Как составить соли аммония

Соли аммония

Соли аммония – это соли, состоящие из катиона аммония и аниона кислотного остатка.

Способы получения солей аммония

1. Соли аммония можно получить взаимодействием аммиака с кислотами. Реакции подробно описаны выше.

2. Соли аммония также получают в обменных реакциях между солями аммония и другими солями.

Например, хлорид аммония реагирует с нитратом серебра:

NH₄Cl + AgNO₃ → AgCl + NH₄NO₃

3. Средние соли аммония можно получить из кислых солей аммония. При добавлении аммиака кислая соль переходит в среднюю.

Например, гидрокарбонат аммония реагирует с аммиаком с образованием карбоната аммония:

NH₄НCO₃  +   NH₃   →   (NH₄)₂CO₃

Химические свойства солей аммония

1. Все соли аммония – сильные электролиты, почти полностью диссоциируют на ионы в водных растворах:

NH₄Cl   ⇄   NH₄⁺ + Cl^–

2. Соли аммония проявляют свойства обычных растворимых солей –вступают в реакции обмена с щелочами, кислотами и растворимыми солями, если в продуктах образуется газ, осадок или образуется слабый электролит.

Например, карбонат аммония  реагирует с соляной кислотой. При этом выделяется углекислый газ:

(NH₄)₂CO₃    +   2НCl →   2NH₄Cl + Н₂O + CO₂

Соли аммония реагируют с щелочами с образованием аммиака.

Например, хлорид аммония реагирует с гидроксидом калия:

NH₄Cl     +   KOH   →   KCl    +   NH₃   +   H₂O

(NH₄)₂CO₃    +   2KOH   →   K₂CO₃   +   2NH₃   +   2H₂O

(NH₄)₂SO₃    +   2KOH   →   K₂SO₃   +   2NH₃   +   2H₂O

(NH₄)₂SO₄    +   2KOH   →   K₂SO₄   +   2NH₃   +   2H₂O

(NH₄)₃PO₄    +   3KOH   →   K₃PO₄   +   3NH₃   +   3H₂O

NH₄NO₃     +   KOH   →   KNO₃   +   NH₃   +   H₂O

Взаимодействие с щелочами — качественная реакция на ионы аммония. Выделяющийся аммиак можно обнаружить по характерному резкому запаху и посинению лакмусовой бумажки.

3. Соли аммония подвергаются гидролизу по катиону, т.к. гидроксид аммония — слабое основание:

NH₄Cl   +    Н₂O    ↔   NH₃ ∙ H₂O   +   HCl

NH₄⁺     +     HOH    ↔   NH₃ ∙ H₂O      +   H⁺

4. При нагревании соли аммония разлагаются. При этом если соль не содержит анион-окислителя, то разложение проходит без изменения степени окисления атома азота. Так разлагаются хлорид, карбонат, сульфат, сульфид и фосфат аммония:

NH₄Cl   →    NH₃   +   HCl

NH₄HCO₃    →   NH₃   +   CO₂    +   H₂O

  (NH₄)₂SO₄    →   NH₄HSO₄   +  NH₃

NH₄HS  →   NH₃   +   H₂S

Если соль  содержит анион-окислитель, то разложение сопровождается  изменением степени окисления атома азота иона аммония. Так протекает разложение нитрата, нитрита и дихромата аммония:

NH₄NO₂   →   N₂    +    2H₂O  

190 – 245° C:

NH₄NO₃  →   N₂O   +   2H₂O

При температуре выше 300°C:

2NH₄NO₃    →   2N₂   +   O₂   +   4H₂O

Разложение бихромата аммония («вулканчик»). Оранжевые кристаллы дихромата аммония под действием горящей лучинки бурно реагируют. Дихромат аммония – особенная соль, в ее составе – окислитель и восстановитель. Поэтому «внутри» этой соли может пройти окислительно-восстановительная реакция (внутримолекулярная ОВР):

(NH₄)₂Cr₂O₇  →   Cr₂O₃    +   N₂   +   4H₂O

Окислитель –  хром (VI) превращается в хром (III), образуется зеленый оксид хрома. Восстановитель – азот, входящий в состав иона аммония, превращается в газообразный азот. Итак, дихромат аммония превращается в зеленый оксид хрома, газообразный азот и воду. Реакция начинается от горящей лучинки, но не прекращается, если лучинку убрать, а становится еще интенсивней, так как в процессе реакции выделяется теплота, и, начавшись от лучинки, процесс лавинообразно развивается. Оксид хрома (III) – очень твердое, тугоплавкое вещество зеленого цвета, его используют как абразив. Температура плавления – почти 2300 градусов.  Оксид хрома – очень устойчивое вещество, не растворяется даже в кислотах. Благодаря устойчивости и интенсивной окраске окись хрома используется при изготовлении масляных красок.

Видеоопыт разложения дихромата аммония можно посмотреть здесь.

Соли аммония

Соли аммония — это сложные вещества, в состав которых входят ионы аммония NH₄⁺, соединённые с кислотными остатками.

Например,

NH₄Cl – хлорид аммония

(NH₄)₂SO₄ — сульфат аммония

NH₄NO₃ – нитрат аммония

(NH₄)₃PO₄ – ортофосфат аммония

(NH₄)₂HPO₄ – гидроортофосфат аммония

NH₄H₂PO₄ – дигидроортофосфат аммония

Физические свойства

Кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.

Получение

1 способ — Аммиак + кислота:

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

2 способ — Аммиачная вода + кислота:

2NH₄OH + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄+ 2Н₂O

Химические свойства

ОБЩИЕ

1. Сильные электролиты (диссоциируют в водных растворах)

NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^—

2. С кислотами (реакция обмена)

(NH₄)₂CO₃ + 2НCl = 2NH₄Cl + Н₂O + CO₂

2NH₄⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^— = 2NH₄⁺ + 2Cl^— + Н₂O + CO₂

CO₃^2- + 2H⁺ = Н₂O + CO₂­

3. С солями (реакция обмена)

(NH₄)₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ = BaSO₄↓ + 2NH₄NO₃

2NH₄⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2NO₃^— = BaSO₄↓ + 2NH₄⁺ + 2NO₃^—

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ

1. Разложение при нагревании.

a) если кислота летучая

NH₄Cl =^t= NH₃­ + HCl­

NH₄HCO₃ =^t= NH₃­ + Н₂O­ + CO₂­

б) если анион проявляет окислительные свойства

NH₄NO₃ =^t= N₂O­ + 2Н₂O­

(NH₄)₂Cr₂O₇ =^t= N₂­ + Cr₂O₃ + 4Н₂O­

2. Качественная реакция на NH₄⁺ — ион аммония.

При нагревании со щелочами выделяется газ аммиак

NH₄Cl + NaOH =^t= NaCl + NH₃­↑+ Н₂O

3. Соли аммония подвергаются гидролизу (как соль слабого основания и сильной кислоты) – среда кислая:

NH₄Cl + Н₂O ↔ NH₄OH + HCl

NH₄⁺ + Н₂O ↔ NH₄OH + H⁺

Применение

Нитрат аммония (аммиачная селитра) NH₄NO₃ применяют как азотное удобрение и для изготовления взрывчатых веществ — аммонитов;

Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ — как дешёвое азотное удобрение;

Гидрокарбонат аммония NH₄HCO₃ и карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ — в пищевой промышленности при производстве мучных кондитерских изделий в качестве химического разрыхлителя, при крашении тканей, в производстве витаминов, в медицине;

Хлорид аммония (нашатырь) NH₄Cl — в гальванических элементах (сухих батареях), при пайке и лужении, в текстильной промышленности, как удобрение, в ветеринарии

В химических соединениях NH4+ проявляет себя как положительный однозарядный катион щелочного металла. При взаимодействии с кислотными анионами образуются вещества c кристаллической структурой – соли аммония: нитрат NH4N03, хлорид NH4C1, сульфат (NH4)2S04, которые состоят из аниона кислоты и аммонийной группы.

Соли аммония получают в ходе реакции нейтрализации, которая осуществляется в процессе взаимодействия аммиака с кислотами.

Соли аммония, как, в принципе, большинство щелочных металлов, могут диссоциировать (расщепляться на катионы и анионы) в водных растворах на ионы: аммонийные соли, как и соли щелочных металлов, диссоциируют на ионы:

NH4N03 ↔ NH4++ NO3-

В процессе нагревания сухие аммонийные соли разлагаются на аммиак и кислоту; данный процесс еще называют термической диссоциацией.

Образовавшаяся кислота (например, хлористоводородная кислота) вместе с NH3 улетучивается, а при охлаждении соединяется с аммиаком и получается соль. Следует сказать, что возможен и процесс обратимого разложения:

NH3 + HCl ↔ NH4Cl

Таким образом, при нагревании нашатырь возгоняется, однако, через некоторое время на верхних частях пробирки снова появляется белый налет хлорида аммония. В результате образования соли нелетучей кислотой, например, (NH4)2S04, во время нагревания улетучивается только NH3, а кислота остается. Такой процесс называется необратимым разложением.

Все соли аммония хорошо разлагаются щелочами (при нагревании) с выделением аммиака:

NH4+ + ОН -↔NH3↑+ Н20

Эту реакцию используют для распознавания минеральных удобрений с аммонийной формой азота.

При взаимодействии карбоната аммония с минеральными и органическими кислотами выделяется диоксид карбона. При взаимодействии сульфат или хлорид аммония с AgNO3 или BaCl образуются характерные осадки, белого цвета.

Соли аммония: примеры

Аммонийные соли широко применяются в сельском хозяйстве. Это прекрасный материал для минеральной подкормки растений (например, сульфат аммония – (NH4)2S04). Как известно нитроген растения могут усваивать только в связанном виде (NO3, NH4). Поэтому азотистые соединения являются очень эффективными. Огромное значение имеет нитрат аммония, который содержит аммонийный NH4 нитратный NO3- азот.

Дигидрофосфат и гидрофосфат аммония, известные под названиями аммофоса NH4H2P04 и диаммофоса (NH4)2НР04, содержат два химических элемента питания растений — нитроген и фосфор. Соли аммония входят в состав тукосмесей.

При взаимодействии аммиака с оксидом карбона (IV) синтезируют мочевину или карбамид NH2–CO–NH2.

Хлорид аммония (NH4C1) или нашатырь используют в гальванических элементах, при крашении и ситцепечатании, лужении и паянии. Контактируя с нагретым металлом, нашатырь разлагается на хлористый водород и аммиак. Соляная кислота взаимодействует с оксидом, загрязняющим поверхность металла, при этом образовывается летучая соль.

Следует обратить внимание, что к очищенной поверхности очень хорошо пристает припой. NH4NO3 (нитрат аммония) вместе с углем и солями алюминия являются составной частью взрывчатого вещества – аммонала. Указанные соединения используют при разработке горных пород. Гидрокарбонат аммония (NH4НСО3) очень часто применяют в пищевой и кондитерской промышленности. Это соединение также используют как консервант для разных видов кормов. NH4HCO3 обладает денитрофицирующими свойствами, что способствует ускорению созревания урожая.

Качественная реакция на соли аммония. При нагревании раствора солей аммония со щелочами образуется гидроксид аммония, который расщепляется с выделением аммиака.

О наличии аммиака можно судить по специфическому запаху, а также с помощью цветных бумажных индикаторов. Для проведения этой реакции необходимо взять 1,0 см3 раствора соли аммония добавить 0,5 см3 раствора гидроксида натрия и нагреть. В процессе нагревания выделяется аммиак, образуется характерный запах, красный лакмус синеет.