Oxidation ya amonia na sifa zake

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 17:56

Mojawapo ya misombo ya nitrojeni muhimu zaidi ni amonia. Kwa mujibu wa mali yake ya kimwili, ni gesi isiyo na rangi yenye harufu kali, yenye kuvuta (hii ni harufu ya ufumbuzi wa maji ya hidroksidi ya ammoniamu NH₃·H₂O). Gesi hiyo huyeyuka sana katika maji. Katika suluhisho la maji, amonia ni msingi dhaifu. Ni moja ya bidhaa muhimu zaidi za tasnia ya kemikali.

NH₃ ni kipunguzaji kizuri, kama vile katika molekuli ya amonia, nitrojeni ina hali ya chini zaidi ya oksidi -3. Sifa nyingi za amonia huamuliwa na jozi ya elektroni moja katika atomi ya nitrojeni - athari za nyongeza na amonia hutokea kwa sababu ya uwepo wake (jozi hizi za single ziko kwenye obiti ya bure ya Protoni H⁺).

Jinsi ya kupata amonia

Kuna mbinu kuu mbili za kivitendo za kupata amonia: moja kwenye maabara, nyingine katika viwanda.

Zingatia utengenezaji wa amonia viwandani. Mwingiliano wa nitrojeni ya molekuli na hidrojeni: N₂ + 2H₂=2NH₃(mtikio unaoweza kugeuzwa). Njia hii ya kupata amonia inaitwa mmenyuko wa Haber. Ili naitrojeni ya molekuli na hidrojeni kuitikia, lazima ziwekwe joto hadi 500 ᵒC au 932 ᵒF, shinikizo la MPA la 25-30 lazima lijengwe. Ni lazima chuma chenye chembechembe kiwepo kama kichocheo.

Kupokea kwenye maabara ni mmenyuko kati ya kloridi ya ammoniamu na hidroksidi ya kalsiamu: CA(OH)₂ + 2NH₄Cl=CaCl₂ + 2NH₄OH (kama NH₄OH ni mchanganyiko dhaifu sana, mara moja hutengana na kuwa gesi ya amonia=NH₄ NH₄OH. NH₃ + H₂O).

Amonia oxidation mmenyuko

Wanaendelea na mabadiliko katika hali ya oksidi ya nitrojeni. Kwa kuwa amonia ni kipunguzaji kizuri, inaweza kutumika kupunguza metali nzito kutoka kwa oksidi zake.

Kupunguza Chuma: 2NH₃ + 3CuO=3Cu + N₂ + 3H₂O (Oksidi ya shaba(II) inapopashwa joto kukiwa na amonia, chuma cha shaba nyekundu hupungua).

Uoksidishaji wa amonia ikiwa kuna vioksidishaji vikali (kwa mfano, halojeni) hutokea kulingana na mlinganyo: 2NH₃ + 3Cl₂=N₂ + 6HCl (mtikio huu wa redox unahitaji joto). Inapofunuliwa na permanganate ya potasiamu kwenye amonia katika kati ya alkali, uundaji wa nitrojeni ya molekuli, permanganate ya potasiamu na maji huzingatiwa: 2NH₃ + 6KMnO₄+ 6KOH=6K₂MnO₄+ N₂ + 6H₂O.

Inapokanzwa kwa nguvu sana (hadi 1200 °C au 2192 ᵒF), amonia inaweza kuoza na kuwa vitu rahisi: 2NH₃=N₂ + 3H₂. Katika 1000 oC au 1832 amonia humenyuka pamoja na methane CH₄: 2CH₄ + 2NH₃ + 3O₂=2HCN + 6H₂O (asidi hidrosiani na maji). Kwa kuongeza oksidi amonia na hipokloriti ya sodiamu, hidrazini H₂X₄ inawezapata: 2NH₃ + NaOCl=N₂H₄ + NaCl + H _2O

Mwako wa amonia na uoksidishaji wake kichocheo kwa oksijeni

Uoksidishaji wa amonia yenye oksijeni una vipengele fulani. Kuna aina mbili tofauti za uoksidishaji: kichocheo (yenye kichocheo), haraka (kuchoma).

Wakati wa kuchoma, mmenyuko wa redox hutokea, bidhaa ambazo ni nitrojeni ya molekuli na maji: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O kujiwasha kwa amonia). Uoksidishaji wa kichocheo na oksijeni pia hutokea wakati wa joto (takriban 800 ᵒC au 1472 ᵒF), lakini moja ya bidhaa za athari ni tofauti: 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂O (ikiwa na platinamu au oksidi za chuma, manganese, chromiamu au b altromium. kichocheo, bidhaa za oksidi ni oksidi ya nitrojeni (II) na maji).

Zingatia uoksidishaji wa homogeneous wa amonia na oksijeni. Oxidation isiyodhibitiwa ya monotonous ya sehemu ya gesi ya amonia ni mmenyuko wa polepole. Haijaripotiwa kwa kina, lakini kikomo cha chini cha kuwaka kwa mchanganyiko wa amonia-hewa ifikapo 25 ° C ni takriban 15% katika safu ya shinikizo ya 1-10 bar na hupungua joto la awali la mchanganyiko wa gesi linavyoongezeka.

Ikiwa CNH~ ni sehemu ya mole ya NH_{3 katika mchanganyiko wa hewa-ammonia na halijoto iliyochanganywa (OC), kisha kutoka kwa data CNH=0.15-0 inafuata kwamba kikomo cha kuwaka ni cha chini. Kwa hiyo, ni busara kufanya kazi na ukingo wa kutosha wa usalama chini ya kikomo cha chinikuwaka, kama sheria, data juu ya kuchanganya amonia na hewa mara nyingi huwa mbali na kamilifu.}

Sifa za kemikali

Zingatia uoksidishaji wa mguso wa amonia hadi oksidi ya nitriki. Miitikio ya kawaida ya kemikali na amonia bila kubadilisha hali ya oksidi ya nitrojeni:

• Mwitikio kwa maji: NH₃ + H₂O=NH₄OH=NH₄⁺ + he⁻ (mtikio unaweza kutenduliwa kwa sababu hidroksidi ya ammoniamu NH₄OH ni mchanganyiko usio thabiti).
• Mwitikio wa asidi kuunda chumvi za kawaida na tindikali: NH₃ + HCl=NH₄Cl (chumvi ya kloridi ya ammoniamu ya kawaida huundwa); 2NH₃ + H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄.
• Matendo pamoja na chumvi za metali nzito kuunda changamano: 2NH₃ + AgCl=[Ag(NH₃)₂]Cl (misombo changamano ya fedha (I) fomu za kloridi ya diamine).
• Mwitikio pamoja na haloalkanes: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3]Cl (aina za methylammonium hidrokloridi ni ioni ya ammoniamu inayobadilishwa NH4=).
• Mwitikio wenye metali za alkali: 2NH₃ + 2K=2KNH₂ + H₂ (hutengeneza amide ya potasiamu KNH₂; nitrojeni haibadilishi hali ya oksidi, ingawa mmenyuko ni redox). Miitikio ya nyongeza hutokea katika hali nyingi bila kubadilisha hali ya oksidi (yote yaliyo hapo juu, isipokuwa ya mwisho, yameainishwa kulingana na aina hii).

Hitimisho

Amonia ni dutu maarufu ambayo hutumiwa kikamilifu katika tasnia. Leo inachukua nafasi maalum katika maisha yetu,kwani tunatumia bidhaa zake nyingi kila siku. Makala haya yatakuwa ya manufaa kwa wengi wanaotaka kujua kuhusu mambo yanayotuzunguka.