Билет № 24

1. Аммиак: состав молекулы, химическая связь в молекуле. Физические и химические свойства аммиака.

Молекулярная формула аммиака   NH₃. Три атома водорода соединены с азотом ковалентными полярными связями (азот более электроотрицателен). В образовании связей принимают участие три неспаренных электрона азота и по одному электрону водорода. Структурная формула:
H – N – H
      l
     H
Молекула аммиака имеет форму треугольной пирамиды, в вершинах которой находятся атомы азота и водорода. Угол между связями N–H около 107^о

Аммиак – бесцветный газ с характерным резким запахом. Легче воздуха, его можно собирать в перевернутые вверх дном сосуды. Аммиак хорошо растворяется в воде (в 1 литре воды при комнатной температуре растворяется около 700 литров аммиака). При повышенном давлении аммиак легко переходит в жидкое состояние. При последующем испарении поглощается много тепла, поэтому его используют в качестве хладагента в холодильных установках.

Аммиак химически активен. Наличие у атома азота неподелённой электронной пары, не участвующей в образовании связей, делает возможным присоединение протона и образования еще одной, донорно-акцепторной связи, обозначаемой стрелкой:
       H
        l
[H – N → H ]⁺
        l
       H

Ион аммония образуется, например, при растворении аммиака в воде:

NH₃ + H₂O NH₄⁺ + OH ^–

Поэтому раствор аммиака обладает щелочными свойствами и окрашивает индикатор фенолфталеин в малиновый цвет.
 

Аммиак взаимодействует с кислотами. Если близко поднести стеклянные палочки, смоченные концентрированным раствором аммиака и концентрированной соляной кислотой, образуется «дым» из кристалликов хлорида аммония:

NH₃ + HCl = NH₄Cl
 

Аммиак горит в кислороде с образованием молекулярного азота:

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O

В присутствии платины в качестве катализатора, азот аммиака окисляется до оксида азота (II):

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

Эта реакция используется в производстве азотной кислоты и азотных удобрений. 10%-ный раствор аммиака в воде используется в медицине под названием «нашатырный спирт».
 

При нагревании аммиак разлагается (реакция обратная синтезу):

2NH₃ N₂ + 3H₂

2.   Опыт.  Распознавание раствора соли серной кислоты среди трех предложенных растворов солей.

Для распознавания соли серной кислоты капаем в каждую пробирку раствор хлорида бария. Там, где находится сульфат, выпадет белый кристаллический осадок, нерастворимый в концентрированной азотной кислоте:

Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl

или в ионном виде:

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓

Если среди растворов будет карбонат (тоже выпадает в осадок с Ba²⁺):