Получение аммиака в лабораторных условиях

Азот с водородом образует несколько соединений, важнейшим из которых является аммиак NH₃. Связь между атомами водорода и азота, в молекуле аммиака, ковалентная, а степени окисления распределяются следующим образом: (N^-3H⁺₃)⁰.

По своим физическим свойствам аммиак – это бесцветный газ с резким запахом. Он легче воздуха и лучше, чем другие газы, растворяется в воде. Так, в одном объеме воды может раствориться 1,2 тысячи объемов аммиака.

При охлаждении, сопровождающемся увеличением давления, аммиак легко превращается в бесцветную жидкость. Обратная реакция перехода жидкого аммиака в пар, является эндотермической, причем тепла поглощается очень много. Температура кипения аммиака - 34^о С.

Получение аммиака в промышленности

 

На производстве аммиак добывают, синтезируя его из азота и водорода:

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ + Q,

где (+Q) означает, что реакция проходит с выделением тепла, т.е. является экзотермической.

Из-за того, что данная реакция сопровождается выделением тепла, для ее прохождения требуется:

• незначительное нагревание (400 – 500^о С);
• высокое давление (200 – 1000 ат);
• наличие катализаторов (Pt или Fe в металлическом виде, с добавлением Al₂O₃ и K₂O).

Все это помогает сместить химическое равновесие данной реакции, в сторону образования ее продуктов.

Вторым промышленным способом добычи аммиака является коксование каменного угля, поскольку в его составе имеется 2% азота. Здесь аммиак образуется, как побочный продукт сухой перегонки.

Лабораторные способы получения аммиака

 

В условиях лаборатории аммиак можно получить двумя способами:

1. слабым нагреванием смеси хлорида аммония с гашеной известью: 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O;
2. нагреванием сухого хлорида аммония с концентрированным раствором едкой щелочи: NH₄Cl + KOH → NH₃↑ + KCl + H₂O.

Для получения аммиака широко применяется метод умеренного нагревания смеси хлорида аммония с гашеной известью.2NН4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 +2H2О.Для дальнейшего осушения аммиака его пропускают через смесь извести и едкого натрия.Ещё один лабораторный способ - действие сильных щелочей на соли аммония:NH4Cl+ NaOH = NH3 + NaCl + H2О.