Аммиак проводит электрический ток: Основные характеристики

Аммиак — Что такое Аммиак?

16 февраля 2015 в 17:50 , Обновлено 21 января 11:52

239238

Аммиак представляет собой бинарное неорганическое химическое соединение азота и водорода

Аммиак (Ammonia, нитрид водорода) — химическое соединение азота и водорода с формулой NH₃, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом.

Плотность аммиака почти в 2 раза меньше, чем у воздуха, ПДКр.з. 20 мг/м³ — IV класс опасности (малоопасные вещества) по ГОСТ 12.1.007.

Растворимость Nh4 в воде чрезвычайно велика — около 1200 объемов (при 0°C) или 700 объемов (при 20°C) в объеме воды.

В холодильной технике носит название R717, где R — Refrigerant (хладагент), 7 — тип хладагента (неорганическое соединение), 17 — молекулярная масса.

Аммиак относится к числу важнейших продуктов химической промышленности, ежегодное его мировое производство превышает 180 млн т.

Молекула аммиака имеет форму треугольной пирамиды с атомом азота в вершине. 3 неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами 3^х атомов водорода (связи N − H), 4^я пара внешних электронов является неподеленной, она может образовать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму с ионом водорода, образуя ион аммония Nh5+.

Несвязывающее 2х-электронное облако строго ориентировано в пространстве, поэтому молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде.

В жидком аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями. Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения (t_кип −33,35 °C) и плавления (t_пл −77,70 °C), а также меньшие плотность, вязкость (в 7 раз меньше вязкости воды), проводимость (почти не проводит электрический ток) и диэлектрическую проницаемость.

Это в некоторой степени объясняется тем, что прочность водородных связей в жидком аммиаке существенно ниже, чем у воды; а также тем, что в молекуле аммиака имеется лишь одна пара неподеленных электронов, в отличие от двух пар в молекуле воды, что не дает возможность образовывать разветвленную сеть водородных связей между несколькими молекулами.

Аммиак легко переходит в бесцветную жидкость с плотностью 681,4 кг/м³, сильно преломляющую свет.

Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счет образования водородных связей.

Жидкий аммиак — хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений.

Твердый аммиак — кубические кристаллы.

#Аммиак

Последние новости

Аммиак

977 Просмотры 3 Понравилось Опубликовано: May 15th 2020

Аммиак (он же Nh4, аммониак, гидрид азота или, согласно номенклатуре ИЮПАК) – неорганическое соединение, по своим физическим характеристикам представляющее собой газ, не имеющий цвета, с резким запахом. Из-за своей низкой относительно воздуха плотности является летучим. Полярная молекула с ковалентной связью на основе донорно-акцепторного механизма (азот выступает донором, предоставляющим акцептору – водороду не поделенную пару электронов на свободную орбиталь) выглядит как пирамида с азотом наверху.

В жидком состоянии молекулы аммиака связываются между собой путём водородной связи. В данном случае она является ассоциацией электроотрицательного азота с водородом, который, в свою очередь, также связан с азотом в другой молекуле аммиака. В противовес воде, аммиак не способен формировать сложную цепь водородных связей по причине того, что в его молекуле присутствует всего одна не поделенная пара электронов, тогда как в воде их две. Поэтому он плохо проводит электрический ток, является менее вязкой жидкостью, а также обладает маленькой диэлектрической проницаемостью, которая составляет всего лишь 16,5 единиц. Неудивительно, что ни жидкий, ни твердый аммиак, являющийся кубическими кристаллами, не используют при производстве конденсаторов. Однако данная жидкость является прекрасным растворителем для значительного количества органических и неорганических соединений, а свет, попадающий в жидкий аммиак, существенно преломляется.

Происхождение названия и первые опыты по получению чистого аммиака

Первым человеком, занявшимся исследованием и выделением аммиака, был британский священник, философ и известный, благодаря открытию кислорода, химик Джозеф Пристли. Именно он в 1774 году обнаружил некое соединение, названное щелочным воздухом. Спустя некоторое время Луи Бертолле выявил точную химическую формулу аммиака. Открытия Бертолле и Пристли заставили многих учёных проводить недели и месяцы в лабораториях, исследуя различные способы синтезирования аммиака из азота и водорода. Самой оптимальной процедурой по синтезу аммиака считается процесс Габера, который был разработан спустя более ста лет с момента открытия аммиака. Немецкие химики Фриц Габер и Карл Бош придумали, как можно получить аммиак при высоком давлении, температуре 600 градусов Цельсия и в присутствии порошкообразного осмиевого катализатора. Первая установка по производству аммиака была построена крупнейшим в мире химическим концерном BASF в 1913 году. В данный момент её можно увидеть в техническом университете Германии, Карлсруэ.

Применение аммиака в промышленности и прочих отраслях производственной деятельности

Чаще всего аммониак применяется в качестве сырья при производстве удобрений, в состав которых также входят нитрат и сульфат аммония, при синтезе полимеров, соды и множества других химических продуктов. Растворы аммиака играют роль растворителей в составах красящих и других средств. Так как аммиак является щёлочью, в химической промышленности он нередко служит для нейтрализации кислот. При производстве холодильников аммиак абсорбционного или компрессионного типа применяется в качестве хладагента.

Десятипроцентный раствор аммиака, в быту известный как «нашатырный спирт», находит применение в сфере медицинского обслуживания как средство для выведения человека из обморочного состояния или его предотвращения. Это действие гидрида азота связано с тем, что резкий запах приводит к раздражению слизистой оболочки дыхательных путей, а также стимулирует работу центров мозга, отвечающих за дыхание, вследствие чего оно учащается и повышается артериальное давление. Также аммиак применяется для вызова рвоты при приеме раствора слабой концентрации внутрь, в качестве антисептика при обработке рук врачей-хирургов и иных представителей медицинского персонала и т. д. А при укусах некоторых насекомых слабоконцентрированный раствор аммиака может выступить в качестве средства, останавливающего процессы развития инфекции на кожных покровах.

В некоторых случаях аммиак представляет опасность для организма. Концентрированный, он способен вызвать ожоги пищевода и желудка при его непосредственном применении внутрь, либо же раздражение дыхательных путей вплоть до остановки дыхания (эти последствия также могут быть итогом долгой аммиачной ингаляции) при попадании паров концентрированного аммиака в организм через нос и рот.

Приборы для измерения концентрации аммиака в жидкостях и газах

Для того, чтобы выяснить, сколько приходится аммиака на единицу объёма жидкости или газа, используются такие приборы, как газоанализаторы, аммониевые колориметры и системы контроля загазованности атмосферы (датчики обнаружения аммиака). Действие газоанализаторов основано на физическом действии тока, проходящего через анализируемую загазованную область (терморезистор в зависимости от температуры регулирует сопротивление и, как следствие, меняется ток) либо на каталитических реакциях окисления компонентов газа. В свою очередь, принцип действия колориметра, настроенного на определение аммония, заключается в том, что данный прибор измеряет количество поглощенного анализируемым раствором света и, исходя из полученных данных, рассчитывает концентрацию того или иного вещества (в данном случае, аммиака) в исследуемой среде.

Металлический аммиак? — Эксперимент впервые показывает, как электролиты становятся металлическими

Международная группа впервые наблюдала образование металлической зоны проводимости в электролитах с помощью фотоэлектронной спектроскопии. Это позволило глубже понять поведение электролитов и так называемых растворенных или сольватированных электронов, которые играют важную роль в большом количестве крупномасштабных промышленных химических процессов. Работа опубликована в Science.

Общеизвестно, что большинство металлов проводят электричество. Это связано с тем, что некоторые электроны в так называемой зоне проводимости беспрепятственно движутся через кристаллическую решетку. Этот тип электропроводности обычно встречается только у металлических твердых тел, в то время как жидкости или, точнее, электролиты часто имеют более низкую проводимость, поскольку положительные и отрицательные ионы переносят электрические заряды. Однако, в отличие от движения свободных электронов в металлической зоне проводимости, ионы движутся через жидкость беспорядочно и «вяло». Исследователи из Института Фрица Габера Общества Макса Планка исследовали механизм перехода электролитической жидкости в металлический электролит, который на порядки увеличивает электропроводность. Вопрос о том, как происходит этот переход, остается в фундаментальных исследованиях более 200 лет нерешенным вопросом. Это также весьма актуальный вопрос для «крупномасштабных промышленных» разработок батарей и аккумуляторов или электротехники в целом, поскольку эти отрасли всегда ищут материалы с различной проводимостью.

В сотрудничестве с 15 исследователями из известных международных институтов физики д-р Бернд Винтер, д-р Кристиан Шеве и кандидат наук Хебаталлах Али из отдела молекулярной физики посвятили себя этому вопросу. Чтобы получить ответы, они изучали электролиты, т.е. химические соединения, которые могут проводить электричество, но не так хорошо, как металлы. «Нас интересует, сколько «свободных» электронов должно осаждаться в электролите до того, как он начнет проявлять металлическое поведение», — объясняет доктор Винтер. «Сколько нам нужно менять электролиты, пока не образуется проводящая полоса?»

Чтобы ответить на этот вопрос, сначала изготовили электролиты из аммиака вместе с исследователями из Праги и Лос-Анджелеса. Чистый жидкий аммиак (как и чистая вода) является изолятором и не проводит электричество. Однако добавление щелочных металлов, таких как литий, натрий или калий, меняет ситуацию. При этом в изолирующую жидкость эффективно добавляют движущиеся заряженные частицы, которые при достаточно высокой концентрации позволяют образовать зону проводимости. «Тот факт, что аммиак является основным материалом для нового электролита, между прочим, является прекрасным историческим совпадением», — говорит довольный доктор Винтер. «Наша работа берет свое начало точно в том же месте, где Фриц Габер разработал промышленный процесс синтеза аммиака в 19 годах.05-1913.

Однако производство этих аммиачных электролитов было возможно только при значительных технических усилиях и при соблюдении многих мер предосторожности. Самая большая проблема заключается в том, что чистые щелочные металлы в воздухе немедленно реагируют с кислородом и водой, что может привести не к взрыву, а, по крайней мере, к возгоранию металла, температура которого может достигать нескольких тысяч градусов. «Суть всего эксперимента заключалась в том, чтобы получить контейнер, свободный от воды и кислорода, а затем стабилизировать его при температуре от -40 ° C до -75 ° C, только тогда аммиак конденсируется. Только тогда можно добавлять и растворять щелочные металлы. контролируемым образом через эвакуированный доступ», — сказал Шеве. Затем замороженный аммиак вместе с охлаждающим устройством (так называемым криостатом) устанавливали в прибор для измерения вакуума на берлинском источнике синхротронного излучения BESSY II. В этом аппарате поведение электронов в различных электролитах измерялось методом фотоэлектронной спектроскопии на микроструях (очень тонкий жидкий пучок холодных растворов аммиака с различной концентрацией щелочного металла) в высоком вакууме. «Впервые нам удалось зафиксировать фотоэлектронный сигнал «свободных» избыточных электронов в жидком аммиаке», — объясняют исследователи.

Поскольку растворы поглощают свет в красной области спектра, они слабо-голубые при низких концентрациях (= только одиночные растворенные электроны), а синий цвет усиливается с увеличением концентрации (образуются связанные пары из двух, так называемые сольватированные электроны) . При дальнейшем увеличении концентрации щелочного металла синий цвет меняется с матово-бронзового на золотистый. Это впечатляющее изменение цвета связано с переходом от электролита к жидкому металлическому раствору. В фотоэлектронных спектрах можно было наблюдать, как сольватированные электроны постепенно исчезают при постепенном увеличении концентрации щелочного металла и как вместо них появляются «свободные» электроны, которые в конечном итоге образуют металлическую зону проводимости. это 9Постепенный переход от электролита к металлу в этих жидких щелочно-аммиачных системах необычен тем, что его сравнивают с аналогичным переходом от полупроводников к металлическим проводникам в физике твердого тела, где переход обычно происходит скачком .

Работа вносит важный вклад в базовое понимание перехода от неэлектропроводной жидкости, чистого аммиака, к электролиту, который проявляет определенную электропроводность за счет сольватированных электронов, и, наконец, к металлическому электролиту, который имеет очень высокая проводимость.

Может ли аммиак проводить электричество? Почему… | Помощь с домашним заданием

CBSE, JEE, NEET, CUET

Банк вопросов, пробные тесты, экзаменационные работы

Решения NCERT, образцы документов, заметки, видео

Установите сейчас

Может ли аммиак проводить электричество? Почему бы и нет

Автор: Рагвендра Тивари
5 лет, 2 месяца назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 1 ответ

Что такое реакция двойного смещения? Приведите два примера.

Автор: Химаншу Маурья
4 дня, 9 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 3 ответа

Почему дыхание является экзотермической реакцией?

Автор: Kashish Creative Kushwah
4 дня, 7 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 0 ответов

Напишите балансное химическое уравнение реакции и определите тип реакции в случае обработки газообразного азота газообразным водородом в присутствии катализатора при 773 К с образованием газообразного аммиака

Автор: Таня Аюш
3 дня, 5 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 1 ответ

Найти
1) полное сопротивление
2)общий ток
R¹= 12 Ом
R²=40 Ом
R³=30 Ом
R⁴ = 20 Ом
R⁵= 60 Ом

Автор: Рахи Шах
3 дня, 15 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 0 ответов

Сколько видов дыхания и какой . Как это работает

Автор: Тисам Кумар Дас
1 день, 17 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 0 ответов

Почему цвет нагретого медного порошка становится черным при пропускании воздуха?

Сообщение от Аншу Гахлават
3 дня, 10 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 0 ответов

Разница между реакцией на свет и темновой

Автор: Ааста Мишра
5 дней, 5 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 0 ответов

Растения, у которых нет хлорофилла, как они готовят пищу в присутствии солнечного света?

Автор: Палак Дубей
4 дня, 23 часа назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 2 ответа

Масложиросодержащие пищевые продукты продуваются азотом Почему?

Автор: Вайшнави Вайшу
2 дня, 17 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 1 ответ

20 кислот 10 оснований и 10 солей

Автор: Манджот Сингх
2 дня, 9 часов назад

CBSE > Класс 10 > Наука

• 0 ответов

myCBSEguide

Доверяют 1 крор+ студентов

Установить сейчас

Тестовый генератор

Создавайте документы онлайн.