Соли аммония: свойства. Соли аммония: применение

Аммоний – одно из многочисленных соединений азота. Его соли обладают рядом интересных свойств и находят практическое применение во многих областях человеческой деятельности. Исследованием свойств этого элемента занимается химия. Соли аммония изучаются в разделе исследования взаимодействий азота с другими химическими элементами.

Что такое аммоний

Чтобы узнать, что такое аммоний, следует более внимательно ознакомиться с принципом соединения азота и атомов углерода. Молекула аммиака записывается в виде NH_3. Атом азота связан своими ковалентными связями с тремя протонами. Вследствие внутренней структуры азота одна связь остается нераспределенной.

Поэтому NH₃ активно вступает в различные ковалентные связи с другими элементами, задействуя нераспределенную электронную пару. Если в соединение вступает ядро водорода, то образуется ион аммония. Схема реакции приведена ниже:

Как можно видеть, в данной реакции молекула аммиака является акцептором одного протона и тем самым ведет себя как основание. Аммоний в свободном виде не существует, так как практически мгновенно распадается на водород и аммиак. Соли аммония получаются в результате взаимодействия этого элемента с другими веществами. Как показывают практические опыты, аммоний вступает в различные соединения с кислотами, нейтрализуя их и образовывая соли аммония. Например, в случае вступления в реакцию с соляной кислотой происходит образование одной из солей этого элемента:

NH₃ + HCl = NH₄Cl

В результате реакции получается хлорид соли аммония.

Взаимодействие с водой

Аммоний хорошо взаимодействует с водой. В итоге реакции получаются гидраты аммиака усиленной концентрацией ОН^-. Химическая запись реакции:

NH₃ + H₂O → NH₄ + OH^-

Поскольку количество ионов гидроксогруппы чрезвычайно велико, то водные растворы аммиака обладают щелочной реакцией. Однако по старой химической привычке водный раствор аммиака записывают, как NH₄OH. Данное вещество называется гидроксидом аммония, а щелочную реакцию этого соединения рассматривают в виде диссоциации молекул, на которые раскладывается аммиак.

Соли аммония. Свойства и основные характеристики

Большая часть солей NH₄ практически бесцветны и довольно хорошо растворяются в воде. Данное соединение обладает многими свойствами металлов, поэтому и соли аммония ведут себя так же, как и соли различных металлов. Вот несколько примеров такого подобия:

- Соли NH₄ являются хорошими электролитами. Они подвергаются гидролизу в различных растворах. Эту реакцию можно проследить на примере диссоциации хлорида аммония:

NH₄Cl= NH₄⁺+ HCl^-

- Подвержены гидролизу. В результате получается реакция соли слабого основания и сильной кислоты:

- имеют ионную кристаллическую решетку, обладают электропроводимостью;

- не выдерживают высоких температур и распадаются на составляющие.

Необратимые и обратимые процессы

Распад солей аммония под воздействием температур может быть необратим, либо же представлять собой обратимый процесс. Если анион соли проявляет несильные свойства окислителя, соли распадается обратимо. Классическим примером такой реакции является хлорид аммония: при повышении температуры реакции он в конце концов распадается на собственные исходные элементы - хлористый водород, а также аммиак. Если стенки сосуда не прогревать, на них появляется налет. Так генерируется хлорид аммония.

Другие соли этого элемента, анион в которых имеет ярко выраженные свойства окислителя, распадаются безвозвратно. Стандартным примером такой реакции может служить распад нитрата аммония, который выглядит следующим образом:

NH₄NO₃ = N₂O ↑+ H₂O

Поскольку один из продуктов взаимодействия покидает ее поле, реакция прекращается.

Применение аммиака и солей аммония

Весомая доля аммиака, добываемого промышленным путем, идет на применение его в установках для заморозки и охлаждения. Находят соли аммония применение в повседневной жизни и в медицине. Но подавляющая часть аммиака идет на изготовление азотной кислоты и разнообразных азотсодержащих соединений, прежде всего, различных минеральных удобрений.

Азотистые удобрения

Наиболее известные соли производной азота, применение которых в хозяйственной деятельности крайне важно – это сульфат аммония, нитрат аммония, хлорид аммония. Азот – необходимая составляющая часть белков. Этот элемент является обязательным для существования любого живого организма. Растения извлекают азот из плодородного грунта, где этот элемент находится преимущественно в связанном виде. Обычно азот встречается, как соли аммония и соединения азотной кислоты. Растворяясь во влажной почве, эти неорганические соединения попадают в организмы растений и перерабатываются ими в различные белки и аминокислоты. Животные и люди не могут усваивать азот ни в свободном виде, ни в качестве его простых соединений. Для питания и роста им необходим белок, составной частью которого обязательно является азот. Только при участии растений мы получаем столь необходимый нам элемент для жизни и здоровья.

Почвы в естественной среде содержат незначительное количество азота. После сбора каждого урожая вместе с растениями уносится и то малое количество азота, которое прежде находилось в земле. Чтобы ускорить процесс регенерации почвы, и применяются азотистые удобрения.

Сульфат аммония. Формула этого соединения - (NH4)₂SO_4. Эта соль аммония служит основой для множества удобрений.

Нитрат аммония. Формула этого вещества - NH₄NO₃. Это также известное удобрение, которое хорошо усваивается растениями. Кроме сельскохозяйственного применения, нитрат аммония используется в военной и горнодобывающей отрасли – на его основе изготавливаются взрывчатые смеси (аммоналы), применяемые для подрывных работ.

Нашатырь

Хлорид аммония. Хорошо известен, как нашатырь. Его химическая формула - NH₄Cl. Это соединение хорошо известно в производстве лакокрасочной продукции, в текстильном деле, используется нашатырь и в гальванических элементах. Хорошо известен хлорид аммония пайщикам и лудильщикам. В своей работе они часто задействуют хлористые соли аммония. Применение этого вещества помогает удалить с поверхности металлов тончайшие оксидные пленки. Прикосновение разогретого металла к нашатырю вызывает соответствующую реакцию оксидов – они либо переходят в хлориды, либо восстанавливаются. Хлориды быстро улетучиваются с поверхности металла. Процесс реакции для меди может быть записан следующим образом:

4CuO + 2 NH₄Cl = 3Cu + 2CuCl₂ + N₂ +4H₂O.

Аммиак в жидком виде и крепкие растворы солей аммония также применяются в качестве азотных удобрений – содержание азота в них выше, чем в твердых удобрениях, и усваивается растениями он лучше.