L'ammonio è uno ione dell'interazione donatore-accettore

2024 Autore: Angel Austin | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 05:31

L'ammoniaca è un gas con un'ottima solubilità in acqua: in un litro si possono sciogliere fino a 700 litri di un composto gassoso. Di conseguenza, non si forma solo l'idrato di ammoniaca, ma anche particelle di gruppi idrossilici e ammonio. Questo è uno ione risultante dall'interazione di molecole di gas e protoni di idrogeno separati dall'acqua. Nel nostro articolo considereremo le sue proprietà e applicazioni nell'industria, nella medicina e nella vita di tutti i giorni.

Come si formano le particelle di ammonio

Uno dei tipi più comuni di legami chimici, caratteristico sia dei composti inorganici che delle sostanze organiche, è un legame covalente. Può essere formato sia sovrapponendo nubi di elettroni con il tipo opposto di rotazione - spin, sia con l'aiuto di un meccanismo donatore-accettore. In questo modo si forma l'ammonio, la cui formula è NH₄⁺. In questo caso, il legame chimico si forma utilizzando l'orbitale libero di un atomoe una nuvola di elettroni contenente due elettroni. L'azoto fornisce allo ione la propria coppia di particelle negative e il protone idrogeno ha un orbitale libero 1s. Nel momento in cui si avvicinano a due elettroni, la nuvola di azoto diventa comune per essa e per l'atomo H. Questa struttura è chiamata nuvola di elettroni molecolari, in cui si forma il quarto legame covalente.

Meccanismo donatore-accettore

Una particella che fornisce una coppia di elettroni è chiamata donatore e un atomo neutro che dona una cella di elettroni vuota è chiamato accettore. Il legame formato è chiamato donatore-accettore o coordinazione, senza dimenticare che si tratta di un caso particolare del classico legame covalente. Lo ione ammonio, la cui formula è NH₄⁺, contiene quattro legami covalenti. Di questi, tre che combinano atomi di azoto e idrogeno sono le solite specie covalenti e l'ultimo è un legame di coordinazione. Tuttavia, tutte e quattro le specie sono assolutamente equivalenti tra loro. L'interazione tra le molecole d'acqua e gli ioni Cu²⁺ procede in modo simile. In questo caso si forma una macromolecola di solfato di rame cristallino.

Sali di ammonio: proprietà e produzione

In una reazione di addizione, l'interazione di uno ione idrogeno e di ammoniaca provoca la formazione di uno ione NH₄⁺. La molecola NH₃ si comporta come un accettore, quindi ha proprietà di base pronunciate. La reazione con acidi inorganici porta alla comparsa di molecole di sale: cloruro, solfato, nitrato di ammonio.

NH₃ + HCl=NH₄Cl

Il processo di scioglimento dell'ammoniaca nell'acqua porta anche alla formazione di uno ione ammonio, che può essere ottenuto dall'equazione:

NH₃ + H₂O=NH₄⁺ + OH^-

Di conseguenza, la concentrazione di particelle di idrossile aumenta in una soluzione acquosa di ammoniaca, chiamata anche idrossido di ammonio. Ciò porta al fatto che la reazione del mezzo diventa alcalina. Può essere determinato usando l'indicatore - fenolftaleina, che cambia colore da incolore a lampone. La maggior parte dei composti ha la forma di sostanze cristalline incolori, facilmente solubili in acqua. In molte delle loro manifestazioni assomigliano a sali di metalli attivi: litio, sodio, rubidio. Le maggiori somiglianze si possono trovare tra i sali di potassio e di ammonio. Ciò è spiegato dalle dimensioni simili dei raggi degli ioni potassio e NH₄⁺. Quando riscaldati, si decompongono per formare gas di ammoniaca.

NH4Cl=NH3 + HCl

La reazione è reversibile, poiché i suoi prodotti possono nuovamente interagire tra loro per formare un sale di ammonio. Quando la soluzione di cloruro di ammonio viene riscaldata, le molecole NH₃ evaporano immediatamente, quindi si sente l'odore di ammoniaca. Pertanto, una reazione qualitativa allo ione ammonio è la decomposizione termica dei suoi sali.

Idrolisi

L'acqua ammoniacale presenta le proprietà di una base debole, quindi i sali contenenti NH₄⁺ Le particelle subiscono un processo di scambio con l'acqua - idrolisi. Le soluzioni di cloruro o solfato di ammonio hanno una reazione leggermente acida, poiché in essesi accumula un eccesso di cationi idrogeno. Se aggiungi loro alcali, ad esempio idrossido di sodio, le particelle di idrossile legheranno i protoni di idrogeno per formare molecole d'acqua. Ad esempio, l'idrolisi del cloruro di ammonio è una reazione di scambio tra sale e acqua, che porta alla formazione di un elettrolita debole - NH4OH.

Caratteristiche della decomposizione termica dei sali di ammonio

La maggior parte dei composti di questo gruppo, quando riscaldati, forma ammoniaca gassosa, il processo stesso è reversibile. Tuttavia, se il sale ha proprietà ossidanti pronunciate, ad esempio il nitrato di ammonio è uno di questi, una volta riscaldato, si decompone irreversibilmente in monossido di azoto e acqua. Questa reazione è una reazione redox, in cui lo ione ammonio è l'agente riducente e l'anione del residuo acido dell'acido nitrato è l'agente ossidante.

Valore dei composti di ammoniaca

Sia il gas di ammoniaca stesso che la maggior parte dei suoi sali hanno un'ampia gamma di applicazioni nell'industria, nell'agricoltura, nella medicina e nella vita di tutti i giorni. A bassa pressione (circa 7-8 atm.), il gas si liquefa rapidamente, assorbendo una grande quantità di calore. Pertanto, viene utilizzato nelle unità di refrigerazione. Nei laboratori chimici, l'idrossido di ammonio viene utilizzato come base volatile debole conveniente per gli esperimenti. La maggior parte dell'ammoniaca viene utilizzata per ottenere acido nitrato e suoi sali - importanti fertilizzanti minerali - nitrato. Il nitrato di ammonio ha un contenuto di azoto particolarmente elevato. Viene anche utilizzato nella pirotecnica e nei lavori di demolizione per la manifatturaesplosivi - ammonali. L'ammoniaca, che è cloruro di ammonio, ha trovato applicazione nelle celle galvaniche, nella produzione di tessuti di cotone e nei processi di saldatura dei metalli.

La sostanza in questo caso accelera l'eliminazione dei film di ossido sulla superficie del metallo, che si convertono in cloruri o si riducono. In medicina, l'ammoniaca, che ha un odore pungente, è usata come mezzo per ripristinare la coscienza dopo che un paziente sviene.

Nel nostro articolo, abbiamo esaminato le proprietà e l'applicazione dell'idrossido di ammonio e dei suoi sali in vari settori e medicinali.