Bezbarvý plyn se štiplavým zápachem čpavek NH3 se nejen dobře rozpouští ve vodě za uvolňování tepla. Látka aktivně interaguje s molekulami H2O za vzniku slabé alkálie. Řešení dostalo několik názvů, jedním z nich je čpavková voda. Sloučenina má úžasné vlastnosti, kterými jsou způsob vzniku, složení a chemické reakce.
Tvorba amonného iontu
Vzorec pro čpavkovou vodu je NH4OH. Látka obsahuje kationt NH4+, který je tvořen nekovy - dusíkem a vodíkem. Atomy N v molekule amoniaku využívají pouze 3 z 5 vnějších elektronů k vytvoření kovalentních polárních vazeb a jeden pár zůstává nevyužit. V silně polarizované molekule vody jsou protony vodíku H+ slabě vázány na kyslík, jeden z nich se stává donorem volného elektronového páru dusíku (akceptorem).
Vzniká amonný iont s jedním kladným nábojem a speciálním typem slabé kovalentní vazby - donor-akceptor. Svou velikostí, nábojem a některými dalšími vlastnostmi se podobádraselný kation a chová se jako alkalické kovy. Chemicky neobvyklé, sloučenina reaguje s kyselinami a tvoří soli velkého praktického významu. Názvy, které odrážejí vlastnosti získávání a vlastnosti látky:
- čpavková voda;
- hydroxid amonný;
- hydrát amoniaku;
- kaustický amonium.
Opatření
Při práci s čpavkem a jeho deriváty je třeba postupovat opatrně. Důležité si zapamatovat:
- Čpavková voda má nepříjemný zápach. Uvolňovaný plyn dráždí povrch sliznice nosní dutiny, očí, způsobuje kašel.
- Když je čpavek skladován ve volně uzavřených lahvičkách, ampule uvolňují čpavek.
- Lze zjistit bez přístrojů, pouze čichem, dokonce i malé množství plynu v roztoku a vzduchu.
- Poměr mezi molekulami a kationty v roztoku se mění při různém pH.
- Při hodnotě asi 7 se koncentrace toxického plynu NH snižuje +
Výroba hydroxidu amonného. Fyzikální vlastnosti
Když se čpavek rozpustí ve vodě, vytvoří se čpavková voda. Vzorec této látky je NH4OH, ale ve skutečnosti jsou současně přítomny ionty
NH4+, OH–, NH3 molekuly a H2O. Při chemické reakci výměny iontů mezi čpavkem a vodou se ustavuje rovnovážný stav. Proces lze ukázatpomocí diagramu, ve kterém opačně orientované šipky ukazují vratnost jevů.
V laboratoři je získávání čpavkové vody prováděno experimenty s látkami obsahujícími dusík. Když se amoniak smíchá s vodou, získá se čirá bezbarvá kapalina. Při vysokých tlacích se rozpustnost plynu zvyšuje. Voda uvolňuje více amoniaku rozpuštěného v ní, když teplota stoupá. Pro průmyslové potřeby a zemědělství v průmyslovém měřítku se 25% látka získává rozpuštěním amoniaku. Druhý způsob spočívá v použití reakce koksárenského plynu s vodou.
Chemické vlastnosti hydroxidu amonného
Když se dvě kapaliny dostanou do kontaktu – čpavková voda a kyselina chlorovodíková – jsou pokryty obláčky bílého kouře. Skládá se z částic reakčního produktu - chloridu amonného. S těkavou látkou, jako je kyselina chlorovodíková, reakce probíhá přímo ve vzduchu.
Mírně alkalický hydrát amoniaku chemické vlastnosti:
- Látka se ve vodě reverzibilně disociuje za vzniku amonného kationtu a hydroxidového iontu.
- V přítomnosti NH iontu4+ se bezbarvý roztok fenolftaleinu změní na karmínový jako v alkáliích.
- Neutralizační chemická reakce s kyselinami vede ke vzniku amonných solí a vody: NH4OH + HCl=NH4Cl + H 2O.
- Amoniakální voda vstupuje do iontoměničových reakcí se solemi kovů, které odpovídají slabým zásadám, a vzniká ve vodě nerozpustný hydroxid:2NH4OH + CuCl2=2NH4Cl + Cu(OH) 2 (modrý sediment).
Čpavková voda: použití v různých odvětvích hospodářství
Neobvyklá látka je široce používána v každodenním životě, zemědělství, medicíně, průmyslu. Technický hydrát amoniaku se používá v zemědělství, výrobě sody, barviv a dalších produktů. Kapalné hnojivo obsahuje dusík ve formě lehce stravitelné pro rostliny. Látka je považována za nejlevnější a nejúčinnější pro předseťovou aplikaci pro všechny plodiny.
Výroba čpavkové vody stojí třikrát méně než výroba pevných granulovaných dusíkatých hnojiv. Hermeticky uzavřené ocelové nádrže se používají pro skladování a přepravu kapalin. Některé typy barev na vlasy a odbarvovače se vyrábějí pomocí žíravého amonia. Každé lékařské zařízení má přípravky s amoniakem - 10% roztok amoniaku.
Amonné soli: vlastnosti a praktická hodnota
Látky, které se získávají interakcí hydroxidu amonného s kyselinami, se používají v ekonomických činnostech. Soli se při zahřívání rozkládají, rozpouštějí se ve vodě, podléhají hydrolýze. Vstupují do chemických reakcí s alkáliemi a jinými látkami. Nejdůležitější praktickou hodnotu získaly chloridy, dusičnany, sírany, fosforečnany a uhličitany amonné.
Velmipři práci s látkami obsahujícími amonný ion je důležité dodržovat pravidla a bezpečnostní opatření. Při skladování ve skladech průmyslových a zemědělských podniků, v pobočných farmách by nemělo dojít ke kontaktu těchto sloučenin s vápnem a zásadami. Pokud dojde k porušení těsnění obalů, začne chemická reakce s uvolňováním toxického plynu. Základy chemie musí znát každý, kdo musí pracovat s čpavkovou vodou a jejími solemi. Použité látky nepoškodí lidi ani životní prostředí, pokud budou splněny bezpečnostní požadavky.
