Аммиак: состав, строение, свойства, применение
Лукуша Елена Фёдоровна, учитель химии МБОУ «Морская средняя школа» городского округа Судак, Республики Крым
Аммиак может быть обязан своим названием оазису бога Аммона в Северной Африке, находящемуся на перекрестке караванных путей.
В очень жарком климате мочевина (NH 2) 2 CO, разлагается особенно быстро.
Одним из основных продуктов разложения и является аммиак.
Оазис «Аммон»
в Северной Африке
По некоторым другим сведениям, аммиак мог получить современное название от древнеегипетского слова «амониан».
Так называли всех
верующих людей, поклоняющихся богу Амону.
Люди во время своих ритуальных обрядов нюхали NH 4 Cl, который при нагревании издаёт запах аммиака.
Бог Аммон в образе барана
Сокращенное название «аммиак» которым мы всегда пользуемся, ввел в обиход в 1801 году русский ученый - химик, академик
Яков Дмитриевич Захаров, который впервые разработал также и систему русской химической номенклатуры.
ковалентная полярная
Химическая связь
Кристаллическая решетка
молекулярная
Физические свойства (при н.у.)
- бесцветный газ
с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта)
- легче воздуха (М=17 г/моль)
- хорошо растворяется в воде (1200 объёмов при 0 °C) и 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды
- температура плавления -77.73 °C
- температура кипения -33.34 °C
- ЯДОВИТ!
Получение аммиака
Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:
2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = 2NH 3 + СaCl 2 + 2H 2 O
(NH 4 ) 2 SO 4 + 2NaOH = 2NH 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Гидроксид аммония неустойчивое основание, разлагается:
NH 4 OH ↔ NH 3 + H 2 O
При получении аммиака необходимо держать пробирку - приёмник дном кверху, так как аммиак …..
Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота:
N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г) + 45,9 кДж
катализатор – пористое железо
температура – 450 – 500 ˚С
давление – 25 – 30 МПа
Это так называемый процесс Габера (немецкий физик, разработал физико-химические основы метода).
Химические свойства аммиака
Для аммиака характерны реакции:
1) с изменением степени окисления атома азота (реакции окисления);
2) без изменения степени окисления атома азота (присоединение).
Реакции с изменением степени окисления атома азота (реакции окисления)
N -3 → N 0 → N +2
NH3-сильный восстановитель
с кислородом
Горение аммиака (при нагревании)
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 0
Каталитическое окисление амииака (катализатор Pt – Rh, температура)
4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O
с оксидами металлов
2NH 3 +3CuO =3Cu + N 2 +3H 2 O
с сильными окислителями
2NH 3 + 3Cl 2 = N 2 + 6HCl
(при нагревании)
Реакции без изменения степени окисления атома азота (присоединение - образование иона аммония NH 4 +
по донорно-акцепторному механизму
Взаимодействие с кислотами
NH 3 + HCl → NH 4 Cl
2NH 3 +H 2 SO 4 → (NH 4 ) 2 SO 4
Взаимодействие с водой
NH 3 + H 2 O = NH 4 OH
При добавлении фенолфталеина‑ раствор становится малиновым, так как при растворении аммиака частично образуется гидроксид аммония NH 4 OH.
Применение аммиака
- Производство пластмасс и
волокон
2. В составе моющих средств
3. Производство азотных удобрений
4. В сельском хозяйстве
5. Производство азотной кислоты
6. Получение взрывчатых веществ
Это интересно
- Пары нашатырного спирта способны изменять окраску цветов. Например, голубые и синие лепестки становятся зелеными , ярко красные - черными.
- Облака Юпитера состоят из аммиака.
Слайд 2
Я скажу себе, друзья, Не боюсь я никогда Ни диктанта, Ни контрольной, Ни стихов и ни задач, Ни проблем, ни неудач. Я спокоен, терпелив, Сдержан я И не хмурлив.
Слайд 3
Слайд 4
Аммиак также может быть обязан своим названием оазису бога Аммона в Северной Африке, находящемуся на перекрестке караванных путей. В очень жарком климате мочевина (NH2)2CO, разлагается особенно быстро. Одним из основных продуктов разложения и является аммиак. Происхождение названия Оазис «Аммон» в Северной Африке NH3
Слайд 5
По некоторым другим сведениям, аммиак мог получить современное название от древнеегипетского слова «амониан». Так называливсех верующих людей, поклоняющихся богу Амону. Люди во время своих ритуальных обрядов нюхали NH4Cl, который при нагревании издаёт запах аммиака. Бог Амон в образе барана VIII в. до н.э. (Музей г. Мероэ, Судан) NH3 Происхождение названия
Слайд 6
Сокращенное название «аммиак» которым мы всегда пользуемся, ввел в обиход в 1801 году русский ученый-химик, академик Яков Дмитриевич Захаров, который впервые разработал также и систему русской химической номенклатуры. 1781-1852 г. NH3 Происхождение названия
Слайд 7
История открытия аммиака Аммиак был получен в чистом виде в 1774 г. английским химиком Джозефом Луи Пристли. Он нагревал аммониак (хлорид аммония) с гашеной известью (гидроксид кальция). 1711-1794г. Пристли назвал газ «щелочным воздухом или летучей щелочью», поскольку водный раствор аммиака имел все признаки щелочи. NH3
Слайд 8
1723-1802г. NH3 В 1784 французский химик Бертолле разложением аммиака доказал его элементный состав, который в 1787 получил официальное название «нашатырь» – от латинского названия нашатырной щелочи – salammoniac. Это название сохраняется и до сих пор в большинстве западноевропейских языков (нем. Ammonium chloride, англ. Ammonia, фр. ammoniaque). История открытия аммиака
Слайд 9
Строение атома азота N Азот 14,0067 2 5 7 2s22p3 N 2s 2p NH3 Таким образом, атом азота имеет на последней (2 р) орбитали 3 неспаренных электрона. Электронная формула имеет вид: 1S2 2S2 2P3 +7N)) 2 5
Слайд 10
Атом азота находится в состоянии sp3-гибридизации. 109028’ :N +H:N:Н Н Н Н: : Н 107,30 На 4-й гибридизованной p орбитали атома N находится неподеленная пара электронов. Форма молекулы – пирамидальная. Н: : Н NH3 Азот с водородом образует 3 ковалентные связи по обменному механизму Образование молекулы
Слайд 11
Связи N-H полярные, общие электронные пары смещены в сторону атома азота как атома с большей ЭО. ЭО (Н)=2,1 ЭО (N)=3,5. Молекула полярная. NH3 Азот с водородом образует 3 ковалентные связи по обменному механизму
Слайд 12
Водородные связи увеличивают температуры кипения и плавления Между молекулами аммиака образуются водородные связи, т.е аммиак в жидком состоянии ассоциирован. NH3
Слайд 13
NH3 Р – высокая 1V: 700V, Ц Ткип = - 33,4 С Тпл = - 77,7 С 0 0 Газ, легче воздуха в 1,7 раза H2O NH3 NH3 Физические свойства Резкий запах. ТОКСИЧЕН Молекулярная кристаллическая решетка
Слайд 14
В промышленности: N2 + 3H2 2NH3+ 45,9 кДж NH3 N2 + 3H2 ↔ 2NH3 Fe, t, p смесь азота и водорода турбокомпрессор катализатор теплообменник холодильник сепаратор NH3 Способы получения
Слайд 15
В лаборатории: 1. Действием щелочей на соли аммония: 2. Гидролиз нитридов: 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3+2H2O Нашатырь + гашеная известь t Mg3N2 + 6H2O=3Mg(OH)2+2NH3 NH3
Слайд 16
NH3 – низшая степень окисления азота. -3 Аммиак – восстановитель 2. Основные свойства (неподеленная пара электронов) 3. Специфические свойства NH3 Химические свойства
Слайд 17
NH3 Реакция горения аммиака (до N2): 4NH3 + 3O2 = 2N2+ 6H2O = Аммиак-восстановитель
Слайд 18
NH3 Каталитическое окисление аммиака (до NO): 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O Аммиак-восстановитель
Слайд 19
Аммиаком можно восстановить некоторые неактивные металлы: 3CuO + 2 NH3 = 3Cu + N2 + 3H2O Аммиак обесцвечивает перманганат калия: 2KMnO4+2 NH3= 2 KOH+N2+ 2H2O +2MnO2 Аммиак обесцвечивает бромную воду: 3Br2 + 8NH3 = N2 + 6NH4Br NH3 Br2 KMnO4 I цвет
Слайд 20
Аммиак реагирует с водой, образуя гидрат аммиака (аммиачная вода): NH3 + H2O =NH4OH Изменяет окраску индикаторов: Фенолфталеин – б/цв малиновый Лакмусстановится синим NH3 Гидроксид аммония проявляет все свойства щелочей!!! Основные свойства Взаимодействие с водой
Слайд 21
NH3 + HCl → NH4Cl хлорид аммония (нашатырь) 2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 сульфат аммония Взаимодействие с кислотами NH3 Дым без огня?! (Образуется за счет образования хлорида аммония) Основные свойства
Слайд 22
Механизм реакции В солях аммония ионная связь!!! NH3
Слайд 23
Три связи образованы по обменному механизму четвертая – по донорно-акцепторному. Донор - молекула или ион, имеющие свободную пару электронов. Акцептор - молекула или ион, имеющие свободную орбиталь. N H H H H+ N H H H H + АКЦЕПТОР ДОНОР Образование иона аммония NH3 +
Слайд 24
NH3 Специфические свойства 1. Взаимодействие с гипохлоритом натрия (образование гидразина): 2NH3 + NaClO = N2H4 + NaCl+H2O Гидразин используют для получения ракетного топлива
Слайд 25
NH3 Специфические свойства 2. Взаимодействие с активными металлами (образование амидов): 2NH3 + 2К = 2KNH2 + Н2
Слайд 26
3. Взаимодействие с органическими веществами (образование аминов): NH3 + CH3Cl → CH3NH2 +HCl Специфические свойства NH3
Слайд 27
NH3 4. Комплексообразование: CuSO4 + 4NH3 → SO4 Cu(OH)2+ 4NH3 → (OH)2 Специфические свойства Благодаря своим электронодонорным свойствам, молекулы NH3 могут входить в качестве лиганда в комплексные соединения.
Слайд 28
Обобщение
Слайд 29
Азотная кислота Сульфат аммония (NH4)2SO4 Хлорид аммония NH4Cl Карбамид (мочевина) CO(NH2)2 Аммиак Удобрения Лекарства (медицина) Окислитель ракетного топлива Соли аммония для паяния Производство взрывчатых веществ Получение соды Холодильные установки Обработка драгоценных металлов NH3 Применение аммиака
Слайд 30
NH3 Техногенные катастрофы
Слайд 31
NH3 1. Нельзя прикасаться к разлитому веществу, это может вызвать болезненный ожог кожных покровов. 2. При отравлении аммиаком нельзя пить, а нужно закапать в глаза альбуцид или промыть глаза раствором борной кислоты. 3. В нос закапать теплое подсолнечное, оливковое или персиковое масло, а лицо, руки и вообще пораженные участки тела промыть 2-процентным раствором борной кислоты. ПДК аммиака составляет 0,001 мг/л. Отравление аммиаком
Слайд 35
Решите задачи: Уровень А: Какой объем аммиака можно получить при нагревании 7,4 г. гидроксида кальция с хлоридом аммония?. Уровень В: Аммиак объемом 4,48 л (н.у) сожгли в равном объеме кислорода. Определите массу полученного азота. Уровень С: Аммиак объемом 2,24 л (н.у) пропустили в раствор фосфорной кислоты массой 100 г с массовой долей кислоты 19,8%. Определите состав соли и ее массовую долю в полученном растворе. NH3 Готовимся к экзамену
Слайд 36
Кроссворд По вертикали: 1. Латинское название азота… По горизонтали: 2. Название взрывчатых веществ, полученных на основе солей аммония… 3. Ученый, впервые получивший чистый аммиак… 4. Продуктом взаимодействия аммиака с кислотой является… 5. Аммиак и его водный раствор представляют собой слабую… 6. Название 10%-го раствора аммиака – нашатырный… 7. Аммиак в реакциях с водой и кислотами образует ион… NH3
Слайд 37
Синквейн NH3 Аммиак Газообразный Растворимый в воде Восстановитель при окислении Образующий соль нашатырь Поражающий слизистые оболочки Питает растения
Слайд 38
Благодарю за внимание
Посмотреть все слайды
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Аммиак NH 3 Кириллова Маргарита Алексеевна учитель химии лицея № 369 Красносельского района
Строение атома азота N Азот 14,0067 2 5 7 2 s 2 2p 3 N 7 N II период V группа 2 s 2p На внешнем уровне атома азота – валентные 1 s -орбиталь, на которой находятся два спаренных электрона, и три p- орбитали, на каждой из которых по одному неспаренному электрону.
Образование молекулы аммиака При образовании связей в молекуле аммиака атом азота находится в состоянии sp 3 - гибридизации. 109 0 28 ’ : N + H: N:Н Н Н Н: : Н Н Н Н 107,3 0 На 4-й гибридизованной орбитали атома N находится неподеленная пара электронов. Форма молекулы – пирамидальная. Н: : Н
Строение молекул аммиака Между молекулами аммиака образуются водородные связи: Связи N-H полярные, молекула имеет пирамидальную форму, общие электронные пары смещены в сторону атома азота. Одна из вершин занята неподеленной парой электронов. Молекула сильно полярна.
Физические свойства аммиака Бесцветный газ с резким запахом. Почти в два раза легче воздуха: При охлаждении до -33 0 С – c жижается. Очень хорошо растворяется в воде, т.к. образуются водородные связи между молекулами аммиака и молекулами воды (в 1 V воды растворяется 700 V аммиака. 10%-ный р-р – “ нашатырный спирт ” . Концентрированный раствор содержит 25% аммиака.
Способы получения аммиака В промышленности: N 2 + 3H 2 2NH 3 Реакция проводится при нагревании, под давлением, в присутствии катализатора. В лаборатории: Действием щелочей на соли аммония: 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O Гидролиз нитридов: Mg 3 N 2 + 6H 2 O = 3Mg(OH) 2 + 2NH 3
Химические свойства аммиака NH 3 – низшая степень окисления азота. -3 1. Аммиак - восстановитель Реакция горения аммиака: 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O Каталитическое окисление аммиака: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O Аммиаком можно восстановить некоторые неактивные металлы: 3CuO + 2 NH 3 = 3Cu + N 2 + 3H 2 O
II. Основные свойства аммиака: При растворении аммиака в воде образуется гидрат аммиака, который диссоциирует: NH 3 + H 2 O NH 3 H 2 O NH 4 + + OH - ион аммония Изменяет окраску индикаторов: Фенолфталеин – б / цв малиновый Метилоранж – оранжевый желтый Лакмус – фиолетовый синий С кислотами образует соли аммония: NH 3 + HCl = NH 4 Cl хлорид аммония 2NH 3 + = (NH 4) 2 SO 4 сульфат аммония NH 3 + H 2 SO 4 = NH 4 HSO 4 гидросульфат аммония
Образование иона аммония NH 3 + H + = NH 4 + Н: : Н Н: : Н N N: Н: + H + Н: : Н Н: : N N: Н: + Атом азота находится в состоянии sp 3 - гибридизации. Три связи образованы по обменному механизму,четвертая – по донорно-акцепторному. Донор – атом азота – предоставляет пару электронов. Акцептор – ион Н + - предоставляет орбиталь.
Соли аммония Ион аммония по размерам и заряду близок к ионам щелочных металлов, поэтому соли аммония похожи на соли щелочных металлов. Кристаллические вещества. Белого цвета. Хорошо растворяются в воде. Их растворение в воде сопровождается поглощением тепла. Качественная реакция на ион аммония – взаимодействие солей с растворами щелочей: NH 4 NO 3 + NaOH = NaNO 3 + NH 3 + H 2 O характерный резкий запах аммиака
Разложение солей аммония при нагревании Соли летучих кислот: NH 4 Cl = NH 3 + HCl (NH 4) 2 CO 3 = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O C оли нелетучих кислот: (NH 4) 2 SO 4 = NH 4 HSO 4 + NH 3 (NH 4) 3 PO 4 = (NH 4) 2 HPO 4 + NH 3 без нагревания (NH 4) 2 HPO 4 = NH 4 H 2 PO 4 + NH 3 при нагревании Соли с анионом-окислителем: (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O NH 4 NO 2 = N 2 + 2H 2 O
Азотная кислота Аммиачнаяселитра Ca(NO 3) 2 Сульфат аммония (NH 4) 2 SO 4 Хлорид аммония NH 4 Cl Карбамид (мочевина) CO(NH 2) 2 Аммиачная вода NH 3 H 2 O Жидкий аммиак NH 3 Аммиак Азотные удобрения Производство лекарств Окислитель ракетного топлива Соли аммония для паяния Производство взрывчатых веществ Получение соды Хладоагент в промышленных холодильных установках Производство фотопленки и красителей Обработка драгоценных металлов Применение аммиака и солей аммония
Благодарю за внимание
1 слайд
Тема урока: Аммиак «Можно не любить химию, но прожить без неё сегодня и завтра нельзя» О.М. Нефёдов
2 слайд
Встречаемся с аммиаком производство HNO3 Медицина Продукт белкового обмена в живых организмах Производство удобрений Моющие средства Краска для волос Хладогент в холодильниках Сегодня аммиак - исключительной важности сырье для производства азотсодержащих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, химии, медицине, военном деле. И что не менее важно, он является одним из продуктов белкового обмена в организме.
3 слайд
История открытия аммиака Посредине ливийской пустыни стоял храм, посвященный богу Амон Ра. В древности арабские алхимики получали из оазиса Амон, находившегося около храма, бесцветные кристаллы. растирали в ступках, нагревали – и получали едкий газ. Сначала его именовали аммониак, а потом сократили название до «аммиак». В 18 веке аммиак был получен английским химиком Джозефом Пристли. Сегодня аммиак - исключительной важности сырье для производства азотсодержащих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, химии, медицине, военном деле. И что не менее важно, он является одним из продуктов белкового обмена в организме.
4 слайд
5 слайд
Физические свойства аммиака NH3 NH3 аммиак - газ: без цвета, с характерным запахом, легче воздуха (собирают в перевёрнутый вверх дном сосуд) NH3 - ЯДОВИТ! Жидкий аммиак вызывает сильные ожоги кожи; обычно его перевозят в стальных баллонах (окрашены в желтый цвет, имеют надпись "Аммиак" черного цвета) Нашатырный спирт – 3-10 % раствор аммиака Аммиачная вода - 18 -25 % раствор аммиака Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна!
6 слайд
Строение молекулы аммиака ▪ ▪ ▪ Н * * *Н Н │ N ▪▪ Атом азота за счет своих трех неспаренных электронов образует с атомами водорода 3 ковалентные полярные связи => валентность N равна ІІІ Неподеленная электронная пара атома азота способна участвовать в образовании четвертой ковалентной связи с атомами, имеющими вакантную (свободную) орбиталь по донорно-акцепторному механизму. Валентность N равна ІV Механизм донорно-акцепторной связи: H3N: + H+ = + ион аммония
7 слайд
Химические свойства аммиака Реакции, идущие с изменением степени окисления азота NH3 – сильный восстановитель без изменения степени окисления азота NH3 – слабое основание 1. аммиак – непрочное соединение, при нагревании разлагается: 2NH3 N2 + 3H2 2. аммиак горит в кислороде: NH3 + O2 → N2 + H2O 3. окисление аммиака кислородом воздуха в присутствии катализатора: NH3 + O2 NО + H2O Pt, Rh аммиак реагирует с водой: NH3 + H2O NH4OH NH4+ + OH− гидроксид аммония аммиак реагирует с кислотами: NH3 + HCl → NH4Cl хлорид аммония
8 слайд
Добрый старый аммиак, Он богач, и он бедняк, Богат неподеленными своими электронами, Но только, вот беда, ему В растворе скучно одному. Он погулять готов всегда: Там кислота, а тут вода… Потом, обобранный до нитки, Он плачет: «Где мои пожитки? Какое это беззаконие: Стал катионом я аммония!»
Презентация по слайдам
Текст слайда: Тема урока: Аммиак «Можно не любить химию, но прожить без неё сегодня и завтра нельзя» О.М. Нефёдов
Текст слайда: Встречаемся с аммиаком производство HNO3 Медицина Продукт белкового обмена в живых организмах Производство удобрений Моющие средства Краска для волос Хладогент в холодильниках Сегодня аммиак - исключительной важности сырье для производства азотсодержащих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, химии, медицине, военном деле. И что не менее важно, он является одним из продуктов белкового обмена в организме.
Текст слайда: История открытия аммиака Посредине ливийской пустыни стоял храм, посвященный богу Амон Ра. В древности арабские алхимики получали из оазиса Амон, находившегося около храма, бесцветные кристаллы. растирали в ступках, нагревали – и получали едкий газ. Сначала его именовали аммониак, а потом сократили название до «аммиак». В 18 веке аммиак был получен английским химиком Джозефом Пристли. Сегодня аммиак - исключительной важности сырье для производства азотсодержащих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, химии, медицине, военном деле. И что не менее важно, он является одним из продуктов белкового обмена в организме.
Текст слайда: Получение аммиака (NH3) t NH4Cl+ Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O Fe,t,p N2+ 3H2 2NH3+ Q
Текст слайда: Физические свойства аммиака NH3 NH3 аммиак - газ: без цвета, с характерным запахом, легче воздуха (собирают в перевёрнутый вверх дном сосуд) NH3 - ЯДОВИТ! Жидкий аммиак вызывает сильные ожоги кожи; обычно его перевозят в стальных баллонах (окрашены в желтый цвет, имеют надпись "Аммиак" черного цвета) Нашатырный спирт – 3-10 % раствор аммиака Аммиачная вода - 18 -25 % раствор аммиака Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна!
Текст слайда: Строение молекулы аммиака ▪ ▪ ▪ Н * * *Н Н │ N ▪▪ Атом азота за счет своих трех неспаренных электронов образует с атомами водорода 3 ковалентные полярные связи => валентность N равна ІІІ Неподеленная электронная пара атома азота способна участвовать в образовании четвертой ковалентной связи с атомами, имеющими вакантную (свободную) орбиталь по донорно-акцепторному механизму. Валентность N равна ІV Механизм донорно-акцепторной связи: H3N: + H+ = + ион аммония
Текст слайда: Химические свойства аммиака Реакции, идущие с изменением степени окисления азота NH3 – сильный восстановитель без изменения степени окисления азота NH3 – слабое основание 1. аммиак – непрочное соединение, при нагревании разлагается: 2NH3 N2 + 3H2 2. аммиак горит в кислороде: NH3 + O2 → N2 + H2O 3. окисление аммиака кислородом воздуха в присутствии катализатора: NH3 + O2 NО + H2O Pt, Rh аммиак реагирует с водой: NH3 + H2O NH4OH NH4+ + OH− гидроксид аммония аммиак реагирует с кислотами: NH3 + HCl → NH4Cl хлорид аммония
Текст слайда: Добрый старый аммиак, Он богач, и он бедняк, Богат неподеленными своими электронами, Но только, вот беда, ему В растворе скучно одному. Он погулять готов всегда: Там кислота, а тут вода… Потом, обобранный до нитки, Он плачет: «Где мои пожитки? Какое это беззаконие: Стал катионом я аммония!»
