล็กตรอนระดับโมเลกุลซึ่งเกิดพันธะโควาเลนต์ที่สี่
กลไกรับบริจาค
อนุภาคที่ให้อิเล็กตรอนคู่หนึ่งเรียกว่าผู้บริจาค และอะตอมที่เป็นกลางที่บริจาคเซลล์อิเล็กตรอนที่ว่างเปล่าเรียกว่าตัวรับ พันธะที่เกิดขึ้นเรียกว่าผู้บริจาค - ผู้รับหรือการประสานงานโดยไม่ลืมว่าเป็นกรณีพิเศษของพันธะโควาเลนต์แบบคลาสสิก แอมโมเนียมไอออนซึ่งมีสูตรคือ NH4+ มีพันธะโควาเลนต์สี่ตัว ในจำนวนนี้ สามที่รวมไนโตรเจนและอะตอมของไฮโดรเจนเป็นสปีชีส์โควาเลนต์ปกติ และสุดท้ายคือพันธะโคออร์ดิเนต อย่างไรก็ตาม ทั้งสี่สายพันธุ์มีความเท่าเทียมกันโดยสิ้นเชิง ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลของน้ำกับ Cu2+ ไอออนดำเนินไปในทำนองเดียวกัน ในกรณีนี้ จะเกิดโมเลกุลขนาดใหญ่ของผลึกคอปเปอร์ซัลเฟต
เกลือแอมโมเนียม: สมบัติและการผลิต
นอกจากนี้ ปฏิกิริยาโต้ตอบของไฮโดรเจนไอออนและแอมโมเนียส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ NH4+ ไอออน โมเลกุล NH3 ทำหน้าที่เป็นตัวรับ ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติพื้นฐานที่เด่นชัด ปฏิกิริยากับกรดอนินทรีย์ทำให้เกิดโมเลกุลของเกลือ: คลอไรด์ ซัลเฟต แอมโมเนียมไนเตรต
NH3 + HCl=NH4Cl
กระบวนการละลายแอมโมเนียในน้ำยังนำไปสู่การก่อตัวของแอมโมเนียมไอออน ซึ่งหาได้จากสมการ:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
เป็นผลให้ความเข้มข้นของอนุภาคไฮดรอกซิลเพิ่มขึ้นในสารละลายแอมโมเนียในน้ำ หรือที่เรียกว่าแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าปฏิกิริยาของตัวกลางกลายเป็นด่าง สามารถกำหนดได้โดยใช้ตัวบ่งชี้ - ฟีนอฟทาลีนซึ่งเปลี่ยนสีจากไม่มีสีเป็นราสเบอร์รี่ สารประกอบส่วนใหญ่มีรูปแบบของสารผลึกไม่มีสี ละลายได้ง่ายในน้ำ ในหลายอาการ คล้ายกับเกลือของโลหะออกฤทธิ์ เช่น ลิเธียม โซเดียม รูบิเดียม ความคล้ายคลึงกันมากที่สุดสามารถพบได้ระหว่างเกลือโพแทสเซียมและแอมโมเนียม สิ่งนี้อธิบายได้จากรัศมีของโพแทสเซียมไอออนที่มีขนาดใกล้เคียงกันและ NH4+ เมื่อถูกความร้อนก็จะสลายตัวเป็นก๊าซแอมโมเนีย
NH4Cl=NH3 + HCl
ปฏิกิริยาย้อนกลับได้ เนื่องจากผลิตภัณฑ์สามารถโต้ตอบกันอีกครั้งเพื่อสร้างเกลือแอมโมเนียม เมื่อสารละลายแอมโมเนียมคลอไรด์ถูกทำให้ร้อน โมเลกุล NH3 จะระเหยออกทันที ดังนั้นจึงได้ยินกลิ่นของแอมโมเนีย ดังนั้น ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อแอมโมเนียมไอออนคือการสลายตัวด้วยความร้อนของเกลือของมัน
ไฮโดรไลซิส
น้ำแอมโมเนียแสดงคุณสมบัติของเบสอ่อน ดังนั้นเกลือที่มี NH4+ อนุภาคผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนกับน้ำ - ไฮโดรไลซิส. สารละลายของแอมโมเนียมคลอไรด์หรือซัลเฟตมีปฏิกิริยาเป็นกรดเล็กน้อยเนื่องจากอยู่ในตัวไฮโดรเจนไอออนบวกสะสมมากเกินไป หากคุณเติมอัลคาไลเข้าไป เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ อนุภาคไฮดรอกซิลจะจับโปรตอนไฮโดรเจนเพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำ ตัวอย่างเช่น การไฮโดรไลซิสของแอมโมเนียมคลอไรด์เป็นปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนระหว่างเกลือกับน้ำ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อน - NH4OH
คุณสมบัติการสลายตัวทางความร้อนของเกลือแอมโมเนียม
สารประกอบส่วนใหญ่ในกลุ่มนี้ เมื่อถูกความร้อน จะเกิดก๊าซแอมโมเนีย กระบวนการนี้สามารถย้อนกลับได้ อย่างไรก็ตาม หากเกลือมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่เด่นชัด เช่น แอมโมเนียมไนเตรต เมื่อถูกความร้อน เกลือจะสลายตัวเป็นไนโตรเจนมอนอกไซด์และน้ำอย่างกลับไม่ได้ ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งแอมโมเนียมไอออนเป็นตัวรีดิวซ์ และแอนไอออนของกรดตกค้างของกรดไนเตรตคือตัวออกซิไดซ์
คุณค่าของสารประกอบแอมโมเนีย
ทั้งก๊าซแอมโมเนียและเกลือส่วนใหญ่มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรม การเกษตร ยารักษาโรค และชีวิตประจำวัน ที่ความดันต่ำ (ประมาณ 7-8 atm.) แก๊สจะหลอมเหลวอย่างรวดเร็วและดูดซับความร้อนจำนวนมาก ดังนั้นจึงใช้ในหน่วยทำความเย็น ในห้องปฏิบัติการเคมี แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ถูกใช้เป็นเบสที่ระเหยง่ายซึ่งสะดวกสำหรับการทดลอง แอมโมเนียส่วนใหญ่ใช้เพื่อให้ได้กรดไนเตรตและเกลือ - ปุ๋ยแร่ธาตุที่สำคัญ - ไนเตรต แอมโมเนียมไนเตรตมีปริมาณไนโตรเจนสูงเป็นพิเศษ มันยังใช้ในดอกไม้ไฟและในงานรื้อถอนสำหรับการผลิตวัตถุระเบิด - แอมโมนอล แอมโมเนีย ซึ่งเป็นแอมโมเนียมคลอไรด์ พบการใช้งานในเซลล์กัลวานิก ในการผลิตผ้าฝ้าย และในกระบวนการบัดกรีโลหะ
สารในกรณีนี้เร่งการกำจัดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวโลหะซึ่งจะถูกแปลงเป็นคลอไรด์หรือลดลง ในทางการแพทย์ แอมโมเนียซึ่งมีกลิ่นฉุนใช้เป็นวิธีการฟื้นฟูสติหลังจากผู้ป่วยหมดสติ
ในบทความของเรา เราตรวจสอบคุณสมบัติและการใช้แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์และเกลือในอุตสาหกรรมและยารักษาโรคต่างๆ