Salah satu senyawa nitrogen terpenting adalah amonia. Menurut sifat fisiknya, itu adalah gas tidak berwarna dengan bau yang menyengat dan menyesakkan (ini adalah bau larutan amonium hidroksida NH₃·H₂O). Gas ini sangat larut dalam air. Dalam larutan berair, amonium adalah basa lemah. Ini adalah salah satu produk terpenting dari industri kimia.
NH₃ adalah pereduksi yang baik, seperti pada molekul amonium, nitrogen memiliki tingkat oksidasi terendah -3. Banyak karakteristik amonia ditentukan oleh sepasang elektron tunggal dalam atom nitrogen - reaksi adisi dengan amonia terjadi karena keberadaannya (pasangan tunggal ini terletak pada orbit bebas Proton H⁺).
Cara mendapatkan amonia
Ada dua metode praktis utama untuk mendapatkan amonia: satu di laboratorium, yang lain di industri.
Pertimbangkan produksi amonia di industri. Interaksi molekul nitrogen dan hidrogen: N₂ + 2H₂=2NH₃(reaksi reversibel). Metode memperoleh amonia ini disebut reaksi Haber. Untuk molekul nitrogen dan hidrogen untuk bereaksi, mereka harus dipanaskan sampai 500 C atau 932 F, tekanan MPA 25-30 harus dibangun. Besi berpori harus ada sebagai katalis.
Penerimaan di laboratorium adalah reaksi antara amonium klorida dan kalsium hidroksida: CA(OH)₂ + 2NH₄Cl=CaCl + 2NH₄OH (karena NH₄OH adalah senyawa yang sangat lemah, ia segera terurai menjadi gas amonia dan air: NH₄OH=NH₃ + H₂O).
Reaksi Oksidasi Amonia
Mereka melanjutkan dengan perubahan keadaan oksidasi nitrogen. Karena amonia adalah pereduksi yang baik, amonia dapat digunakan untuk mereduksi logam berat dari oksidanya.
Reduksi Logam: 2NH₃ + 3CuO=3Cu + N₂ + 3H₂O (Ketika tembaga(II) oksida dipanaskan dengan adanya amonia, logam tembaga merah berkurang).
Oksidasi amonia dengan adanya oksidator kuat (misalnya, halogen) terjadi menurut persamaan: 2NH₃ + 3Cl₂=N₂ + 6HCl (reaksi redoks ini memerlukan pemanasan). Ketika terkena kalium permanganat pada amonia dalam media basa, pembentukan molekul nitrogen, kalium permanganat dan air diamati: 2NH₃ + 6KMnO₄+ 6KOH=6K₂MnO₄+ N₂ + 6H₂O.
Saat dipanaskan secara intensif (sampai 1200 °C atau 2192 F), amonia dapat terurai menjadi zat sederhana: 2NH₃=N₂ + 3H₂. Pada 1000 oC atau 1832 amonia bereaksi dengan metana CH4: 2CH₄ + 2NH₃ + 3O₂=2HCN + 6H₂O (asam hidrosianat dan air). Dengan mengoksidasi amonia dengan natrium hipoklorit, hidrazin H₂X₄ dapatdapatkan: 2NH3 + NaOCl=N2H4 + NaCl + H 2O
Pembakaran amonia dan oksidasi katalitiknya dengan oksigen
Oksidasi amonia dengan oksigen memiliki ciri-ciri tertentu. Ada dua jenis oksidasi yang berbeda: katalitik (dengan katalis), cepat (pembakaran).
Saat pembakaran, reaksi redoks terjadi, produknya adalah molekul nitrogen dan air: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O penyalaan sendiri amonia). Oksidasi katalitik dengan oksigen juga terjadi ketika dipanaskan (sekitar 800 C atau 1472 F), tetapi salah satu produk reaksinya berbeda: 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂O (dengan adanya platinum atau oksida besi, mangan, kromium atau kob alt sebagai katalis, produk oksidasinya adalah oksida nitrogen (II) dan air).
Pertimbangkan oksidasi homogen amonia dengan oksigen. Oksidasi monoton yang tidak terkendali dari bagian gas amonia adalah reaksi yang relatif lambat. Hal ini tidak dilaporkan secara rinci, tetapi batas mudah terbakar yang lebih rendah dari campuran amonia-udara pada 25 ° C adalah sekitar 15% dalam kisaran tekanan 1-10 bar dan menurun dengan meningkatnya suhu awal campuran gas.
Jika CNH~ adalah fraksi mol NH3 dalam campuran udara-amonia dengan suhu tmixed (OC), maka dari data CNH=0,15-0 berikut bahwa batas mudah terbakarnya rendah. Oleh karena itu, masuk akal untuk bekerja dengan margin keselamatan yang cukup di bawah batas bawahsifat mudah terbakar, sebagai suatu peraturan, data tentang pencampuran amonia dengan udara seringkali jauh dari sempurna.
Sifat kimia
Pertimbangkan oksidasi kontak amonia menjadi oksida nitrat. Reaksi kimia khas dengan amonia tanpa mengubah keadaan oksidasi nitrogen:
- Reaksi dengan air: NH + H₂O=NH₄OH=NH₄⁺ + he⁻ (reaksi dapat balik karena amonium hidroksida NH₄OH adalah senyawa yang tidak stabil).
- Reaksi dengan asam untuk membentuk garam normal dan asam: NH + HCl=NHCl (terbentuk garam amonium klorida normal); 2NH₃ + H₂SO=(NH₄)₂SO.
- Reaksi dengan garam logam berat membentuk kompleks: 2NH₃ + AgCl=[Ag(NH₃)₂]Cl (bentuk senyawa perak kompleks (I) diamina klorida).
- Reaksi dengan haloalkana: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3]Cl (bentuk metilamonium hidroklorida adalah ion amonium tersubstitusi NH4=).
- Reaksi dengan logam alkali: 2NH₃ + 2K=2KNH₂ + H₂ (membentuk kalium amida KNH₂; nitrogen tidak mengubah bilangan oksidasi, meskipun reaksinya adalah redoks). Reaksi adisi terjadi dalam banyak kasus tanpa mengubah keadaan oksidasi (semua hal di atas, kecuali yang terakhir, diklasifikasikan menurut jenis ini).
Kesimpulan
Ammonia adalah zat populer yang aktif digunakan dalam industri. Hari ini ia menempati tempat khusus dalam hidup kita,karena kami menggunakan sebagian besar produknya setiap hari. Artikel ini akan menjadi bacaan yang bermanfaat bagi banyak orang yang ingin tahu tentang apa yang ada di sekitar kita.
