Question

Какой тип и класс вещества аммиака?

Answer 1

Благодаря наличию неподеленной электронной пары во многих реакциях аммиак выступает как основание Бренстеда или комплексообразователь (не следует путать понятия «нуклеофил» и «основание Бренстеда». Нуклеофильность определяется сродством к положительно заряженной частице. Основание имеет сродство к протону. Понятие «основание» является частным случаем понятия «нуклеофил»). Так, он присоединяет протон, образуя ион аммония:{\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+H^{+}\longrightarrow NH_{4}^{+Водный раствор аммиака («нашатырный спирт») имеет слабощелочную реакцию из-за протекания процесса:{\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+H_{2}O\rightarrow NH_{4}^{+}+OH^{- Ko=1,8·10−5Взаимодействуя с кислотами, даёт соответствующие соли аммония:{\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+HNO_{3}\rightarrow NH_{4}NO_{3Аммиак также является очень слабой кислотой (в 10 000 000 000 раз более слабой, чем вода образовывать с металлами соли — амиды, имиды и нитриды. Соединения, содержащие ионы NH2- называются амидами, NH2- — имидами, а N3- — нитридами. Амиды щелочных металлов получают, действуя на них аммиаком:{\displaystyle {\mathsf {2NH_{3}+2K\longrightarrow 2KNH_{2}+H_{2

Амиды, имиды и нитриды ряда металлов образуются в результате некоторых реакций в среде жидкого аммиака. Нитриды можно получить нагреванием металлов в атмосфере азота.

Амиды металлов являются аналогами гидроксидов. Эта аналогия усиливается тем, что ионы ОН− и NH2−, а также молекулы Н2O и NH3 изоэлектронны. Амиды являются более сильными основаниями, чем гидроксиды, а следовательно, подвергаются в водных растворах необратимому гидролизу:

{\displaystyle {\mathsf {NaNH_{2}+H_{2}O\rightarrow NaOH+NH_{3

и в спиртах:

{\displaystyle {\mathsf {KNH_{2}+C_{2}H_{5}OH\rightarrow C_{2}H_{5}OK+NH_{3

Подобно водным растворам щелочей, аммиачные растворы амидов хорошо проводят электрический ток, что обусловлено диссоциацией:

{\displaystyle {\mathsf {KNH_{2}\rightleftarrows K^{+}+NH_{2}^{-

Фенолфталеин в этих растворах окрашивается в малиновый цвет, при добавлении кислот происходит их нейтрализация. Растворимость амидов изменяется в такой же последовательности, что и растворимость гидроксидов: LiNH2 — нерастворим, NaNH2 — малорастворим, KNH2, RbNH2 и CsNH2 — хорошо растворимы.

При нагревании аммиак разлагается, проявляет восстановительные свойства. Так, он горит в атмосфере кислорода, образуя воду и азот. Окисление аммиака воздухом на платиновом катализаторе даёт оксиды азота, что используется в промышленности для получения азотной кислоты:{\displaystyle {\mathsf {2NH_{3}{\xrightarrow {1200-1300^{o}C}}\ N_{2}+3H_{2 (реакция обратима){\displaystyle {\mathsf {4NH_{3}+3O_{2}\longrightarrow 2N_{2}+6H_{2}O}}} (без катализатора, при повышенной температуре){\displaystyle {\mathsf {4NH_{3}+5O_{2}\longrightarrow 4NO+6H_{2}O}}} (в присутствии катализатора, при повышенной температуре)

На восстановительной основано применение нашатыря NH4Cl для очистки поверхности металла от оксидов при их пайке:

{\displaystyle {\mathsf {3CuO+2NH_{4}Cl\rightarrow 3Cu+3H_{2}O+2HCl+N_{2

Окисляя аммиак гипохлоритом натрия в присутствии желатина, получают гидразин:

{\displaystyle {\mathsf {4\ NH_{3}+2NaOCl\longrightarrow 2\ N_{2}H_{4}+2NaCl+2H_{2}O}}}Галогены (хлор, йод) образуют с аммиаком опасные взрывчатые вещества — галогениды азота (хлористый азот, иодистый азот).С галогеноалканами аммиак вступает в реакцию нуклеофильного присоединения, образуя замещённый ион аммония получения аминов):{\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+CH_{3}Cl\rightarrow [CH_{3}NH_{3}]Cl}}} (гидрохлорид метиламмония)С карбоновыми кислотами, их ангидридами, галогенангидридами, эфирами и другими производными даёт амиды. С альдегидами и кетонами — основания Шиффа, которые возможно восстановить до соответствующих аминов (восстановительное аминирование).При 1000 °C аммиак реагирует с углём, образуя синильную кислоту HCN и частично разлагаясь на азот и водород. Также он может реагировать с метаном, образуя ту же самую синильную кислоту:{\displaystyle {\mathsf {2CH_{4}+2NH_{3}+3O_{2}\rightarrow 2HCN+6H_{2}O}}}{\displaystyle {\mathsf {NH_{4}OH=NH_{3}+H_{2}O}}}