§ 25. Соли аммония

Свойство молекул аммиака связывать протон должно проявляться не только в отношении аммиака к воде, но и в других химических свойствах аммиака. Нужно ожидать, что особенно легко связывание молекулами аммиака протонов будет происходить при взаимодействии аммиака с кислотами как веществами, содержащими особенно слабо связанные протоны. Нальем в колбу немного аммиачной воды, а в U-образную трубку немного раствора азотной кислоты (рис. 13). При нагревании аммиачной воды из нее выделяется газообразный аммиак. Он растворяется в азотной кислоте. Выясним, что образовалось в U-образной трубке. Для этого поместим часть раствора на часовое стекло и осторожно выпарим воду. На стекле выделились кристаллы соли. Это - нитрат аммония:

Рис. 13. Образование нитрата аммония

Соли аммония образуются и непосредственным соединением аммиака с соответствующей кислотой в отсутствие воды. Приблизим друг к другу две стеклянные палочки (или два комка бумаги), смоченные одна концентрированной аммиачной водой, другая - концентрированной соляной кислотой. Между ними появится обильный белый дым (рис. 14). Этот дым состоит из мельчайших кристалликов хлорида аммония:

Рис. 14. Образование дыма хлорида аммония

Аммиак соединяется с кислотами с образованием солей

Как все соли, соли аммония построены из ионов и кристаллизуются в ионной решетке, например нитрат аммония - из ионов NH₄⁺ и NO₃^-. По внешнему виду аммонийные соли представляют кристаллические вещества, очень похожие на соответствующие соли щелочных металлов, но особенно на соли калия, так как радиус иона аммония близок к радиусу иона калия. Численные значения всех физических свойств растворов аммонийных солей при одинаковой концентрации (в молях соли на литр раствора) близки к соответствующим солям калия подобно солям щелочных металлов, все соли аммония в воде растворимы и являются сильными электролитами, т. е. в водном растворе нацело диссоциируют на ионы, например:

Поэтому соли аммония должны вступать в реакции обмена с другими солями. Так, приливая к раствору хлорида аммония раствор нитрата серебра, мы получаем осадок хлорида серебра, а в растворе нитрат аммония:

или в ионной форме ...?

Нитрат аммония можно выделить в виде кристаллов, если отфильтровать хлорид серебра и выпарить раствор.

Ионы аммония при реакциях обмена между солями не разрушаются, а переходят без изменения в состав судной из вновь образующихся солей. Таким образом, в реакциях, не сопровождающихся разрушением аммонийного иона, соли аммония ведут себя так же, как и все другие соли.

Со щелочами соли аммония взаимодействуют иначе, чем другие соли. При приливании к раствору любой соли аммония (или твердой соли) раствора щелочи должна была бы получиться гидроокись аммония. Например:

Но гидроокись аммония - вещество неустойчивое, и она разлагается на воду и аммиак:

NH₄OH NH₃ + H₂O

Поэтому при взаимодействии солей аммония со щелочами получается новая соль, аммиак и вода:

Учитывая только частицы, подвергнувшиеся изменению, реакцию можно выразить следующим ионным уравнением:

Полученное уравнение выражает следующее общее свойство аммонийных солей: все соли аммония разлагаются щелочами с выделением аммиака.

Свойство солей аммония отщеплять при действии на них щелочей аммиак используется для получения аммиака в лаборатории. Это же свойство используют для распознавания солей аммония. В пробирку с испытуемой солью или ее раствором приливают раствор щелочи и смесь подогреваю. По запаху или по посинению смоченной водой красной лакмусовой бумажки, которую подносят к отверстию пробирки, заключают, происходит ли выделение аммиака. Если аммиак выделяется, то, значит, в растворе соли содержались ионы аммония.

Ионы аммония могут разрушаться также при нагревании аммонийных солей. При нагревании в пробирке кристаллического хлорида аммония (нашатыря) NH₄Cl он возгоняется, подобно иоду (рис. 15). Но возгонка иода относится к физическим явлениям, а возгонка хлорида аммония - к обратимым химическим реакциям. При нагревании хлорид аммония разлагается на хлористый водород и аммиак:

NH₄Cl NH₃ + HCl

Рис. 15. Возгонка хлорида аммония

Аммиак и хлористый водород улетучиваются, а соприкасаясь с холодными стенками пробирки, снова соединяются:

NH₃ + HCl NH₄ Cl

1. Напишите формулы: а) бромида аммония, б) сульфита аммония, в) сульфида аммония, г) сульфата аммония.
2. Укажите способы получения аммонийных солей, напишите уравнения реакции.
3. Опишите общие: а) физические, б) химические свойства солей аммония. Приведите уравнения соответствующих реакций.
4. Как опытным путем доказать, что исследуемое вещество: а) хлорид аммония, б) сульфат аммония?
5. ^* Существует азотсодержащее соединение, в котором на 1 атом азота приходится 1 атом серы, 5 атомов водорода и 4 атома кислорода. При действии на раствор этого соединения щелочи выделяется аммиак, а при действии раствором хлорида бария выпадает осадок нерастворимый в соляной кислоте. Что это за соединение и как оно Называется? Как окрашивается лакмус в его растворе? Ответ подтвердите приведением ионных уравнений упомянутых реакций.
6. Дана смесь фторида аммония и песка. В вашем распоряжении а) нагревательный прибор или б) вода и лабораторное оборудование. Какими двумя способами можно разделить смесь? Напишите уравнения реакций, которыми вы воспользуетесь.
7. Почему белый дым получается более обильный, если бумажку смоченную соляной кислотой, держать над бумажкой, смоченной аммиачной водой, а не наоборот?