Химические свойства аммиака. Ион аммония. Применение солей аммония

Водный раствор аммиака имеет щелочную реакцию и окрашивает фенолфталеин в малиновый цвет. Это обусловлено связыванием протонов молекул воды молекулами аммиака и образованием в растворе ионов OH^–:

NH₃ + H₂О ⇄ NH₄⁺ + OH^–, или:

NH₃ + НОН ⇄ NH₄⁺ + OH^–

Здесь уместно выполнить эффектную демонстрацию свойств аммиака – его хорошей растворимости в воде и взаимодействия с ней.

Аммиачный фонтан.

Для получения аммиачного фонтана круглодонную колбу наполняют аммиаком, закрывают пробкой с двумя отверстиями, в одном из которых стеклянная трубка, в другом – пипетка с водой и фенолфталеином. Колбу переворачивают и трубку помещают сосуд с водой. Пипеткой впрыскивают в колбу несколько капель воды. Аммиак растворяется в ней, в колбе создается разрежение и вода из нижнего сосуда фонтаном устремляется в колбу. Благодаря фенолфталеину фонтан малинового цвета.

Только небольшая часть растворенного в воде аммиака взаимодействует с образованием ионов аммония. Поэтому водный раствор аммиака принято считать раствором слабого основания (гидроксида аммония), формула которого NH₃ × H₂O, иногда используют также формулу NH₄ОН.

В ионе аммония валентность азота равна IV, а степень окисления –3.

Образование солей аммония

Ион NH₄⁺ может выступать в качестве однозарядного катиона в составе солей. Такие соли называются солями аммония. Например: хлорид аммония NH₄Сl; сульфат аммония (NH₄)₂SO₄; нитрат аммония или аммиачная селитра NH₄NO₃; дигидроортофосфат аммония NH₄H₂PO₄.

Как основание, аммиак реагирует с кислотами, образуя соли аммония:

NH₃ + HCl = NH₄Cl

В случае избытка многоосновной кислоты образуются кислые соли аммония:

2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄

NH₃ + H₂SO₄(избыток) = NH₄HSO₄

Соли аммония представляют собой кристаллические вещества ионного строения, хорошо растворимые в воде. Они являются сильными электролитами и диссоциируют в водных растворах на катион аммония и анион кислотного остатка. Им присущи все свойства солей.

Восстановительные свойства аммиака

Аммиак проявляет восстановительные свойства за счет атома азота, имеющего степень окисления −3. Так, аммиак горит в кислороде:

4NH₃ + 3O₂ 2N₂ + 6H₂O

Если реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то основным продуктом окисления будет оксид азота(II):

4NH₃ + 5O₂ 4NO + 6H₂O