A amônia é um gás com excelente solubilidade em água: até 700 litros de um composto gasoso podem ser dissolvidos em um litro dele. Como resultado, não apenas o hidrato de amônia é formado, mas também partículas de grupos hidroxila, bem como amônio. Este é um íon resultante da interação de moléculas de gás e prótons de hidrogênio separados da água. Em nosso artigo, consideraremos suas propriedades e aplicações na indústria, medicina e vida cotidiana.
Como as partículas de amônio são formadas
Um dos tipos mais comuns de ligações químicas, características tanto de compostos inorgânicos quanto de substâncias orgânicas, é a ligação covalente. Pode ser formado tanto pela sobreposição de nuvens de elétrons com o tipo oposto de rotação - spin, quanto com a ajuda de um mecanismo doador-aceitador. Desta forma, o amônio é formado, cuja fórmula é NH4+. Neste caso, a ligação química é formada usando o orbital livre de um átomoe uma nuvem eletrônica contendo dois elétrons. O nitrogênio fornece ao íon seu próprio par de partículas negativas, e o próton de hidrogênio tem um orbital 1s livre. No momento da aproximação de dois elétrons nuvem de nitrogênio torna-se comum para ele e o átomo de H. Esta estrutura é chamada de nuvem de elétrons moleculares, na qual se forma a quarta ligação covalente.
Mecanismo doador-aceitador
Uma partícula que fornece um par de elétrons é chamada de doador, e um átomo neutro que doa uma célula de elétrons vazia é chamado de aceptor. A ligação formada é chamada de doador-aceptor ou coordenação, não esquecendo que é um caso especial da ligação covalente clássica. O íon amônio, cuja fórmula é NH4+, contém quatro ligações covalentes. Destas, três que combinam átomos de nitrogênio e hidrogênio são as espécies covalentes usuais, e a última é uma ligação de coordenação. No entanto, todas as quatro espécies são absolutamente equivalentes entre si. A interação entre as moléculas de água e os íons Cu2+ ocorre de forma semelhante. Neste caso, forma-se uma macromolécula de sulfato de cobre cristalino.
Sais de amônio: propriedades e produção
Em uma reação de adição, a interação de um íon hidrogênio e amônia resulta na formação de um íon NH4+ íon. A molécula NH3 se comporta como um aceptor, portanto possui propriedades de base pronunciadas. A reação com ácidos inorgânicos leva ao aparecimento de moléculas de sal: cloreto, sulfato, nitrato de amônio.
NH3 + HCl=NH4Cl
O processo de dissolução da amônia em água também leva à formação de um íon amônio, que pode ser obtido pela equação:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Como resultado, a concentração de partículas de hidroxila aumenta em uma solução aquosa de amônia, também chamada de hidróxido de amônio. Isso leva ao fato de que a reação do meio se torna alcalina. Pode ser determinado usando o indicador - fenolftaleína, que muda sua cor de incolor para framboesa. A maioria dos compostos tem a forma de substâncias cristalinas incolores, facilmente solúveis em água. Em muitas de suas manifestações, eles se assemelham a sais de metais ativos: lítio, sódio, rubídio. As maiores semelhanças podem ser encontradas entre os sais de potássio e de amônio. Isso é explicado pelos tamanhos semelhantes dos raios de íons de potássio e NH4+. Quando aquecidos, eles se decompõem para formar gás de amônia.
NH4Cl=NH3 + HCl
A reação é reversível, pois seus produtos podem interagir novamente entre si para formar um sal de amônio. Quando a solução de cloreto de amônio é aquecida, as moléculas de NH3 evaporam imediatamente, então o cheiro de amônia é ouvido. Portanto, uma reação qualitativa ao íon amônio é a decomposição térmica de seus sais.
Hidrólise
A água de amônia exibe as propriedades de uma base fraca, portanto os sais contendo NH4+ partículas sofrem um processo de troca com a água - hidrólise. As soluções de cloreto ou sulfato de amônio têm uma reação levemente ácida, pois nelasum excesso de cátions de hidrogênio se acumula. Se você adicionar álcali a eles, por exemplo, hidróxido de sódio, as partículas de hidroxila se ligarão aos prótons de hidrogênio para formar moléculas de água. Por exemplo, a hidrólise do cloreto de amônio é uma reação de troca entre sal e água, levando à formação de um eletrólito fraco - NH4OH.
Características da decomposição térmica de sais de amônio
A maioria dos compostos deste grupo, quando aquecidos, formam amônia gasosa, o processo em si é reversível. No entanto, se o sal tiver propriedades oxidantes pronunciadas, por exemplo, o nitrato de amônio é um deles, então, quando aquecido, se decompõe irreversivelmente em monóxido de nitrogênio e água. Esta reação é uma reação redox, na qual o íon amônio é o agente redutor, e o ânion do resíduo ácido do ácido nitrato é o agente oxidante.
Valor dos compostos de amônia
Tanto o próprio gás de amônia quanto a maioria de seus sais têm uma ampla gama de aplicações na indústria, agricultura, medicina e vida cotidiana. Em baixa pressão (cerca de 7-8 atm.), o gás se liquefaz rapidamente, absorvendo uma grande quantidade de calor. Portanto, é usado em unidades de refrigeração. Em laboratórios químicos, o hidróxido de amônio é usado como uma base volátil fraca conveniente para experimentos. A maior parte da amônia é utilizada para obter ácido nitrato e seus sais - importantes fertilizantes minerais - nitrato. O nitrato de amônio tem um teor de nitrogênio particularmente alto. Também é usado em pirotecnia e em trabalhos de demolição para a fabricação deexplosivos - amoníacos. A amônia, que é cloreto de amônio, encontrou aplicação em células galvânicas, na produção de tecidos de algodão e em processos de soldagem de metais.
A substância neste caso acelera a eliminação de filmes de óxido na superfície do metal, que são convertidos em cloretos ou são reduzidos. Na medicina, a amônia, que tem um odor pungente, é usada como meio de restaurar a consciência após um paciente desmaiar.
Em nosso artigo, examinamos as propriedades e aplicação do hidróxido de amônio e seus sais em várias indústrias e medicamentos.
