Как объяснить хорошую растворимость аммиака в воде какие процессы?

10 ответов на вопрос “Как объяснить хорошую растворимость аммиака в воде какие процессы?”

  1. Ragebeard Ответить

    Растворение аммиака в воде сопровождается выделением тепла (около 33 кДж/моль). Влияние температуры на растворимость иллюстрируется приводимыми ниже данными, показывающими число весовых частей NH3, поглощаемое одной весовой частью воды (под давлением аммиака, равным атмосферному):
    Температура °С –30 0 10 30 50 80 100
    Растворимость 2,78 0,87 0,63 0,40 0,23 0,15 0,07
    Максимальной электропроводностью обладает при обычных условиях приблизительно 3 н раствор аммиака. Растворимость его в органических растворителях значительно меньше, чем в воде.
    Для химической характеристики аммиака основное значение имеют реакции трёх типов: присоединения, замещения водорода и окисления.
    Наиболее характерные для аммиака реакции присоединения. В частности, при действии его на многие соли легко образуются кристаллические аммиакаты состава СаСl2·8NH3, CuSO4·4NH3 и т.п., по характеру образования и устойчивости похожие на кристаллогидраты.
    При растворении аммиака в воде происходит частичное образование гидроксида аммония: NH3 + H2O U NH4OH
    В этом соединении радикал аммоний (NH4) играет роль одновалентного металла. Поэтому электролитическая диссоциация NH4OH протекает по основному типу: NH4OH U NH4• + OH’
    Объединяя оба эти уравнения, получаем общее представление о равновесиях, имеющих место в водном растворе аммиака: NH3 + H2O U NH4OH U NH4• + OH’
    Из-за наличия этих равновесий водный раствор аммиака (часто называемый просто “аммиаком”) имеет резкий запах. Ввиду того что концентрация ионов ОН’ в растворе невелика, NH4OH рассматривается как слабое основание. Гидроксид аммония является одним из важнейших химических реактивов, разбавленные растворы которого (“нашатырный спирт”) применяются также в медицине и домашнем хозяйстве (при стирке белья и выводе пятен).
    Гидроксид аммония при обычных условиях совершенно неустойчив, однако в водных растворах аммиака он, несомненно, существует. Простым физическим растворением NH3 в воде нельзя объяснить резкое снижение давления его пара над раствором. Это явление может обуславливаться двумя основными причинами. Первая — ионизация молекул NH3, вследствие незначительности не может играть решающей роли. Вторая причина, играющая решающую роль, —гидратация молекул NH3, осуществляющаяся путём образования Н-связей по двум типам: Н3N·HOH и Н2О·НNH2. Так как водород более положительно поляризован в воде, а протонное сродство у азота выше, чем у кислорода, взаимодействие приводит в основном к образованию молекул Н3NHOH или NH4OH, т. е. гидроксида аммония.
    Страницы: 6 7 8 9 10 11 12 13 14
    ЗАУРОПТЕРИГИИ , отряд вымерших водных хищных пресмыкающихся. Жили с триаса по мел; были широко распространены. Длина тела от 0,5 до 15 м. По облику и образу жизни напоминали тюленей. Ок. 15 семейств.
    ФРЕГАТ (нидерл . fregat),..1) в парусном военном флоте – трехмачтовый военный корабль (второй по величине после линейного корабля; имел до 60 пушек) главным образом для крейсерства и разведки (см. Крейсерские операции). В 19 в. появились паровые колесные, (пароходо-фрегаты), затем винтовые фрегаты…2) Современные фрегаты – корабли специальной постройки; предназначены для поиска и уничтожения подводных лодок, противовоздушной и противоракетной обороны кораблей (судов).
    ХОРЬКИ , млекопитающие семейства куньих. Длина тела до 48 см, хвоста до 16 см. 3 вида, в Евразии и Сев. Америке; в России 2 вида: лесной, или черный, хорек и степной, или белый, хорек. Объект пушного промысла. С древности одомашненная альбинистическая форма черного хорька – фуро (изображен на картине Леонардо да Винчи “Дама с горностаем”).

  2. EviLGuY Ответить

    Данные о растворимости аммиака в воде ( табл. VI-6) показывают, что повышение давления вызывает увеличение растворимости NH3, а с повышением температуры его растворимость уменьшается. Поэтому установки для приготовления аммиачной воды обычно снабжают водяными холодильниками.
     [31]
    Так как растворимость аммиака при 10 С равна 67 9 г, то, следовательно, 100 г H2O – f67 9 г NH3 167 9 г раствора.
     [32]
    Для снижения растворимости аммиака и отгонки его в газовую фазу необходимо снизить давление аммиака в газовой фазе. Для этого на содовом заводе используется водяной пар, который, бар-ботируя через жидкость, нагревает ее, и, выделяясь в газовую, фазу, разбавляет газ, снижает парциальное давление аммиака и согласно закону Генри, способствует его удалению из жидкости. Присутствие С02 в жидкости снижает равновесное давление аммиака над жидкостью и тем самым затрудняет его отгонку. По этой же причине ухудшается отгонка С02 в присутствии в растворе аммиака.
     [33]
    Для снижения растворимости аммиака и отгонки его – в газовую фазу необходимо снизить давление аммиака в газовой фазе. Для этого на содовом заводе используется водяной пар, который, бар-ботируя через жидкость, нагревает ее, и, выделяясь в газовую, фазу, разбавляет газ, снижает парциальное давление аммиака и согласно закону Генри, способствует его удалению из жидкости. Присутствие СО 2 в жидкости снижает равновесное давление аммиака над жидкостью и тем самым затрудняет его отгонку. По этой же причине ухудшается отгонка С02 в присутствии в растворе аммиака.
     [34]
    Используя данные о растворимости аммиака, постройте кривую зависимости потребности в воздухе при десорбции аммиака в идеальной колонне от изменения температуры.
     [35]
    Равновесные данные о растворимости аммиака в воде могут быть представлены уравнением С 1 267 у, где С – растворимость в фунтах аммиака на 1 фунт воды, у – мольная доля аммиака в газовой фазе.
     [36]
    С повышением давления растворимость аммиака в воде увеличивается.
     [37]
    От чего зависит растворимость аммиака в рассоле.
     [38]

  3. Илтар Ответить

    Аммиак не имеет цвета и обладает характерным запахом.
    Температура воспламенения аммиака на воздухе составляет 651 °С. Он образует с воздухом взрывоопасные смеси в интервале при объемных концентрациях 15-28 %, с увеличением температуры пределы взрываемости расширяются, и при 100 °С они составляют 14,5-29,5 %. Максимальное давление при взрыве аммиачно-воздушной смеси в 7 раз превышает начальное.
    Качественное и своевременное обслуживание кондиционеров LG.
    В присутствии пара с концентрацией выше 11 % аммиачно-воздушные смеси взрывобезопасны.
    Физические свойства аммиакаПоказательЗначениеМолекулярный вес17Молярный объем (при 0 °С, 101,3 кПа), л/моль22,08Плотность (газ, 0 °С, 101,3 кПа), кг/м30,771Критическое давление, МПа11,28Критическая температура, °С132,4Критическая теплопроводность, кДжК -1 н-1м-10,522Температура плавления (при 101,3 кПа), °С-77,71Температура кипения (при 101,3 кПа), °С-33,43Теплота испарения (при 101,3 кПа), кДж/кг1370Скорость звука в жидком NH3, м/с1663Диэлектрическая константа (при 25 °C)16,9Зависимость давления газообразного аммиака от температурыT,
    °сp,
    кПаT,
    °сp,
    кПаT,
    °сp,
    кПа-4071,72-10290,7720857,08-3593,14-5354,77251002,7-30119,490429,353011656,6-25151,545515,65351350,0-20190,1610614,86401781,7-15236,2415728,24451781,7Основные физические свойства аммиака приведены в таблицах выше. Из приведенных данных следует, что при нормальных условиях аммиак находится в газообразном состоянии. Он сравнительно легко сжижается, температура кипения его составляет -33,43 °С, плавится при -77,71 °С. Теплота испарения довольно значительная (1370 кДж/кг). При испарении в атмосферу аммиака температура его может понизиться от -33,4 до -67 °С. При 20 °С давление газообразного аммиака над сжиженным равно 0,857 МПа.
    Аммиак взаимодействует с медью, цинком, кадмием и их сплавами, особенно в присутствии воды; растворяет обычную резину.

    Аммиачная вода

    Растворимость аммиака в воде при давлении 101,3 кПа приведена ниже:
    Температура, °С                                    0       10      20      30        40      50      60
    Массовая концентрация NH3, %    47,2   40,7   34,1   29,0   25,3   22,2   14,1
    Теплота растворения газообразного аммиака в воде с концентрацией 1-50% составляет 34-24 кДж/моль.
    Поставляется аммиачная вода в виде 25% -ного раствора. Готовят ее с использованием как химочищенной воды или конденсата (марка А), так и неочищенной. Аммиачная вода не горюча.

  4. Jambik Ответить

    Аммиа?к — NH3, нитрид водорода, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта)
    Аммиак почти вдвое легче воздуха, ПДКр.з. 20 мг/м3 — IV класс опасности (малоопасные вещества) по ГОСТ 12.1.007. Растворимость NH3 в воде чрезвычайно велика — около 1200 объёмов (при 0 °C) или 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды. В холодильной технике носит название R717, где R — Refrigerant (хладагент), 7 — тип хладагента (неорганическое соединение), 17 — молекулярная масса.
    Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине. Три неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода (связи N?H), четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать донорно-акцепторную связь с ионом водорода, образуя ион аммония NH4+. Благодаря тому, что не связывающее двухэлектронное облако строго ориентировано в пространстве, молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде.
    В жидком аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями. Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения (tкип ?33,35 °C) и плавления (tпл ?77,70 °C), а также более низкую плотность, вязкость (вязкость жидкого аммиака в 7 раз меньше вязкости воды), проводимость и диэлектрическую проницаемость. Это в некоторой степени объясняется тем, что прочность этих связей в жидком аммиаке существенно ниже, чем у воды, а также тем, что в молекуле аммиака имеется лишь одна пара неподелённых электронов, в отличие от двух пар в молекуле воды, что не дает возможность образовывать разветвлённую сеть водородных связей между несколькими молекулами. Аммиак легко переходит в бесцветную жидкость с плотностью 681,4 кг/м?, сильно преломляющую свет. Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счёт образования водородных связей. Жидкий аммиак практически не проводит электрический ток. Жидкий аммиак — хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений. Твёрдый аммиак — бесцветные кубические кристаллы.
    История названия
    Аммиак (в европейских языках его название звучит как «аммониак») своим названием обязан оазису Аммона в Северной Африке, расположенному на перекрестке караванных путей. В жарком климате мочевина (NH2)2CO, содержащаяся в продуктах жизнедеятельности животных, разлагается особенно быстро. Одним из продуктов разложения и является аммиак. По другим сведениям, аммиак получил своё название от древнеегипетского слова амониан. Так называли людей, поклоняющихся богу Амону. Они во время своих ритуальных обрядов нюхали нашатырь NH4Cl, который при нагревании испаряет аммиак.
    История добычи
    Крупнейшие месторождения нашатыря (нушадир) в эпоху средневекового мусульманского ренессанса были расположены в Мавераннахре и в Сицилии. Первое месторождение было много более важным, по нему в частности в Европе, это лекарство с давних пор называлось “татарской солью”. В 11 веке афганец ал-Худжвири рассказывал, что он видел на границе ислама в одном тюркском городе горящую гору, из которой вырывались пары аммиака, “посреди пламени была мышь, которая издохла, когда покинула раскаленный зной”
    Жидкий аммиак
    Жидкий аммиак, хотя и в незначительной степени, диссоциирует на ионы (автопротолиз), в чём проявлется его сходство с водой:
    Константа самоионизации жидкого аммиака при ?50 °C составляет примерно 10?33 (моль/л)?.
    Жидкий аммиак, как и вода, является сильным ионизирующим растворителем, в котором растворяется ряд активных металлов: щелочные, щёлочноземельные, Mg, Al, а также Eu и Yb. Растворимость щелочных металлов в жидком NH3 составляет несколько десятков процентов. В жидком аммиаке NH3 также растворяются некоторые интерметаллиды, содержащие щелочные металлы, например Na4Pb9.
    Разбавленные растворы металлов в жидком аммиаке окрашены в синий цвет, концентрированные растворы имеют металлический блеск и похожи на бронзу. При испарении аммиака щелочные металлы выделяются в чистом виде, а щелочноземельные — в виде комплексов с аммиаком [Э(NH3)6] обладающих металлической проводимостью. При слабом нагревании эти комплексы разлагаются на металл и NH3.
    Растворенный в NH3 металл постепенно реагирует с образованием амида.
    Получающиеся в результате реакции с аммиаком амиды металлов содержат отрицательный ион NH2?, который также образуется при самоионизации аммиака. Таким образом, амиды металлов являются аналогами гидроксидов. Скорость реакции возрастает при переходе от Li к Cs. Реакция значительно ускоряется в присутствии даже небольших примесей H2O.
    Металлоаммиачные растворы обладают металлической электропроводностью, в них происходит распад атомов металла на положительные ионы и сольватированные электроны, окруженные молекулами NH3. Металлоаммиачные растворы, в которых содержатся свободные электроны, являются сильнейшими восстановителями.
    Биологическая роль
    Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Он образуется при метаболизме белков, аминокислот и других азотистых соединений. Он высоко токсичен для организма, поэтому большая часть аммиака в ходе орнитинового цикла конвертируется печенью в более безвредное и менее токсичное соединение — карбамид (мочевину). Мочевина затем выводится почками, причём часть мочевины может быть конвертирована печенью или почками обратно в аммиак.
    Аммиак может также использоваться печенью для обратного процесса — ресинтеза аминокислот из аммиака и кетоаналогов аминокислот. Этот процесс носит название «восстановительное аминирование». Таким образом из щавелевоуксусной кислоты получается аспарагиновая, из ?-кетоглутаровой — глутаминовая и т. д.
    Физиологическое действие
    По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Аммиак обладает как местным, так и резорбтивным действием.
    Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это человек и воспринимает как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении поглощает тепло, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Запах аммиака ощущается при концентрации 37 мг/м?.
    Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственного помещения (ПДКр.з.) составляет 20 мг/м?. В атмосферном воздухе населённых пунктов и в жилых помещениях среднесуточная концентрация аммиака (ПДКс.с.) не должна превышать 0,04 мг/м?. Максимальная разовая концентрация в атмосфере — 0,2 мг/м?. Таким образом, ощущение запаха аммиака свидетельствует о превышении допустимых норм.
    Раздражение полости рта проявляется при содержании аммиака в воздухе 280 мг/м?, глаз — 490 мг/м?. При действии в очень высоких концентрациях аммиак вызывает поражение кожи: 7—14 г/м? — эритематозный, 21 г/м? и более — буллёзный дерматит. Токсический отёк лёгких развивается при воздействии аммиака в течение часа с концентрацией 1,5 г/м?. Кратковременное воздействие аммиака в концентрации 3,5 г/м? и более быстро приводит к развитию общетоксических эффектов.
    В мире максимальная концентрация аммиака в атмосфере (больше 1 мг/м?) наблюдается на Индо-Гангской равнине, в Центральной долине США и в Южно-Казахстанской области.
    Применение
    Аммиак относится к числу важнейших продуктов химической промышленности, ежегодное его мировое производство достигает 150 млн тонн. В основном используется для производства азотных удобрений (нитрат и сульфат аммония, мочевина), взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды (по аммиачному методу) и других продуктов химической промышленности. Жидкий аммиак используют в качестве растворителя.
    В холодильной технике используется в качестве холодильного агента (R717)
    В медицине 10 % раствор аммиака, чаще называемый нашатырным спиртом, применяется при обморочных состояниях (для возбуждения дыхания), для стимуляции рвоты, а также наружно — невралгии, миозиты, укусах насекомых, для обработки рук хирурга. При неправильном применении может вызвать ожоги пищевода и желудка (в случае приёма неразведённого раствора), рефлекторную остановку дыхания (при вдыхании в высокой концентрации).
    Применяют местно, ингаляционно и внутрь. Для возбуждения дыхания и выведения больного из обморочного состояния осторожно подносят небольшой кусок марли или ваты, смоченный нашатырным спиртом, к носу больного (на 0,5-1 с). Внутрь (только в разведении) для индукции рвоты; также, в составе нашатырно-анисовых капель – в качестве муколитического (отхаркивающего) средства. При укусах насекомых — в виде примочек; при невралгиях и миозитах — растирания аммиачным линиментом. В хирургической практике разводят в тёплой кипяченой воде и моют руки.
    Поскольку аммиак является слабым основанием, при взаимодействии с кислотами он их нейтрализует.
    Физиологическое действие нашатырного спирта обусловлено резким запахом аммиака, который раздражает специфические рецепторы слизистой оболочки носа и способствует возбуждению дыхательного и сосудодвигательного центров мозга, вызывая учащение дыхания и повышение артериального давления.
    Противоморозная добавка для сухих строительных растворов, относящаяся к ускорителям. Рекомендуемая дозировка — 2…8 % массы компонентов сухой смеси в зависимости от температуры применения. Аммиачная вода — продукт (NH3*H2O), представляющий собой газообразный аммиак NН3, растворенный в воде.
    Получение
    Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота.
    Это так называемый процесс Габера (немецкий физик, разработал физико-химические основы метода).
    Реакция происходит с выделением тепла и понижением объёма. Следовательно, исходя из принципа Ле-Шателье, реакцию следует проводить при возможно низких температурах и при высоких давлениях — тогда равновесие будет смещено вправо. Однако скорость реакции при низких температурах ничтожно мала, а при высоких увеличивается скорость обратной реакции. Проведение реакции при очень высоких давлениях требует создания специального, выдерживающего высокое давление оборудования, а значит и больших капиталовложений. Кроме того, равновесие реакции даже при 700 °C устанавливается слишком медленно для практического её использования.
    Применение катализатора (пористое железо с примесями Al2O3 и K2O) позволило ускорить достижение равновесного состояния. Интересно, что при поиске катализатора на эту роль пробовали более 20 тысяч различных веществ.
    Учитывая все вышеприведённые факторы, процесс получения аммиака проводят при следующих условиях: температура 500 °C, давление 350 атмосфер, катализатор. Выход аммиака при таких условиях составляет около 30 %. В промышленных условиях использован принцип циркуляции — аммиак удаляют охлаждением, а непрореагировавшие азот и водород возвращают в колонну синтеза. Это оказывается более экономичным, чем достижение более высокого выхода реакции за счёт повышения давления.
    Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония.
    Обычно лабораторным способом аммиак получают слабым нагреванием смеси хлорида аммония с гашеной известью.
    Для осушения аммиака его пропускают через смесь извести с едким натром.
    Очень сухой аммиак можно получить, растворяя в нём металлический натрий и впоследствии перегоняя. Это лучше делать в системе, изготовленной из металла под вакуумом. Система должна выдерживать высокое давление (при комнатной температуре давление насыщенных паров аммиака около 10 атмосфер). В промышленности аммиак осушают в абсорбционных колоннах.
    Расходные нормы на тонну аммиака
    На производство одной тонны аммиака в России расходуется в среднем 1200 нм? природного газа, в Европе — 900 нм?.
    Аммиак в медицине
    При укусах насекомых аммиак применяют наружно в виде примочек. 10 % водный раствор аммиака известен как нашатырный спирт.
    Возможны побочные действия: при продолжительной экспозиции (ингаляционное применение) аммиак может вызвать рефлекторную остановку дыхания.
    Местное применение противопоказано при дерматитах, экземах, других кожных заболеваниях, а также при открытых травматических повреждениях кожных покровов.
    При случайном поражении слизистой оболочки глаза промыть водой (по 15 мин через каждые 10 мин) или 5 % раствором борной кислоты. Масла и мази не применяют. При поражении носа и глотки — 0,5 % раствор лимонной кислоты или натуральные соки. В случае приема внутрь пить воду, фруктовый сок, молоко, лучше — 0,5 % раствор лимонной кислоты или 1 % раствор уксусной кислоты до полной нейтрализации содержимого желудка.
    Взаимодействие с другими лекарственными средствами неизвестно.
    Интересные факты
    Пары нашатырного спирта способны изменять окраску цветов. Например, голубые и синие лепестки становятся зелеными, ярко красные — черными.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *