Получение гидрокарбоната аммония уравнение реакции

Соли аммония: получение и химические свойства

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:

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:

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:

Соли аммония реагируют с щелочами с образованием аммиака.

Например , хлорид аммония реагирует с гидроксидом калия:

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.

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

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:

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.

Гидрокарбонат аммония

Гидрокарбонат аммония — неорганическое соединение, кислая соль аммония и угольной кислоты с формулой NH₄HCO₃, бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде.

Содержание

Получение

• Растворение аммиака и углекислого газа в воде:

NH₃ + CO₂ + H₂O → NH₄HCO₃

• Термическое разложение карбоната аммония:

(NH₄)₂CO₃ → 30oC NH₄HCO₃ + NH₃

• Растворение углекислого газа в насыщенном растворе карбоната аммония:

(NH₄)₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2 NH₄HCO₃

Физические свойства

Гидрокарбонат аммония образует бесцветные кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа P naa, параметры ячейки a = 0,876 нм , b = 0,1079 нм , c = 0,729 нм , Z = 8 .

Хорошо растворяется в воде, не растворяется в этаноле и ацетоне.

Соли. Гидрокарбонат аммония

Класс химических соединений, в состав которых входит катион металла или катион аммония, соединенный с анионом в виде кислотного остатка, имеет общее название — соли. Они делятся на нормальные (или средние), кислые, основные, двойные, гидратные (кристаллогидраты), комплексные.

Для нормальных (или средних) солей характерно полное замещение катионов водорода в молекуле кислоты на катион металла или аммония, например: сульфат натрия Na2SO4 или карбонат кальция CaCO3.

Если в молекуле кислоты катионы водорода замещены на катион частично, то такие соли называются кислыми, например, гидрокарбонат аммония NH4HCO3 или гидрокарбонат натрия NaHCO3.

Если в молекуле основания произошло не полное, а частичное замещение гидроксильной группы на кислотный остаток, то образовавшиеся соли называют основными, например, дигидроксокарбонат меди (CuOH)2CO3.

В формуле двойных солей присутствуют два разных катиона, например, алюминия и калия в алюмокалиевых квасцах KAl(SO4)2 • 12 H2O.

В формуле смешанных солей содержатся два различных аниона, например, хлорная известь CaCl(OCl).

В состав молекул гидратных солей входит вода кристаллизационная, например, медный купорос (синий) CuSO4•5 H2O.

Молекулы комплексных солей состоят из комплексного катиона или комплексного аниона, например, хлорид тетраамминцинка(II) [(Zn(NH3)4)]Cl2.

Как образуются названия солей?

В названиях солей присутствует два слова. Первое — название аниона, которое стоит в именительном падеже. Второе слово (в родительном падеже) образовано от названия катиона. Например: сульфат натрия Na2SO4, сульфат железа (II) FeSO4, сульфат железа (III) Fe2(SO4)3, карбонат кальция CaCO3, хлорид меди CuCl2. В названии кислых солей перед названием аниона записывается приставка «гидро-» или приставка «би-», если в молекуле остался один незамещенный катион водорода. Если таких катионов водорода осталось два, то перед названием аниона записывается приставка «дигидро-». Примеры: гидрокарбонат (или бикарбонат) натрия NaHCO3 (эта соль имеет также название питьевая сода), дигидрофосфат натрия NaH2PO4.

Гидрокарбонат аммония. Формула

В формулу кислой соли угольной кислоты NH4HCO3, в которой катионом является аммоний, входит также анион HCO3-, образованный частичным замещением в молекуле этой кислоты катионов водорода на положительно заряженный ион аммония. То есть молекула данной кислой соли состоит из одного катиона аммоний NH4+, связанного с одним анионом, имеющим называние гидрокарбонат HCO3-. Брутто-формула по системе Хилла записывается как: CH5NO3. Молекулярная масса вещества составляет 79,06 а. е. м.

Свойства

Гидрокарбонат аммония представляет собой неорганическое соединение, по внешнему виду — это бесцветные кристаллы с ромбической решеткой. Плотность составляет 1,586 г/см3 (при 20 °С). Давление паров растет: от 59 мм. рт. ст. (при 25,4 °С) до 278 мм. рт. ст. (при 45 °С).

Гидрокарбонат аммония не растворяется в этиловом спирте и ацетоне. Хорошо растворяется в воде: с повышением температуры растворимость кислой соли растет от 11,9 г/100 г (при 0 °С) до 36,6 г/100 г (при 40 °С).

Гидрокарбонат аммония разлагается с выделением CO2 уже при 20 °С. При температуре 36—70 °С соль разлагается в водных растворах. В результате выделяется аммиак, образуется вода и углекислый газ: NH4HCO3 → NH3 ↑+ CO2 ↑+ H2O.

Вследствие гидролиза водный раствор имеет слабощелочную реакцию. При добавлении концентрированного раствора аммиака образуется нормальная соль: NH4HCO3 + NH3 → (NH4)2CO3.

Под действием кислот и щелочей происходит разрушение кислой соли по уравнениям реакций: NH4HCO3 + HCl → NH4Cl + CO2↑ + H2O или NH4HCO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + NH3 • H2O + H2O.

Гидрокарбонат аммония. Получение

Как и все гидрокарбонаты, кислую соль аммония можно получить в результате длительного пропускания углекислого газа через раствор средней соли аммония: (NH4)2CO3 + CO2 + H2O → 2 NH4HCO3.

При слабом нагревании (30 °С) средней соли происходит ее термическое разложение до кислой соли и аммиака: (NH4)2CO3 → 2 NH4HCO3 + NH3.

Если в воде растворять углекислый газ и аммиак, то также можно получить кислую соль аммония: NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3.

Применение

Гидрокарбонат аммония находит широкое применение в пищевой промышленности: играет роль химического разрыхлителя теста при производстве кондитерских и мучных изделий. Известно, что для подъема пресного теста используется также бикарбонат натрия NaHCO3. Но его применение менее эффективно, так как затягивание замеса или выдержки до момента выпекания приводит к более быстрому удалению образовавшегося в результате реакции с кислотой углекислого газа, а тесто в этом случае не будет пышным и легким.

Бикарбонат аммония используется для выделки кож и при крашении текстильных тканей: в процессе удаления незакрепленного красителя (или зачистки) применяется смесь солей аммония, включающая бикарбонат аммония.

Вещество применяется в сельском хозяйстве в качестве консерванта кормов (замедляются процессы гниения, тем самым повышается сохранность), а также как удобрение под картофель, кормовые и овощные культуры. Используются его свойства по замедлению или прекращению процессов нитрификации почв.

Гидрокарбонат аммония применяется в уранодобывающей, металлургической отраслях промышленности, а также в медицине (при производстве витаминов). В органическом синтезе служит сырьем для производства химических реактивов, например, солей аммония.