El amoníaco es un gas con una excelente solubilidad en agua: en un litro se pueden disolver hasta 700 litros de un compuesto gaseoso. Como resultado, no solo se forma hidrato de amoníaco, sino también partículas de grupos hidroxilo, así como amonio. Este es un ion resultante de la interacción de las moléculas de gas y los protones de hidrógeno separados del agua. En nuestro artículo, consideraremos sus propiedades y aplicaciones en la industria, la medicina y la vida cotidiana.
Cómo se forman las partículas de amonio
Uno de los tipos más comunes de enlaces químicos, característicos tanto de los compuestos inorgánicos como de las sustancias orgánicas, es el enlace covalente. Puede formarse mediante la superposición de nubes de electrones con el tipo opuesto de rotación: espín, y con la ayuda de un mecanismo donante-aceptor. De esta forma se forma el amonio, cuya fórmula es NH4+. En este caso, el enlace químico se forma utilizando el orbital libre de un átomo.y una nube de electrones que contiene dos electrones. El nitrógeno proporciona al ion su propio par de partículas negativas y el protón de hidrógeno tiene un orbital 1s libre. En el momento de acercarse, la nube de dos electrones de nitrógeno se vuelve común para él y el átomo de H. Esta estructura se denomina nube de electrones moleculares, en la que se forma el cuarto enlace covalente.
Mecanismo donante-aceptor
Una partícula que proporciona un par de electrones se denomina donante, y un átomo neutro que dona una celda de electrones vacía se denomina aceptor. El enlace formado se denomina donante-aceptor o de coordinación, sin olvidar que es un caso especial del enlace covalente clásico. El ion amonio, cuya fórmula es NH4+, contiene cuatro enlaces covalentes. De estos, tres que combinan átomos de nitrógeno e hidrógeno son las especies covalentes habituales, y el último es un enlace de coordinación. Sin embargo, las cuatro especies son absolutamente equivalentes entre sí. La interacción entre las moléculas de agua y los iones Cu2+ es similar. En este caso, se forma una macromolécula de sulfato de cobre cristalino.
Sales de amonio: propiedades y producción
En una reacción de adición, la interacción de un ion de hidrógeno y el amoníaco da como resultado la formación de un ion NH4+. La molécula NH3 se comporta como un aceptor, por lo que tiene propiedades básicas pronunciadas. La reacción con ácidos inorgánicos da lugar a la aparición de moléculas de sal: cloruro, sulfato, nitrato de amonio.
NH3 + HCl=NH4Cl
El proceso de disolución de amoníaco en agua también conduce a la formación de un ion de amonio, que se puede obtener mediante la ecuación:
NH3 + H2O=NH4+ + OH-
Como resultado, la concentración de partículas de hidroxilo aumenta en una solución acuosa de amoníaco, también llamado hidróxido de amonio. Esto conduce al hecho de que la reacción del medio se vuelve alcalina. Se puede determinar utilizando el indicador: fenolftaleína, que cambia su color de incoloro a frambuesa. La mayoría de los compuestos tienen la forma de sustancias cristalinas incoloras, fácilmente solubles en agua. En muchas de sus manifestaciones, se asemejan a sales de metales activos: litio, sodio, rubidio. Las mayores similitudes se pueden encontrar entre las sales de potasio y de amonio. Esto se explica por los tamaños similares de los radios de los iones de potasio y NH4+. Cuando se calientan, se descomponen para formar gas amoníaco.
NH4Cl=NH3 + HCl
La reacción es reversible, ya que sus productos pueden volver a interactuar entre sí para formar una sal de amonio. Cuando la solución de cloruro de amonio se calienta, las moléculas de NH3 se evaporan inmediatamente, por lo que se escucha el olor a amoníaco. Por lo tanto, una reacción cualitativa al ion amonio es la descomposición térmica de sus sales.
Hidrólisis
El agua amoniacal presenta las propiedades de una base débil, por lo que las sales que contienen NH4+ las partículas se someten a un proceso de intercambio con el agua: hidrólisis. Las soluciones de cloruro o sulfato de amonio tienen una reacción ligeramente ácida, ya que en ellasse acumula un exceso de cationes de hidrógeno. Si les agrega álcali, por ejemplo, hidróxido de sodio, entonces las partículas de hidroxilo se unirán a los protones de hidrógeno para formar moléculas de agua. Por ejemplo, la hidrólisis del cloruro de amonio es una reacción de intercambio entre la sal y el agua, que conduce a la formación de un electrolito débil: NH4OH.
Características de la descomposición térmica de las sales de amonio
La mayoría de los compuestos de este grupo, cuando se calientan, forman amoníaco gaseoso, el proceso en sí es reversible. Sin embargo, si la sal tiene propiedades oxidantes pronunciadas, por ejemplo, el nitrato de amonio es una de ellas, entonces, cuando se calienta, se descompone irreversiblemente en monóxido de nitrógeno y agua. Esta reacción es una reacción redox, en la que el ion amonio es el agente reductor y el anión del residuo ácido del ácido nitrato es el agente oxidante.
Valor de los compuestos de amoníaco
Tanto el gas amoníaco como la mayoría de sus sales tienen una amplia gama de aplicaciones en la industria, la agricultura, la medicina y la vida cotidiana. A baja presión (alrededor de 7 a 8 atm.), el gas se licua rápidamente y absorbe una gran cantidad de calor. Por lo tanto, se utiliza en unidades de refrigeración. En los laboratorios químicos, el hidróxido de amonio se usa como una base volátil débil conveniente para los experimentos. La mayor parte del amoníaco se utiliza para obtener nitrato ácido y sus sales, importantes fertilizantes minerales, nitrato. El nitrato de amonio tiene un contenido de nitrógeno particularmente alto. También se utiliza en pirotecnia y en trabajos de demolición para la fabricaciónexplosivos - amonales. El amoníaco, que es cloruro de amonio, ha encontrado aplicación en celdas galvánicas, en la producción de tejidos de algodón y en procesos de soldadura de metales.
La sustancia en este caso acelera la eliminación de películas de óxido sobre la superficie del metal, que se convierten en cloruros o se reducen. En medicina, el amoníaco, que tiene un olor acre, se usa como un medio para restaurar la conciencia después de que un paciente se desmaye.
En nuestro artículo, examinamos las propiedades y la aplicación del hidróxido de amonio y sus sales en varias industrias y en la medicina.
