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アンモニア化合物。アンモニアは危険ですが重要なガスです

主題：アンモニア。物理的および化学的特性。受け取りと申請。

レッスンの目標: アンモニア分子の構造、物理的および化学的特性、応用分野を知っている。アンモニアの化学的性質を証明できるようにする。アンモニアと酸素、水、酸との反応方程式を書き、それを電解解離および酸化還元過程の理論の観点から考察する。

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アンモニア – NH 3

アンモニア（ヨーロッパの言語ではその名前は「アンモニア」のように聞こえます）の名前は、キャラバンルートの交差点にある北アフリカのアンモンオアシスに由来しています。暑い気候では、尿素 (NH 2 ) 2 動物の排泄物に含まれる二酸化炭素は特に早く分解されます。分解生成物の 1 つはアンモニアです。他の情報源によると、アンモニアの名前は古代エジプト語の「アモニアン」に由来しています。これはアメン神を崇拝する人々に与えられた名前です。儀式の最中に彼らはアンモニアNHの匂いを嗅いだ 4 Cl、加熱するとアンモニアが蒸発します。

1. 分子構造

アンモニア分子は窒素原子を頂点とした三角錐の形をしています。。窒素原子の 3 つの不対 p 電子は、3 つの水素原子の 1s 電子との極性共有結合 (NH 結合) の形成に関与し、外側の電子の 4 番目の対は単独であり、ドナー - アクセプター結合を形成できます。水素イオン、アンモニウムイオンNHを形成 4 + .

2. アンモニアの物性

で通常の状態- 鋭い特徴的な臭気（アンモニア臭）を持つ無色のガスで、空気のほぼ2倍軽く、有毒です。による生理学的効果体内にあるこの物質は、窒息作用と向精神作用を持つ物質のグループに属しており、吸入すると有毒な肺水腫や神経系に重篤な損傷を引き起こす可能性があります。アンモニアには局所的な効果と吸収的な効果の両方があります。アンモニア蒸気は、皮膚だけでなく、目や呼吸器官の粘膜を強く刺激します。これが私たちが刺激臭として認識するものです。アンモニア蒸気は過剰な流涙、目の痛み、化学熱傷結膜および角膜、視力喪失、咳、皮膚の発赤およびかゆみ。溶解度NH 3 水中での量は非常に大きく、水の体積中に約 1200 体積（0 °C の場合）または 700 体積（20 °C の場合）です。

3. アンモニアの生成

研究室で

業界内

実験室でアンモニアを得るには、アンモニウム塩に対する強アルカリの作用が使用されます。

NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + NaCl + H 2 O

(NH 4 ) 2 SO 4 + Ca(OH) 2 = 2NH 3 + CaSO 4 + 2H 2 O

注意！水酸化アンモニウムは不安定な塩基であり、分解します: NH 4OH ↔ NH3 + H2O

アンモニアは空気より軽いため、アンモニアを受け取るときは、レシーバーチューブを下を上にして持ちます。

工業的方法アンモニアの生成は、水素と窒素の直接相互作用に基づいています。

N 2(g) + 3H 2(g) ↔ 2NH 3(g) + 45.9 kJ

条件：

触媒 – 多孔質鉄

温度 – 450 – 500 ˚С

圧力 – 25 – 30 MPa

これは、いわゆるハーバー法 (この方法の物理化学的基礎を開発したドイツの物理学者) です。

4. アンモニアの化学的性質

アンモニアは次の反応によって特徴付けられます。

1. 窒素原子の酸化状態が変化する（酸化反応）

2. 窒素原子の酸化状態を変えずに（付加）

窒素原子の酸化状態が変化する反応（酸化反応）

N -3 → N 0 → N +2

NH3 – 強力な還元剤。

酸素を使って

1. アンモニア燃焼(加熱時)

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 0

2. アンモニアの接触酸化（触媒Pt – Rh、温度）

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O

金属酸化物を含む

2 NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3 H 2 O

強力な酸化剤を使用したもの

2NH3 + 3Cl2 = N2 ＋6HCl（加熱時）

アンモニアは弱い化合物であり、加熱すると分解します。

2NH 3 ↔ N 2 + 3H 2

窒素原子の酸化状態を変えない反応（付加 - アンモニウムイオンNHの生成） 4+各ドナー・アクセプター機構)

5. アンモニアの応用

生産量の点では、アンモニアが第一位の一つを占めています。毎年、この化合物は世界中で約 1 億トン生産されています。アンモニアは、液体の形または水溶液として入手できます。通常、アンモニア水には 25% の NH が含まれています。 3 。大量のアンモニアが製造に使用されます。硝酸、肥料や他の多くの製品の製造に使用されます。アンモニア水は肥料としても直接使用され、液体アンモニアのタンクから直接畑に給水されることもあります。アンモニアからは、さまざまなアンモニウム塩、尿素、メテナミンが得られます。産業用冷凍装置の安価な冷媒としても使用されます。

アンモニアはナイロンやナイロンなどの合成繊維の製造にも使用されます。軽工業では、綿、ウール、シルクの洗浄と染色に使用されます。石油化学産業では、アンモニアは酸性廃棄物を中和するために使用され、天然ゴム産業では、アンモニアはプランテーションから工場まで移動する際にラテックスを保存するのに役立ちます。アンモニアはソルベイ法によるソーダの製造にも使用されます。鉄鋼業界では、アンモニアは窒化（鋼の表面層を窒素で飽和させ、硬度を大幅に高める）に使用されます。

医師はアンモニア水溶液（アンモニア）を使用します日常生活では、アンモニアに浸した綿棒で失神状態から回復します。この量のアンモニアは人間にとって危険ではありません。

3. 検討した資料の統合

1番。スキームに従って変換を実行します。

a) 窒素→アンモニア→一酸化窒素(II)

b) 硝酸アンモニウム → アンモニア → 窒素

c) アンモニア→塩化アンモニウム→アンモニア→硫酸アンモニウム

ORR の場合は e-天秤を作成し、RIO の場合はイオン方程式を完成させます。

2番。 4つの方程式を書きます化学反応、その結果、アンモニアが生成されます。

4. 宿題

P.24、例 2.3; テスト

アンモニア (NH 3) は、産業や商業で使用される最も一般的な工業用化学物質の 1 つです。

アンモニア、なぜ私たちの体に必要なのでしょうか? それはすべての臓器や組織で常に形成されており、多くの生物学的プロセスにおいて必須の物質であり、アミノ酸の形成とヌクレオチドの合成の前駆体として機能することがわかっています。自然界では、窒素を含む物質の分解中にアンモニアが生成されます。有機化合物.

アンモニアの化学的および物理的性質

で室温アンモニアは無色の刺激性のガスで、刺激的で窒息するような臭いがあります。
純粋な形では、無水アンモニアとして知られています。
吸湿性（湿気を吸収しやすい）。
アルカリ性、腐食性があり、水に溶けやすい。
圧力をかけると簡単に圧縮され、透明な液体が形成されます。

アンモニアはどこで使われていますか?

アンモニアの約80％は工業製品の製造に使用されています。

アンモニアが使われているのは、農業肥料として。

水性組成物を精製するための冷凍ユニットに存在します。

プラスチック、爆発物、繊維、殺虫剤、染料、その他の化学物質の製造に使用されます。

多くの家庭用および工業用洗浄液に含まれています。アンモニアを含む家庭用製品は 5 ～ 10% のアンモニアを添加して作られていますが、工業用溶液中のアンモニア濃度は 25% と高く、より腐食性が高くなります。

アンモニアは人体にどのような影響を与えるのでしょうか？

ほとんどの人がアンモニアに接触します ガスのように吸い込む または蒸発。アンモニアは天然に存在し、洗剤に含まれているため、アンモニアの発生源となる可能性があります。

農業地域や工業地域でアンモニアが広く使用されているということは、偶発的な放出や意図的なテロ攻撃の際に大気中の濃度が上昇する可能性があることも意味します。

無水アンモニアガスは空気より軽いため上空に上昇し、一般的には散逸して低いところには溜まりません。ただし、湿気の存在下では（増加）相対湿度) 液化した無水アンモニアは空気より重い蒸気を形成します。これらの蒸気は、地表や低地の上を運ばれる可能性があります。

アンモニアはどのように作用するのでしょうか?

アンモニアは、皮膚、目、口、気道、部分的に粘膜の表面の水分と接触するとすぐに反応し始め、非常に腐食性の高い物質を形成します。 水酸化アンモニウム 。水酸化アンモニウムが原因となる 組織壊死細胞膜の破壊により細胞が破壊されます。タンパク質と細胞が分解されると、炎症反応によって水分が抽出され、さらなる損傷につながります。

アンモニア中毒の症状は何ですか?

呼吸。鼻に残るアンモニア臭は刺激的で刺激的です。空気中の高濃度のアンモニアと接触すると、鼻、喉、気道に灼熱感が生じます。これは、呼吸不全に起因する細気管支および肺胞の浮腫や気道の損傷を引き起こす可能性があります。低濃度を吸入すると、咳や鼻や喉の炎症を引き起こす可能性があります。アンモニアの匂いはその存在をかなり早期に警告しますが、アンモニアは嗅覚を弱めることにもつながり、低濃度では空気中のアンモニアに気づく能力が低下します。

大人と同じ量のアンモニアに曝露された子供は、体に対する肺の表面積がはるかに大きいため、より多くの線量を受けます。さらに、以下の理由によりアンモニアにさらされる可能性が高くなります。短い- それらは地面に近く、蒸気の濃度が高くなります。

皮膚や目との接触。空気または液体中の低濃度のアンモニアと接触すると、目や皮膚に急速な炎症を引き起こす可能性があります。アンモニア濃度が高くなると重傷を引き起こす可能性があり、 やけど 。工業用洗剤などの濃アンモニア液体と接触すると、 皮膚の火傷、目の損傷、失明などの腐食損傷 . 最高度目の病変は暴露後 1 週間は見えなくなる場合があります。液化アンモニアとの接触も原因となる可能性があります。凍傷 .

食事と一緒に摂取する。アンモニア溶液を飲み込むことによって高濃度のアンモニアにさらされると、口、喉、胃に損傷を与える可能性があります。

そして水素。無色の気体ですが、刺激臭があります。化学組成アンモニア - NH 3 の式を反映しています。圧力の上昇または物質の温度の低下により、その物質は無色の液体に変化します。アンモニアガスとその溶液は、産業や農業で広く使用されています。医学では、10％の水酸化アンモニウム、つまりアンモニアが使用されます。

分子構造。アンモニアの電子式

窒化水素分子はピラミッドのような形をしており、その底部には 3 つの水素原子に結合した窒素があります。 NH 結合は高度に分極しています。窒素は結合電子対をより強く引きつけます。したがって、負の電荷は N 原子に蓄積され、正の電荷は水素に集中します。このプロセスのアイデアは、電子とアンモニアの分子モデルによって与えられます。

窒化水素は水に非常によく溶けます (20 °C で 700:1)。実質的に自由なプロトンの存在により、分子を互いに接続する多数の水素「ブリッジ」が形成されます。構造的特徴と化学結合は、アンモニアが圧力の上昇または温度の低下 (-33 °C) によって容易に液化することも意味します。

名前の由来

「アンモニア」という言葉は、ロシアの化学者ヤ・ザハロフの提案により1801年に科学的に使われ始めましたが、古くから人類に親しまれてきた物質です。刺激臭のあるガスは、老廃物、タンパク質や尿素などの多くの有機化合物の腐敗中、およびアンモニウム塩の分解中に放出されます。化学史家は、この物質は古代エジプトの神アメンにちなんで名付けられたと信じています。北アフリカにはシワ（アンモナ）のオアシスがあります。周囲には遺跡が点在している古都そして寺院の隣には塩化アンモニウムの堆積物がある。この物質はヨーロッパでは「アモンの塩」と呼ばれていました。シワのオアシスの住民が寺院で塩の匂いを嗅いだという伝説があります。

窒化水素の調製

英国の物理学者であり化学者である R. ボイルは、実験で肥料を燃やし、塩酸に浸した棒の上に白煙が発生し、そのガスの流れに導入されるのを観察しました。 1774 年、別の英国の化学者、D. プリーストリーは、塩化アンモニウムを消石灰とともに加熱し、ガス状物質を放出しました。プリーストリーは、その溶液がアンモニアが塩酸と相互作用するというボイルの実験の特性を説明したため、この化合物を「アルカリ性空気」と呼びました。固体白反応物質の分子が空気中で直接接触すると発生します。

アンモニアの化学式は、放電の影響下での物質の構成成分への分解に関する実験を行ったフランス人 C. ベルトレによって 1875 年に確立されました。今日に至るまで、プリーストリー、ボイル、ベルトレットの実験は実験室で再現され、窒化水素と塩化アンモニウムが得られています。この工業的方法は、1901 年に A. Le Chatelier によって開発され、窒素と水素から物質を合成する方法の特許を取得しました。

アンモニア溶液。式と特性

アンモニアの水溶液は通常、水酸化物 - NH 4 OHと書きます。弱アルカリの性質を示します。

イオン NH 3 + H 2 O = NH 4 OH = NH 4 + + OH - に解離します。
フェノールフタレイン溶液は深紅色になります。
酸と反応して塩と水を形成します。
可溶性銅塩と混合すると、Cu(OH) 2 が明るい青色の物質として沈殿します。

アンモニアと水の反応における平衡は出発物質に向かってシフトします。予熱された窒化水素は酸素中でよく燃焼します。窒素は酸化されて単体 N2 の二原子分子になります。アンモニアは、酸化銅(II)との反応においても還元特性を示します。

アンモニアの意味とその解決策

窒化水素は、最も重要な製品の 1 つであるアンモニウム塩と硝酸の製造に使用されます。化学工業。アンモニアはソーダ製造（硝酸法）の原料となります。工業用濃縮溶液中の窒化水素含有量は 25% に達します。農業ではアンモニア水溶液が使用されます。液体肥料の化学式はNH 4 OHです。この物質は肥料として直接使用されます。土壌に窒素を豊富に加える他の方法は、塩化物塩とリン酸塩を使用することです。工業条件や農業施設では、アンモニウム塩とアルカリを含むミネラル肥料を一緒に保管することはお勧めできません。包装の完全性が損なわれると、物質が相互に反応してアンモニアが形成され、室内空気中に放出される可能性があります。有毒化合物は呼吸器、中枢に悪影響を及ぼします。神経系人。アンモニアと空気の混合物は爆発性があります。

式NH 3 の窒化水素はアンモニアと呼ばれます。刺激臭のある軽い（空気より軽い）気体です。分子の構造は、アンモニアの物理的および化学的特性を決定します。

構造

アンモニア分子は、1 つの窒素原子と 3 つの水素原子から構成されます。水素原子と窒素原子の間の結合は共有結合です。アンモニアの分子は三角錐の形をしています。

窒素の 2p 軌道には 3 つの自由電子があります。 3 つの水素原子がそれらとハイブリダイゼーションを開始し、sp 3 ハイブリダイゼーションタイプを形成します。

米。 1. アンモニア分子の構造。

1 つの水素原子が炭化水素ラジカル (C n H m) に置き換えられると、新しい有機物質、つまりアミンが得られます。水素原子は 1 つだけではなく、3 つすべてを置き換えることができます。置換原子の数に応じて、3 種類のアミンが区別されます。

主要な(メチルアミン - CH 3 NH 2);
二次的(ジメチルアミン -CH 3 -NH-CH 3);
三次(トリメチルアミン - CH 3 -N-(CH 3) 2)。

C 2 H 4 、C 6 H 4 、(C 2 H 4) 2 、およびいくつかの炭素原子と水素原子を含むその他の物質は、アンモニア分子に結合する可能性があります。

米。 2. アミンの生成。

アンモニアとアミンは自由な窒素電子対を持っているため、2 つの物質の特性は似ています。

物理的な

基本物理的特性アンモニア：

無色の気体。
強烈な臭い;
水への良好な溶解度（20℃で水1体積に対して700体積のアンモニア、0℃～1200）。
空気より軽い。

アンモニアは-33℃で液化し、-78℃で固体になります。濃縮溶液は 25% のアンモニアを含み、密度は 0.91 g/cm 3 です。液体アンモニアは無機物質および有機物質を溶解しますが、電流は通しません。

自然界では、窒素を含む有機物質（タンパク質、尿素）の腐敗や分解中にアンモニアが放出されます。

化学薬品

アンモニア中の窒素の酸化度は-3、水素は+1です。アンモニアが生成されると、水素が窒素を酸化し、窒素から 3 つの電子を取り除きます。アンモニアは、残りの窒素電子対と水素原子の分離が容易なため、単純な物質と複雑な物質と反応する活性化合物です。

主な化学的性質を表に示します。

交流	反応生成物	方程式
酸素あり	燃焼して窒素を形成するか、触媒（白金）の存在下で酸素と反応して一酸化窒素を形成します	4NH 3 +3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O; 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O
ハロゲンあり	窒素、酸	2NH 3 + 3Br 2 → N 2 + 6HBr
	水酸化アンモニウムまたはアンモニア	NH 3 + H 2 O → NH 4 OH
酸あり	アンモニウム塩	NH 3 + HCl → NH 4 Cl; 2NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4) 2 SO 4
	金属を置き換えて新しい塩を形成します	2NH 3 + CuSO 4 → (NH 4) 2 SO 4 + Cu
金属酸化物とは	金属を還元すると窒素が生成される	2NH 3 + 3CuO → 3Cu + N 2 + 3H 2 O

報告書の評価

平均評価: 4.3. 受け取った評価の合計: 262。

物理的特性。

常圧下では、アンモニアは-33 °Cで液化し、-78 °Cで凝固します。 NH 3 の融解熱は 6 kJ/mol です。アンモニアの臨界温度は132℃、臨界圧力は112気圧です。それを含むシリンダーは塗装する必要があります黄色黒い文字で「アンモニア」と書かれています。

アンモニアは、特有の刺激臭を持つ無色の気体です (「アンモニア」)。水への溶解度は他のすべてのガスよりも高く、1 体積の水は 0 °C で約 1200 体積の NH 3 を吸収し、20 °C では約 700 体積の NH 3 を吸収します。市販の濃縮溶液は、通常、０．９１ｇ／ｃｍ３の密度を有し、２５重量％のＮＨ３を含有する（すなわち、ＮＨ３・３Ｈ２Ｏの組成に近い）。

液体アンモニアの結合は、その高い蒸発熱 (23.4 kJ/mol) に関連しています。アンモニアの臨界温度は高く (+132 °C)、蒸発時に環境から大量の熱が奪われるため、液体アンモニアは冷凍機の作動物質として機能します。空気によるr = M NH 3 / M 平均空気 = 17 / 29 = 0.5862

液体アンモニアは非常に優れた溶媒です。多数有機化合物だけでなく、多くの無機化合物も含まれます。たとえば、元素状硫黄は液体アンモニアによく溶けます。その濃い溶液は赤色です[+18 °C 未満では S(NH 3) 2 溶媒和物が含まれます]。塩の中で、アンモニウムおよびアルカリ金属の誘導体は他のものよりも最も溶解しやすく、塩の溶解度は Cl-Br-I 系列に沿って増加します。例には、次のデータが含まれます (25 °C での g/100 g NH 3)。

NH4Cl	NH4Br	NH4I	KCl	KBr	キ	塩化銀	AgBr	農業
103	238	369	0,04	13,5	182	0,83	5,9	207

ハロゲン化物の溶解度における同様の変化は、他の多くのカチオンの特徴です。多くの硝酸塩 (および KMnO4) も液体アンモニアによく溶けます。逆に、酸化物、フッ化物、硫酸塩、炭酸塩は、原則として不溶性です。

液体NH 3 と水における塩の溶解度の違いを利用すると、一般的に観察されるイオン交換反応を逆転させることができる場合があります。たとえば、次のスキームによる平衡:

2 AgNO 3 + BaBr 2 × 2 AgBr + Ba(NO 3) 2

で水環境ほぼ完全に右に（AgBr の不溶性により）シフトし、アンモニア環境では（BaBr 2 の不溶性により）左にシフトします。

イオン化溶媒としてのアンモニアの特徴的な特性は、さまざまな電解質の解離に対する顕著な平坦化効果です。例えば、液体アンモニア中のＨＣｌＯ４およびＨＣＮは、水性媒体中での解離が釣り合わないが、ほぼ同一の解離定数（５・１０－３および２・１０－３）によって特徴付けられる。塩は、液体アンモニア中で中程度または弱い強度の電解質として動作します (たとえば、KBr の場合、K = 2・10 -3)。通常、塩化物は、対応する臭化物よりも解離がわずかに少なく、ヨウ化物は、対応する臭化物よりも解離がわずかに多くなります。

液体アンモニアの特別な特徴は、最も活性な金属を溶解する能力であり、後者はイオン化します。たとえば、金属ナトリウムの希薄溶液には次のような性質があります。青色、電解質溶液のように電流を流し、Na + カチオン (アンモニアで溶媒和) と (NH 3) x - アニオンを含みます。このような複雑なアニオンの中心部分は自由電子であり、分極相互作用しています。環境（ポラロン）。 Na の濃度が高くなると、その溶液は青銅の外観を呈し、金属的な導電性を示します。つまり、溶媒和アンモニアとともに自由電子も含まれています。 -42 °C 未満では、ブルー相とブロンズ相は混合することなく共存できます。液体アンモニア中のナトリウム溶液を長期保存すると、次のスキームに従って非常に遅い反応の結果、変色が起こります。

2 Na + 2 NH 3 = 2 NaNH 2 + H 2 .

セシウム (-50 °C で NH 3 1000 g あたり 25 モルの溶解度) を使用すると、同様の反応が数分で起こります。

アンモニアに溶解した金属は価電子を除去する傾向があり、独特の置換反応を実行する可能性が生じます。たとえば、液体アンモニアへの KCl の溶解度と CaCl 2 の不溶性を利用して、次のスキームに従ってカルシウムからカリウムを分離することができます。

2 KCl + Ca ® CaCl 2 + 2 K。

液体アンモニアを含浸させると木材の延性が大幅に増加するという興味深い指摘があります。これにより、特定の望ましい形状を与えることが比較的容易になり、アンモニアを除去した後もその形状が保存されます。

アンモニアが水に溶解すると、熱が放出されます (約 33 kJ/mol)。溶解度に対する温度の影響は、(アンモニア大気圧下で) 1 重量部の水に吸収される NH 3 の重量部数を示す以下のデータで示されています。

温度℃	-30	0	10	30	50	80	100
溶解性	2,78	0,87	0,63	0,40	0,23	0,15	0,07

通常の条件下では、約 3 N のアンモニア溶液が最大の導電率を持ちます。有機溶媒への溶解度は水よりもはるかに低いです。

化学的特性。

ドナー-アクセプター機構による共有結合の形成。

1. アンモニアはルイス塩基です。その水溶液（アンモニア水、アンモニア）は、水酸化アンモニウムの形成によりアルカリ反応（リトマス紙 - 青、フェノールフタレイン - 深紅色）を起こします。

NH 3 + H 2 O<-->NH4OH<-->NH 4 + + OH -

2. アンモニアは酸と反応してアンモニウム塩を形成します。

NH 3 + HCl ® NH 4 Cl
2NH 3 + H 2 SO 4 ® (NH4)2SO4
NH 3 + H 2 O + CO 2® NH 4 HCO 3

アンモニアは還元剤です (N 2 +1 O または N +2 O に酸化します)。

1. 熱分解

2N -3 H 3 - t°® N 2 0 + 3H 2

2. 酸素中での燃焼

a) 触媒なし

4N -3H 3 + 3O 2 ® 2N 2 0 + 6H 2 O

b) 接触酸化 (kat = Pt)

4N -3H3+5O2®4N+2O+6H2O

3. 一部の金属酸化物の還元

3Cu +2 O + 2N -3 H 3 ® 3Cu0 + N 2 0 + 3H 2 O

アンモニアの流れが加熱されたCuO上を通過すると、酸化されて遊離窒素になります。オゾンによるアンモニアの酸化により、NH 4 NO 3 が生成されます。オゾンと混合した通常の酸素が明らかにこの酸化に何らかの役割を果たしているのは興味深いことです。

アンモニアは優れた可燃性ジェット燃料です。水と同様、液体アンモニアは主に水素結合の形成を通じて高度に結合しています。ただし、それらは比較的弱いです (約 4.2 kJ/mol)。液体アンモニアの粘度は水の粘度のほぼ 7 分の 1 です。その密度 (-33 °C および +20 °C でそれぞれ 0.68 および 0.61 g/cm3) も水の密度よりも大幅に小さくなります。電気液体アンモニアは、次のスキームに従って電解するため、実際には伝導しません。

NH 3 + NH 3 ы NH 4 + + NH 2 -

わずかに小さい: イオン積 = 2・10 -33 (-50 °C で)。

0 °C 以上 (加圧下) では、液体アンモニアは任意の比率で水と混合します。 30 °C でアンモニアの強力な水溶液を使用すると、アンモニアのイオン化が低いことが示されました。したがって、9 M の解の場合、/ = 1 · 10 -11 となります。

のために化学的特性アンモニアでは、付加、水素置換、酸化という 3 つのタイプの反応が最も重要です。

アンモニアの最も特徴的な付加反応。特に、多くの塩に作用すると、CaCl 2 ・ 8NH 3 、CuSO 4 ・ 4NH 3 などの組成の結晶性アンモニア化合物が容易に生成され、その生成性質や安定性は結晶性水和物と同様です。

アンモニアが水に溶解すると、水酸化アンモニウムが部分的に形成されます。

NH 3 + H 2 O S NH 4 OH

この化合物では、アンモニウムラジカル (NH 4) が 1 価の金属の役割を果たします。したがって、NH 4 OH の電離は主なタイプに従って進行します。

NH 4 OH と NH 4 + OH」

これらの両方の方程式を組み合わせると、次のようになります。一般的なアイデアアンモニア水溶液中で起こる平衡について：

NH 3 + H 2 O S NH 4 OH S NH 4 + OH」

これらの平衡の存在により、アンモニア水溶液（単に「アンモニア」と呼ばれることが多い）は刺激臭を発します。溶液中の OH" イオンの濃度が低いという事実により、NH 4 OH は弱塩基とみなされます。水酸化アンモニウムは最も重要な化学試薬の 1 つであり、その希釈溶液 (「アンモニア」) も使用されます。薬と家庭用（衣類を洗濯するときやシミを取り除くとき）。

水と有機液体の間の NH 3 の分布に関するデータの分析により、水に溶解しているすべてのアンモニアの 90% 以上が水和物の形であることが示されています。アンモニア水溶液上の蒸気相では、次のスキームに従って平衡の存在が確立されます。

2NH3+H2OS2NH3H2O+75kJ、

20 °C での値 K = 1・10 -4 によって特徴付けられます。

原子、分子。

NH 3 分子は窒素原子を頂点とした三角錐の構造をしています。 R HNH = 107.3°。電子 H-N結合水素から窒素へ非常に強くシフトするため、アンモニア分子は全体として顕著な極性を特徴とします。

アンモニアのピラミッド構造は、平面構造よりもエネルギー的に 25 kJ/mol 有利です。分子は極性を持っています。 N-H接続 389 kJ/molのエネルギーによって特徴付けられますが、水素原子の連続解離のエネルギーの値は435、397、および339 kJ/molとして与えられます。アンモニア分子は弱い水素結合によって結合されています。

アンモニア分子の興味深い特性は、構造反転を起こす能力です。水素原子で形成されたピラミッドの底面に窒素原子を通過させることにより「裏返し」になります。この反転のポテンシャル障壁は 25 kJ/mol であり、エネルギーが十分に豊富な分子のみが反転を実行できます。反転速度は比較的低く、電場による NH 3 分子の配向速度の 1000 分の 1 です。

レシート。

空気中の遊離窒素の結合状態への移動は、主にアンモニアの合成によって行われます。

N 2 + 3 H 2 S 2 NH 3 + 92 kJ。

平衡移動の原理は、アンモニアの生成にとって最も好ましい条件ができるだけ多いことを示しています。低温そしておそらくそれ以上高圧。ただし、700 °C であっても反応速度は非常に遅い (したがって、平衡が確立されるのが非常に遅い) ため、その反応速度に疑問の余地はありません。実用。逆に、もっと高温、平衡状態がすぐに確立されると、系内のアンモニア含有量は無視できるほどになります。したがって、加熱の助けを借りて平衡の達成を加速することによって、同時にその位置を不利な側に移動させることになるため、検討中のプロセスの技術的実装は不可能であることが判明します。

ただし、平衡を同時に移動させることなく、平衡状態の達成を加速する手段はあります。多くの場合、適切な触媒が役立つツールです。適切な触媒は金属鉄（Ａｌ２Ｏ３およびＫ２Ｏの不純物を含む）である。このプロセスは通常、温度 400 ～ 600 ℃ (触媒上)、圧力 100 ～ 1000 気圧で行われます。アンモニアがガス混合物から分離された後、後者はサイクルに再導入されます。

アンモニア合成の触媒を探す過程で、約2万種類の異なる物質が試みられました。広く使用されている鉄触媒は通常、FeO と Fe 2 O 3 (Fe、Al 2 O 3、KOH の微量不純物を含む) の緊密な混合物を 3H 2 +N 2 雰囲気中で加熱することによって調製されます。 H 2 S、CO、CO 2、水蒸気、酸素は触媒をすぐに「汚染」するため、触媒に供給される窒素と水素の混合物からそれらを注意深く除去する必要があります。技術的条件が適切であれば、触媒は数年間中断することなく動作します。

のために更なる発展合成アンモニア産業では、2000 気圧以上の圧力では、特別な触媒がなくても窒素と水素の混合物からのアンモニアの合成がうまく進むことが重要と考えられます。 850℃、4500気圧におけるアンモニアの実用収率は97%です。超高圧では、ソースガス中のさまざまな不純物の存在がプロセスの進行に影響を与えないことが特に重要です。

アンモニアの合成は 1913 年に実用化され、この方法で 7 トンの NH 3 が得られました。現在、この合成は固定窒素を製造するための主要な工業的方法であり、世界の年間生産量は数千万トンに達します。

1905 年に開発されたこの方法は、元素からのアンモニアの直接合成に加えて、大気中の窒素を固定する上で工業的に重要な意味を持っています。 シアナミド法。後者は、1000 °C で炭化カルシウム (石灰と石炭の混合物を電気炉で焼成して得られる) が次の方程式に従って遊離窒素と反応するという事実に基づいています。

CaC 2 + N 2 = CaCN 2 + C + 293 kJ。

このようにして得られたカルシウムシアナミド（Ca=N-C）є N) は灰色の (炭素不純物による) 粉末です。過熱した（つまり 100 °C 以上に加熱された）水蒸気にさらされると、アンモニアが放出されて分解します。

CaCN 2 + 3 H 2 O = CaCO 3 + 2 NH 3 + 222 kJ。

カルシウムシアナミドの水による分解は、常温ではゆっくりと進行します。したがって、播種のずっと前に土壌に加えて、窒素肥料として使用できます。カルシウムが含まれているため、ポドゾリック土壌に特に適しています。「シアナマイドは窒素肥料だけでなく石灰肥料の役割も果たしており、石灰は無料のアプリケーション窒素へ」（D.N. プリャニシニコフ）。

実験室条件では、NH 3 は固体の NH 4 Cl を飽和 KOH 溶液で処理することによって得られます。放出されたガスは、固体 KOH または新たに焼成した酸化カルシウム (CaO) を入れた容器を通過させることによって乾燥できます。 H 2 SO 4 および CaCl 2 は、アンモニアが化合物を形成するため、乾燥には使用できません。

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 - t° ® CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O

(NH 4) 2 SO 4 + 2KOH - t° ® K 2 SO 4 + 2NH 3 + 2H 2 O

アンモニアは(A)の方法でのみ回収できます。空気より軽く、水によく溶けます。

身体への影響。

アンモニアは空気中に0.5%含まれていても粘膜を強く刺激します。急性アンモニア中毒は、目や気道の損傷、息切れ、肺炎を引き起こします。応急処置の手段は、新鮮な空気、目を大量の水で洗い、水蒸気を吸い込みます。慢性アンモニア中毒は、消化不良、上気道のカタル、難聴を引き起こします。空気中のNH 3 の最大許容濃度生産施設 0.02 mg/l と考えられます。アンモニアと 16 ～ 28 vol.% のアンモニアを含む空気との混合物は爆発性があります。

応用。

なぜならカルシウムシアナミドは、水による分解が常温ではゆっくりと進むため、播種のかなり前から土壌に添加し、窒素肥料として利用できます。カルシウムが含まれているため、ポドゾリック土壌に特に適しています。「シアナマイドは窒素肥料だけでなく石灰肥料の役割も果たしており、石灰は窒素に無料で添加されます」（D.N. プリャニシニコフ）。

通常販売されているアンモニアには10％程度のアンモニアが含まれています。彼は見つけて、医療用。特に、重度の中毒を和らげるために、その蒸気を吸入するか、経口摂取（コップ1杯の水に3〜10滴）が使用されます。皮膚の潤滑アンモニア虫刺されの影響を弱めます。非常に希釈したアンモニアは、窓を拭いたり、油が塗られた床を洗うのに便利で、強力なアルコールは、ハエの痕跡を除去したり、銀メッキやニッケルメッキの物品を掃除したりするのに役立ちます。

汚れを落とすとき良い結果多くの場合、次の組成（体積比）が得られます。 a) アンモニア 4 部、エーテル 5 部、およびワインアルコール (変性アルコール) 7 部。 b) アンモニア 5 部、ガソリン 2 部、ワインアルコール 10 部。 c) アンモニア 10 部、ワインアルコール 7 部、クロロホルム 3 部およびガソリン 80 部。 d) アンモニア 5 部、アセトン 3 部、石鹸のアルコール溶液 20 部。

衣服についた油絵の具は、最初にテレビン油で湿らせ、次にアンモニアで湿らせた脱脂綿で拭き取ることをお勧めします。インクの汚れを取り除くには、通常、アンモニアで処理し、水で洗い流すだけで十分です。

アンモニア化合物。 アンモニアは危険ですが重要なガスです