Аммоний

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Аммоний

14.06.2021

Аммоний — полиатомный катион с химической формулой NH4+. Аммоний с анионами образует соли аммония, аммониевые соединения, последние входят в большой класс ониевых соединений. Ион аммония NH4+ является правильным тетраэдром с азотом в центре и атомами водорода в вершинах тетраэдра. Размер иона — 1,43 Å.

Существует также короткоживущий свободный радикал аммония с формулой NH4 (см. Свободный аммоний).

Диссоциация солей аммония

При диссоциации солей аммония в водных растворах образуется катион аммония, например:

N H 4 C l ⇄ N H 4 + + C l − {displaystyle {mathsf {NH_{4}Cl ightleftarrows NH_{4}^{+}+Cl^{-}}}}

Свойства солей аммония

Большинство солей аммония — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и легко разлагающиеся при нагревании с выделением газов.

  • Прочность солей аммония сильно различается. Чем сильнее кислота HX, тем более устойчива соль аммония. Так, соль сильной соляной кислоты хлорид аммония NH4Cl вполне стабилен при комнатной температуре, а соль слабой угольной кислоты карбонат аммония (NH4)2CO3 в этих условиях заметно разлагается.

Аммониевые соли летучих кислот при нагревании разлагаются, выделяя газообразные продукты, которые при охлаждении вновь образуют соль:

N H 4 C l ⇄ N H 3 + H C l {displaystyle {mathsf {NH_{4}Cl ightleftarrows NH_{3}+HCl}}}

Если соль образована нелетучей кислотой, то нагревание протекает с разложением аммонийной соли:

N H 4 H 2 P O 4 → N H 3 + H 3 P O 4 {displaystyle {mathsf {NH_{4}H_{2}PO_{4} ightarrow NH_{3}+H_{3}PO_{4}}}}
  • Если анион соли аммония содержит атом-окислитель, то при её нагревании происходит реакция внутримолекулярного окисления-восстановления, например:
( N H 4 ) 2 C r 2 O 7 → C r 2 O 3 + N 2 + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {(NH_{4})_{2}Cr_{2}O_{7} ightarrow Cr_{2}O_{3}+N_{2}+4H_{2}O}}} N H 4 N O 3 → N 2 O + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {NH_{4}NO_{3} ightarrow N_{2}O+2H_{2}O}}}
  • Восстановительные свойства аммония используются во взрывчатых веществах, например аммоналах.

Реакция обнаружения аммония

Реакция для обнаружения аммония — выделение аммиака при действии едких щелочей на соли аммония:

N H 4 C l + N a O H → N a C l + N H 3 + H 2 O {displaystyle {mathsf {NH_{4}Cl+NaOH ightarrow NaCl+NH_{3}+H_{2}O}}}

Широко используется для спектрофотометрического количественного анализа также реакция с реактивом Несслера.

«Свободный аммоний»

При взаимодействии раствора хлорида аммония с амальгамой натрия образуется «амальгама аммония» — тестообразная масса, выделяющая водород и аммиак.

При действии NH4I на синий раствор металлического натрия в жидком аммиаке наблюдается обесцвечивание, которое может быть интерпретировано как образование «свободного аммония»:

N a + N H 4 I → N a I + N H 4 {displaystyle {mathsf {Na+NH_{4}I ightarrow NaI+NH_{4}}}}

Заметное разложение этого раствора с выделением водорода идет при температурах выше −40 °C, образовавшаяся бесцветная жидкость легко присоединяет иод (предположительно — по схеме:

2 N H 4 + I 2 → 2 N H 4 I {displaystyle {mathsf {2NH_{4}+I_{2} ightarrow 2NH_{4}I}}}

однако существование свободного радикала NH4 в этом случае сомнительно, в 1960-х годах предполагалось, что в этом растворе присутствуют сольватированные аммиаком атомы водорода H•NH3.

Замещённые соединения аммония

Органические

Атомы водорода в аммонии могут быть замещены на органические радикалы. Существуют соединения одно-, двух-, трёх- и даже четырёхзамещённого аммония. Гидроксиды четырёхзамещённого аммония (например, гидроксид тетраметиламмония) могут быть выделены в свободном состоянии и являются намного более сильными щелочами, чем сам аммоний и его производные меньшей степени замещения.

Неорганические

Тетрафтораммоний [NF4]+ представляет собой аммоний, все четыре атома водорода в котором замещены фтором. Тетрафтораммоний является одним из немногих соединений, в которых азот имеет степень окисления +5, является сильнейшим окислителем и устойчив только в соединении с комплексными фтористыми анионами, например, тетрафторборатом [BF4]−.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: