часть 2 (975558), страница 34
Текст из файла (страница 34)
В лабораторных условиях акпаиак можно получить обработкои амманийных солей основаннязпе НН Х+ОН =)ЧН +Нао+Х- удобный способ получения НПс (яли )»)Нн) — гидролиз ищпгых нптрндов МдамеараО»О= ЗА)д(ОО)1+2НО» В промышленности аммиак получают, используя процесс Габера, в котором реакцию р)е(г)+ЗН»(г)=2р)Н»(г) ЬН= — !! нка«!малс К „, = )О" ана-е проводят в присутствии катализатора прк давлении 10' — 10' ат и »емпературе порядка 400 — 550'. Хотя равновесие наиболее благоприятно при низкой температуре, но даже с иаилучп1ими доступнычи катализаторами, чтобы дастип1уть ) ловле!варн тельной скорости превращения, необходимы повышенные темпераг)ры Лучшим катализатором является сс-железо, годер,капка некоторые окислы, вводимые для расширения репптки и )вели 1спии активной по. верхности.
Аммиак — бесцпем ыи ц1риз 1аз, кппшц1ш при — »8,85' н замерза1ощнй при — 77,8' 7Кидкип ам пзак преет !»1,!сок»1о геплоту испарения (327 каг)'" при зекшера1)ре кипения), и ега довольно часто применяют в обычном лабораторном»кспер1111ен1е. По физи. ческим свойствам жидкий аммиак напоминает воду; сильная ассоциация возникает вследствие полярной природь)ега молекул и сильной водоуодной связи. Его диэлектрическая проницаемость ( 22 прн — 34 па сравнению с 81 для Н»О при 25') достаточно высока, поэтому оп является вполне удовлетворительным нонизирующим растворителем. Химия соединении азота во многих отношениях похожа на химию соединений кислорода, являющихся праизвадпымн воды, Так, аммиак и вода имеютаналогичные уравнения для равновесия самоионизации: приведены производные акж|нака и Прон»с«нные а»нн»ка Прона»одни« ноны |66 Г.|НВЛ |И |67 ко!орая ускоряется солями переходяых металлов, например РеС1|.
Э!у реакцию используют для получения амида натрия в лаборатор. ных )словиях. Хгг.гги«геслгге Реаьиии с (ргастггегг и«ялиахп. Вероятно, наиболее важпымн реак«пят|и яв,|я|а|ся рг||кпнп аммиака 1. кислородом н во,'|а« )ч|«шг. |ар«| «ч» |оч |ак и|рад|, по ганька при определенных х| «ж»»" Огзг,гг!ггм |гара!!»с |ш воздухе приводит в оснав|юм к абр,| и» ««|ю ш«си| гг,!нога )уран! снпе (!2.1)1. Однако аммиак может |к,«гро«,111, г кис,шродоч иначе ()равнение (12 2)!, несмотря на |а |та процесс, пратекакнций по уравнению (!2.1), термодинамически гор»здо более выгоден 4МН (г)+Зон(1) =2ыи(г)+6Н О!г) 4М На+ 50| — 4 ХО+ 6Н,О = |о|с" ||2 !) д , |вам (|2 о) Окис!ение аьц|нака да окиси азота проводят при 750 — 900" в прис)тснвии платинового или платина.родиевого катализатора, котарыи сслектнвпо катализирует вэорую реакцию, Б лаборатории это чожно легко продеманстрнрав«пь введением в сосуд, содержащий газообразные !(! 1н и О„к)гочка раскаленной платиновой фольги, фольга будет продолжать раскаляться за счет теплоты реакции (12 2), которая идет только на поверхности металла, а коричневые парь! буд)«! «оявлятьсн вследствие взанмодепсгвня )40 с избытком КНСЛОрада, ПрннадящЕГО К абраэанаПНЮ 1(Ои В ПраМЫШЛЕН«аетн счесь окясчов азота затем абсарбируе|ся водой с образованием азотной кислоты 2МО+ Оа = 2МО ЗХО„+Нсо=2НЧО,+ МО а т Д.
Таинм абразоч, в прочышлен«ости пспольз)ют ага|осферный а.|от в такой последовательности: и о оа, Наа Ма.... Хна МΠ—;,. Ньюс|ля) про г««с сапера процесс Осгаалаха Жидкий аммиак менее активен по отношению к элекгроположительпым металлам, чеч вода (г е. металлам, непасредствен|ю реагирующим с волан с выделением позор«да), с другой стороны, жидкий аммиак легко растворяет ч«|огне элскграположнтельные металлы (щсло«шые металлы, Оа, Вг„йа н некоторые лакгапнды) с образованием си«их растворов, содержлщпх ноны металлов н сольнатнрованные электроны (сч также с|р 203) Таггие растворы устойчивы в течение длительного времени, н нх «спал«э)ют в качестве эффективны. «асстановгмслеи Однако в рас!ворс н!едлеиио про|екает реакция с»и+ [~ На — Химна+ | |,Н| Растворимость аммиака в ваде нсьлю|н|ельпа нозика Удается выделить два крнсталлогидрата, усэойчнвых «р» нинкой теин!Сратуре, !(Ни.НеО (т. пл.
!94,15' К) и 2М11 11|0 г| «7 (94,32 К), в которых молекулы аммиака н воды сааза«м «о|аргл»ычн связями Оба кристаллогидрата не содержат ш| иона«КН; н 011 нн дискретных молекул г«Н|ОН, Так, ХН„!110 сггдернгпг цепи н| молекул воды, связанных водородным«с«язв»н |2,7| Л) Эти пепи щпиваются ыалекуламн )»Н, в трехмсрнна ре«|с|и! за счет св»- зеп 011 .Х (2,78 А) и О 11 — М !'1,21 — ! 2'! )! В водных растварах аммиак, вероятна, гнд)ш|прар„«| ш1иш«1,1» ж« абрагом Хотя обычна считают, что водные раста«11«г.г,г«1»гг,гг, |»«|»ю|ся р,!с!во!нгмп слабого основания '!1,О11, «,|»ш,и и «1» ||1«|гш ш и и аччаниян, эта ие с«за!веге!в) с! и гг«1 с|«ы«|ф «1111, 1|и 1, ». |» 1 пнк» нх дггпных, свидетел|,с|в| ющн о с| гцсг|«а«,ш««| си«ап««ров |иного '«1!1ОН, н, наоборот, есть основания по|ш,||«, 1|о ап гье|1«гсств1ен Растворы аммиака лучше всего оп|сына|э фарм).|о | М14 гаг!! вместе со следующим равновесием: К = а =! 8! 1О-а(рд,=47««) (сг нее)! аи -1 на* Гни„! ;, ! |,|и«Ч|+ Нао = МН«+ ОН- НН,ОП можно считать сильиьсн основанием, так как он полностью диссоцнировап в воде 1 н.
раствор аьмчиака содержит только 0,0042 г-экв МН а'- и ОН .ионов. й(етодотг ЯЫР показано, что аэомы водорода в ма.ек| ле а!гни!а!га легка обчевиваются с нодон н,о-! Нн„— он--! «н" хотя в газовой фазе нлп в лндкаег» абнгг «м.ж|1 1ггг |сь а|ми К!! не происхотш, если в |дэ «аш| с ыа 1 |а |с|ш Анггганггггиыса гош 0)щсшп|с| чпажссгва э«вольно усто«чнвых ьрнсэаллических сотен штралдрнчесьо|о иана аччання, большинство нэ пих раствориню э воде, подобна солям щелочных нюталтов (:а.|и сильных кислот палносгыа нанизированы, н пх растворы слегка кислые МНаС1= Мн, + С!- я — со !ин,а+Нсо=аынн+НаО- )С,„, =66 |О- МН' + Нсо . Н,о' + МН,( Ч! «осло«а о«иоаннис наслоил оснсааиис Так, ! М раствор имеет РН-4,7.
Констант) равновесия второй ре. акции иногда называют константой гидролнза; однако с полпыи! основанием ее можно си!тать константой кислот«осги катнанной кислоты )н(НТ, а всю систему рассчатривать как кпсдогна-основное равновесие гллвл гэ лзот Ахгыоиийные сали (за нсклкгченнем тех случаев, где важен эффект водородной связи) по растворимости и строению обычно нана. мннают соли калия и рубндня, гвк ьак нсе три иона обладают сравнимыми радиусами: М)1,' — 1,!3 й, Е' — 1,33 Л, к1)+=1,48 Л.
Многие аммонийпые соли ) чегучив«гоген с одновременной днссоциацпей при температ) рг гхоло 3(Ю, гоь, папрнхгер: НН»СНгв)= Ннлг)-4-1!Сггг) гл — 42,) ль г г/иогь К,.=!О КН»МСггг(тв) = М!1»гг) НМО,(г) д// = 40 9 »лог/ггогь Некогорые соли, содержащие аниоиы-окислитсли, при нагревании разлагаются с окислением азота до М,О нли Мв илк и того и другого одновременно. Например: (НН4)»Сг»04(»в) Н»(г) + 4Н»О(г)+ С»»0»мв) Лг// = — 75.4 ккол/коль НН»МО»(ж)=Н,О(г)+ 211,0(г) ЗН-- — 55 клог/»мль При умеренных тсмпературат пптраг азггюггггя обратимо улетучивается; прн более в»шакая гсшшрлт) рс наступаег»гшогс1гхгггческое необратимое разложение, дающее главным образом М,О. Эгу реакцию исггозь»)шг для проггышленгшга по.г)чения М»О.
При еще более высоких тсмпершурах М,О разлагаеися иа кислород к аког. Нитрат аммония может дегоинровать при инициировании процесса другими взрывчатыми веществами; смесь нитрата аммония с трнннт. ротолуолом или другими взрывчатыми веществами используют для наполнения бомб. Разложение жидкого нитрата аммония также может происходить взрывообразно; известен ряд разрушительных взрывов, последовавших после воспламенения нит!гага аммония. Производные аммиака.
Известно огромное число соединений, которые можно рассматривать как производные аммиака, получающиеся заменой атомов водорода на органические нли неорганические радикалы. Большинство из них, такие, как амины и амиды, обычно относят к органическггьг соединениям, и здесь оии не будут рассмотрены. Однако необходимо отметить, что тетралкнлазмгонневые катионы К»Мг часто использукп в неорганической химии, когда необходимы болыпне однозарядные катионы. Обычно их по. лучают следующим путем: ц»М+)~ дг)1 затем 1 можно заменить на иитересзк«цнй аннан, пслальзуя различные реакции замещения в подходящих растворителях.
Некоторые важные гогеарганнческие» ггроизвадные аммиака рассмотрены в последующих разделах. Гидразин. Молекула гидразина М,Н„является продуктом замещения атома водорода в молекуле аммиака группой МНв Поэтому можно б«ла бы предположгпь, что он является основанием несколь- ко более слабым, чем ахгхгиак, что н подтверждается практически, и, конечно, бифункциональпым основанием Нгнг(ая)+Н»О =Н»Н»+ОН Кг я — — 8,5.10 ' Н,Н»(вя)+Н.О Н Н "+ОН К„,.
8 З 1О Безводный М»Н, (т.пл. 2", т.кнп. 114') — дымящая бесцветная жидкость с высокой диэлектрической пронипаемостыо (в=52 при 25'). Он неожиданно устойчив, поскольку является эндотерми- ческим соединением Н (г)+2Н»(г)= Н»Н„гж) ХП1=-12хгккгг г/иом Гидразин может гореть па вагди хе с вгизс.гсг~ггсы зла«игольного количества теплоты Н»нг(ж)+0»(г)=М,(г)+2!140 (к) ЗН=1486ккоггиогь что и объясняет проявляемый к нему н некоторым его алкилированным производным интерес как к потенциальному ракетному топливу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
