Что такое аммоний и где его используют
Содержание статьи
Аммоний – химическое вещество, образующееся в результате взаимодействия атомов азота и водорода (формула – NH4), активно использующееся в различных сферах деятельности человека. Аммоний обнаруживается в составе более сложных соединений и никогда в чистом виде. К таким соединениям относятся: хлорид аммония или нашатырь, при взаимодействии с водой образующий нашатырный спирт, сульфат аммония, аммоний ацетат, нитрат аммония.
В природе возникновение подобных соединений связано с вулканической активностью планеты, соли хлорида аммония присутствуют в почве и горных породах в местах разломов земной коры, в пещерах, вблизи часто извергающихся вулканов. Незначительное количество нашатыря образуется в процессе разложения продуктов жизнедеятельности животных. В промышленных масштабах аммоний получают в лабораторных условиях.
Использование аммония в промышленности
Сфера применения этого вещества чрезвычайно широка – от производства строительных материалов до пищевой промышленности.
Хлорид аммония получил название нашатыря, это вещество представляет собой белый мелкокристаллический порошок, хорошо растворимый в воде и не имеющий запаха, используется при производстве стали, в качестве удобрения в сельском хозяйстве, как лекарственный препарат, обладающий диуретическим действием, в медицине.
Сульфат аммония – это порошок без запаха и цвета, хорошо растворимый в воде и разлагающийся при нагревании до 250°С. Основные сферы применения: пищевая, химическая, горнодобывающая промышленность, производство кормов для животных, строительных материалов. Сульфат аммония обладает легким дезинфицирующим действием, используется в разработке вакцин.
Аммония ацетат – бесцветный или белый кристаллический порошок, получаемый при взаимодействии раствора аммиака с уксусной кислотой. Наиболее часто применяется в химической промышленности, при изготовлении и хранении изделий из кожи, в качестве консерванта при производстве некоторых продуктов питания.
Аммоний как пищевая добавка
Различные соединения аммония применяются в пищевой промышленности в качестве консерванта и пищевой добавки:
Е510 (хлорид аммония). Используется в основном в хлебобулочном производстве в качестве разрыхлителя теста, в пивоварении для ускорения процесса брожения пива. В ряде стран пищевая добавка Е510 запрещена, в России добавляется в дрожжи, приправы, соусы, мучные изделия.
Е517 (сульфат аммония). Применяется в качестве заменителя соли, эмульгатора, ускоряет процесс поднятия хлеба, улучшает качество муки, вещество разрешено к употреблению в пищу в России и странах ЕС.
Е264 (ацетат аммония). Способствует увеличению срока годности пищевых продуктов, предотвращает появление плесени, улучшает вкус, запрещен к употреблению в большинстве стран мира, в том числе в России.
Соли аммония: получение и химические свойства
Соли аммония
Способы получения солей аммония
2. Соли аммония также получают в обменных реакциях между солями аммония и другими солями.
Химические свойства солей аммония
NH4Cl ⇄ NH4 + + Cl –
Соли аммония реагируют с щелочами с образованием аммиака.
NH4Cl + KOH → KCl + NH3 + H2O
Взаимодействие с щелочами — качественная реакция на ионы аммония. Выделяющийся аммиак можно обнаружить по характерному резкому запаху и посинению лакмусовой бумажки.
Если соль содержит анион-окислитель, то разложение сопровождается изменением степени окисления атома азота иона аммония. Так протекает разложение нитрата, нитрита и дихромата аммония:
При температуре 250 – 300°C:
При температуре выше 300°C:
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):
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. Общая характеристика. Химические свойства.
Соли аммония.
Ион аммония образуется, когда аммиак, слабое основание, реагирует с кислотами Бренстеда (доноры протонов):
Таким образом, обработка концентрированных растворов солей аммония сильным основанием дает аммиак.
Когда аммиак растворяется в воде, его небольшое количество превращается в ионы аммония:
— если pH низкий, равновесие смещается вправо: больше молекул аммиака превращается в ионы аммония.
— если pH высокий, равновесие сдвигается влево: ион гидроксида отнимает протон от иона аммония, образуя аммиак.
Важно! Все соли аммония растворимы в воде, кроме гексахлороплатината аммония (раньше использовалось в качестве теста на NH4 + )
Наибольшее значение среди солей аммония в промышленности имеют хлорид аммония (NH4Cl), сульфат аммония ((NH4)2SO4), нитрат аммония (NH4NO3), характеристики которых мы сегодня и пройдем.
Уровень опасности: раздражающее средство
3) С щелочами (Ме АІ):
4) С щелочами (Ме АІІ):
5) С нерастворимыми основаниями:
6) C основаниями (комплексообразующими):
8) С солями летучих кислот:
9) С оксидами малоактивных Ме:
10) С оксидами активных Ме:
Уровень опасности: окислитель, раздражающее средство, экологически опасен
Уровень опасности: окислитель (взрывчатое вещество), раздражающее вещество
NH4NO 3
Аммоний двухромовокислый — очень опасный, но полезный в экономике реактив
Аммоний двухромовокислый — неорганическое соединение, 
аммониевая соль дихромовой кислоты. В литературе это вещество может называться дихроматом или бихроматом аммония. Формула (NH4)2Cr2O7. Получают химическим синтезом из водного раствора аммиака и хромового ангидрида.
Свойства
Порошкообразное вещество, состоящее из кристаллов ярко-красного или красно-оранжевого цвета. Водорастворимо, растворимость увеличивается с ростом температуры. Растворяется также в этиловом спирте и диметилсульфоксиде. Не растворяется в ацетоне. При нагревании разлагается с выделением азота, паров воды и выбросом раскаленных твердых частиц оксида хрома. Эта реакция выглядит очень эффектно и даже получила отдельное название «Вулкан Бёттгера» («вулкан на столе», «химический вулкан»). Раньше ее часто использовали для демонстрации в учебных заведениях, но из-за токсичности реактива сейчас она запрещена в школах большинства стран мира. Бихромат аммония горюч, взрывоопасен, токсичен.
 |  |
| Вытяжной шкаф ВА-104, комплектация «Люкс» | Аммоний двухромовокислый |
С точки зрения химии — сильный окислитель, химически активный реагент. Бурно реагирует при контакте с органическими материалами, восстановителями, горючими веществами (воспламеняет их). Вступает в реакции с галогеноводородами. Взаимодействие со щелочами переводит бихромат аммония (NH4)2Cr2O7 в хромат (NH4)2CrO4.
Меры предосторожности
Вещество относится к 1-му классу опасности. Фатальная доза для человека — единовременное принятие 2 г реактива. Частицы пыли в воздухе могут вызвать тяжелое отравление при их вдыхании. При регулярном и длительном контакте вызывает аллергии, раздражение органов дыхания и слизистых глаз, провоцирует развитие онкологических заболеваний, астмы, трудно заживающих язв на коже. Реактив вызывает мутагенные изменения. При проглатывании легко всасывается в кровь, вызывает заболевания печени и почек, органов дыхания, ЖКТ.
Соединение крайне опасно для окружающей среды, особенно для водных экосистем. Может накапливаться в живых организмах.
На производстве рабочее место должно быть оснащено общей принудительной вентиляцией. Сотрудники должны пользоваться защитной одеждой, резиновыми перчатками, респираторами и защитными очками. В лабораториях опыты проводят в вытяжном шкафу.
Хранят на крытых складах, в прохладных помещениях, вдали от горючих материалов, источников тепла, источников искр. При повышении температуры реактив начинает разлагаться, что может привести к взрыву герметичных контейнеров.
Оксид аммония что это
Общая характеристика элементов Va группы
От N к Bi (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.
Основное и возбужденное состояние азота
Сравнивая возможности перемещения электронов у азота и фосфора, разница становится очевидна.
Природные соединения
Селитры являются распространенными азотными удобрениями, которые обеспечивают быстрый рост и развитие растений, повышают урожайность. Однако, следует строго соблюдать правила их применения, чтобы не превысить допустимые концентрации.
В промышленности азот получают путем сжижения воздуха. В дальнейшем путем испарения из сжиженного воздуха получают азот.
Применяют и метод мембранного разделения, при котором через специальный фильтр из сжатого воздуха удаляют кислород.
В лаборатории методы не столь экзотичны. Чаще всего получают азот разложением нитрита аммония
Также азот можно получить путем восстановления азотной кислоты активными металлами.
Молекула азота отличается большой прочностью из-за наличия тройной связи. Вследствие этого многие реакции эндотермичны: даже горение азота в кислороде сопровождается поглощением тепла, а не выделением, как обычно бывает при горении.
Без нагревания азот взаимодействует только с литием. При нагревании реагирует и с другими металлами.
Важное практическое значение имеет синтез аммиака, который применяется в дальнейшим при изготовлении удобрений, красителей, лекарств.
Аммиак
Бесцветный газ с резким едким запахом, раздражающим слизистые оболочки. Раствор концентрацией 10% аммиака применяется в медицинских целях, называется нашатырным спиртом.
В промышленности аммиак получают прямым взаимодействием азота и водорода.
В лабораторных условиях сильными щелочами действуют на соли аммония.
Аммиак проявляет основные свойства, окрашивает лакмусовую бумажку в синий цвет.
Как основание аммиак способен реагировать с кислотами с образованием солей.
NH3 + HCl → NH4Cl (хлорид аммония)
Горение аммиака без катализатора приводит к образованию азота в молекулярном виде. Окисление в присутствии катализатора сопровождается выделением NO.
Соли аммония
В воде ион аммония подвергается гидролизу с образованием нестойкого гидроксида аммония.
Получают N2O разложением нитрата аммония при нагревании:
Оксид азота I разлагается на азот и кислород:
В промышленных масштабах оксид азота II получают при каталитическом окислении аммиака.
При н.у. жидкость синего цвета, в газообразной форме бесцветен. Высокотоксичный, приводит к тяжелым ожогам кожи.
При охлаждении газов образуется оксид азота III.
Бурый газ, имеет острый запах. Ядовит.
В лабораторных условиях данный оксид получают в ходе реакции меди с концентрированной азотной кислотой. Также NO2 выделяется при разложении нитратов.
Проявляет высокую химическую активность, кислотный оксид.
Как окислитель NO2 ведет себя в реакциях с фосфором, углеродом и серой, которые сгорают в нем.
Если растворение в воде оксида проводить в избытке кислорода, образуется азотная кислота.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.