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氨的制备方法

发布时间:2021-06-06 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:3535

工业上利用氢气氮气反应生产氨。实验室由铵盐与强碱共热或金属氮化物水解制备氨。

常温常压下氨为无色气体,具有刺激性气味。NH3有较大的极性且与水能形成氢键,所以氨极易溶于水(20℃时1体积水可溶解775体积氨)。氨在水中部分解离,显弱碱性。

氨分子结构如图12-1所示。从氮分子的结构和组成可知,氨分子能进行配位反应、氧化反应、取代反应(包括氨解反应)。

图12-1氮分子结构示意图

1. 配位反应(加合反应)

氨分子中N的孤电子对与有空轨道的化合物或离子加合,形成加合物或配合物,如H3N→BF3、[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+等。由于生成易溶的配合物,故AgCl和Cu(OH)2等能溶解在氨水中。

2. 取代反应

氨分子中的氢可以依次被取代,生成相应的衍生物。氨分子中的1个氢被取代,生成氨基化合物。

氨分子中的2个氢被取代则生成亚氨基化合物,如CaNH;氨分子中的3个氢被取代则生成氮化物,如NCl3等。
活泼的碱金属可以溶解在液氨中得到一种蓝色溶液,其导电能力极强,一般认为其颜色是由于生成了氨合电子,即

金属钠的液氨溶液缓慢地分解放出氢气,得到白色氨基钠(NaNH2)固体。

3.氯解反应

氨的自偶解离常数虽比水小得多,但也能发生类似于水解反应的氨解反应,NH3解离产生的NH2-与阳离子结合。从反应产物看,氨解反应可以看成取代反应。

4.氧化反应

NH3分子中N的氧化数为-3,N在一定条件下能失去电子而被氧化。

在铂催化剂的作用下氨可被氧化成一氧化氮,这是生产硝酸的重要反应。

5.铵盐

(1)铵盐的生成。氨和酸作用生成铵盐。例如

铵盐易溶于水,而且是强电解质。氨为弱碱,铵盐溶于水发生水解反应。强酸根的铵盐的水溶液显酸性,如NH4CI、NH4NO3;而乙酸铵(NH4Ac)水溶液近于中性。

有些酸根水解后碱性强,其铵盐往往不能由水溶液的蒸发、浓缩后析出,如(NH4)2S、(NH4)2CO3、(NH4)3PO4等,这些铵盐没有市售的试剂,实验室也没有这些铵盐的溶液。简单计算结果表明,溶液中NH4+和NH3浓度相同时,HCO3-浓度比CO32-浓度高10倍以上,HS-浓度比S2-浓度高100倍以上。实验结果也表明,从水溶液中不能析出(NH4)2S和(NH4)2CO3,而只能得到NH4HS和NH4HCO3晶体。

(2)铵盐的分解。铵盐的热稳定性差,多元弱酸的铵盐其正盐的分解温度往往比酸式盐的分解温度低。例如,(NH4)2S分解温度为0℃,NH4HS分解温度为25℃,(NH4)2CO3分解温度为58℃,NH4HCO3分解温度为107℃,(NH4)2HPO4分解温度为155℃,(NH4)2SO4分解温度为280℃,NH4C1分解温度为520℃。

易挥发的非氧化性酸的铵盐,受热分解后氨和酸挥发逸出。例如

非挥发的非氧化性酸的铵盐,受热分解后氨挥发逸出。例如

氧化性酸的铵盐受热分解过程中铵离子被氧化。分解产物是气体且放出大量的热,往往发生爆炸。例如

 

 

文章来源:《无机化学核心教程(第二版)》

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