En önemli azot bileşiklerinden biri amonyaktır. Fiziksel özelliklerine göre, keskin, boğucu bir kokuya sahip renksiz bir gazdır (bu, sulu bir amonyum hidroksit NH₃·H₂O çözeltisinin kokusudur). Gaz suda yüksek oranda çözünür. Sulu çözeltide amonyum zayıf bir bazdır. Kimya sektörünün en önemli ürünlerinden biridir.
NH₃ iyi bir indirgeyicidir, amonyum molekülünde olduğu gibi, nitrojen en düşük oksidasyon durumuna -3 sahiptir. Amonyağın birçok özelliği, nitrojen atomundaki bir çift tek elektron tarafından belirlenir - varlığından dolayı amonyak ile ilave reaksiyonlar meydana gelir (bu tekli çift, Proton H⁺'nin serbest yörüngesinde bulunur).
Amonyak nasıl elde edilir
Amonyak elde etmek için iki ana pratik yöntem vardır: biri laboratuvarda, diğeri endüstride.
Sanayide amonyak üretimini düşünün. Moleküler nitrojen ve hidrojenin etkileşimi: N₂ + 2H₂=2NH₃(tersinir reaksiyon). Bu amonyak elde etme yöntemine Haber reaksiyonu denir. Moleküler nitrojen ve hidrojenin reaksiyona girmesi için 500 ᵒC veya 932 ᵒF'ye ısıtılmaları gerekir, 25-30'luk bir MPA basıncı oluşturulmalıdır. Gözenekli demir katalizör olarak mevcut olmalıdır.
Laboratuvarda alma, amonyum klorür ve kalsiyum hidroksit arasındaki bir reaksiyondur: CA(OH)₂ + 2NH₄Cl=CaCl₂ + 2NH₄OH (NH₄OH çok zayıf bir bileşik olduğundan, hemen gaz halinde amonyak ve suya ayrışır: NH₄OH=NH₃ + H₂O).
Amonyak oksidasyon reaksiyonu
Azotun oksidasyon durumundaki bir değişiklikle ilerlerler. Amonyak iyi bir indirgeyici olduğundan, ağır metalleri oksitlerinden az altmak için kullanılabilir.
Metal İndirgeme: 2NH₃ + 3CuO=3Cu + N₂ + 3H₂O (Bakır(II) oksit amonyak varlığında ısıtıldığında, kırmızı bakır metali azalır).
Güçlü oksitleyici ajanların (örneğin halojenler) varlığında amonyağın oksidasyonu şu denkleme göre gerçekleşir: 2NH₃ + 3Cl₂=N₂ + 6HCl (bu redoks reaksiyonu ısıtma gerektirir). Alkali bir ortamda amonyak üzerinde potasyum permanganata maruz bırakıldığında moleküler nitrojen, potasyum permanganat ve su oluşumu gözlemlenir: 2NH₃ + 6KMnO₄+ 6KOH=6K₂MnO₄+ N₂ + 6H₂O.
Yoğun ısıtıldığında (1200 °C veya 2192 ᵒF'ye kadar), amonyak basit maddelere ayrışabilir: 2NH₃=N₂ + 3H₂. 1000 oC'de veya 1832'de amonyak metan ile reaksiyona girer CH4: 2CH₄ + 2NH₃ + 3O₂=2HCN + 6H₂O (hidrosiyanik asit ve su). Amonyağı sodyum hipoklorit ile oksitleyerek, hidrazin H₂X₄elde: 2NH3 + NaOCl=N2H4 + NaCl + H 2O
Amonyak yanması ve oksijenle katalitik oksidasyonu
Amonyak ile oksijen oksidasyonunun belirli özellikleri vardır. İki farklı oksidasyon türü vardır: katalitik (katalizörlü), hızlı (yanan).
Yanırken, ürünleri moleküler nitrojen ve su olan bir redoks reaksiyonu meydana gelir: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O amonyak kendiliğinden tutuşur). Oksijenle katalitik oksidasyon, ısıtıldığında da meydana gelir (yaklaşık 800 ᵒC veya 1472 ᵒF), ancak reaksiyon ürünlerinden biri farklıdır: 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂O (platin veya demir, manganez, krom veya kob alt oksitlerin varlığında bir katalizör, oksidasyon ürünleri oksit nitrojen (II) ve sudur.
Amonyağın oksijenle homojen oksidasyonunu düşünün. Amonyak gazı bölümünün kontrolsüz monoton oksidasyonu nispeten yavaş bir reaksiyondur. Detaylı olarak bildirilmemiştir ancak amonyak-hava karışımlarının 25°C'de alt yanıcılık limiti 1-10 bar basınç aralığında yaklaşık %15'tir ve gaz karışımının başlangıç sıcaklığı arttıkça azalır.
CNH~, t-karışımlı (OC) bir hava-amonyak karışımındaki NH3'nin mol fraksiyonu ise, o zaman CNH=0.15-0 verisinden şu sonuç çıkar yanıcılık sınırının düşük olması. Bu nedenle, alt sınırın altında yeterli bir güvenlik marjı ile çalışmak mantıklıdır.yanıcılık, kural olarak, amonyağın hava ile karıştırılmasına ilişkin veriler genellikle mükemmel olmaktan uzaktır.
Kimyasal özellikler
Amonyağın nitrik okside temas oksidasyonunu düşünün. Azot oksidasyon durumunu değiştirmeden amonyak ile tipik kimyasal reaksiyonlar:
- Su ile reaksiyon: NH₃ + H₂O=NH₄OH=NH₄⁺ + he⁻ (amonyum hidroksit NH₄OH kararsız bir bileşik olduğundan reaksiyon tersine çevrilebilir).
- Normal ve asidik tuzlar oluşturmak için asitlerle reaksiyon: NH₃ + HCl=NH₄Cl (normal amonyum klorür tuzu oluşur); 2NH₃ + H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄.
- Kompleksler oluşturmak için ağır metal tuzları ile reaksiyonlar: 2NH₃ + AgCl=[Ag(NH₃)₂]Cl (kompleks gümüş bileşikleri (I) diamin klorür formları).
- Haloalkanlarla reaksiyon: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3]Cl (metilamonyum hidroklorür formları, ikame edilmiş amonyum iyonu NH4='dir).
- Alkali metallerle reaksiyon: 2NH₃ + 2K=2KNH₂ + H₂ (potasyum amid KNH₂ oluşturur; reaksiyon redoks olmasına rağmen nitrojen oksidasyon durumunu değiştirmez). Toplama reaksiyonları çoğu durumda oksidasyon durumunu değiştirmeden gerçekleşir (sonuncusu hariç yukarıdakilerin tümü bu tipe göre sınıflandırılır).
Sonuç
Amonyak, endüstride aktif olarak kullanılan popüler bir maddedir. Bugün hayatımızda özel bir yer kaplıyor,çünkü ürünlerinin çoğunu her gün kullanıyoruz. Bu makale, bizi çevreleyen şey hakkında bilgi edinmek isteyen birçok kişi için faydalı bir okuma olacaktır.
