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IUPAC名
Azane
别名 氮烷、阿摩尼亞
识别
CAS号 7664-41-7  ✓
PubChem 222
ChemSpider 217
SMILES
InChI
InChIKey QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYAF
Beilstein 3587154
Gmelin 79
3DMet B00004
UN编号 1005
EINECS 231-635-3
ChEBI 16134
RTECS BO0875000
KEGG D02916
MeSH Ammonia
性质
化学式 NH3
摩尔质量 17.0306 g·mol⁻¹
外观 具有非常刺鼻的氣味的無色氣体
密度 0.6942 [1]
熔点 −77.73 °C(−107.91 °F;195.42 K)熱力學溫標[2]
沸点 −33.34 °C(−28.01 °F;239.81 K)[2]
溶解性 1:700 (0℃,100kPa)
pKb 4.75 (与水反应)[2]
结构
分子构型 三角锥
偶极矩 1.42 D
危险性
警示术语 R:R23-R34-R50
安全术语 S:S1/2-S9-S16-S26-S36/37/39-S45-S61
主要危害 具腐蝕性
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
3
0
 
闪点 不可燃
自燃温度 651 °C(1,204 °F;924 K)
爆炸極限 15-28%
相关物质
其他阴离子 一水合氨 (NH3H2O)
其他阳离子 (NH4+)
相关氢化物 磷化氢砷化氢锑化氢铋化氢
相关化学品 疊氮酸鹽酸羥胺氯胺
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

[3](英語:Ammonia,或称氨氣無水氨,曾音譯作𠼞阿摩尼亞,分子式为NH3)是无色气体,有强烈刺激气味(尿味),极易溶于水。常温常压下,1單位体积水可溶解700倍体积的氨。[2]氨對地球上的生物相當重要,是所有食物和肥料的重要成分。氨也是很多藥物和商業清潔用品直接或间接的組成部分,具有腐蝕性等危險性质。

由於氨有廣泛的用途,成為世界上產量最多的無機化合物之一,約八成用於製作化肥。2006年,氨的全球產量估計為1.465億吨,主要用於製造商業清潔產品。

氨可以提供孤電子對,所以也是路易斯鹼

制法[编辑]

固体铵盐制取[编辑]

加热固体铵盐和碱的混合物 反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2= CaCl2+2NH3↑+2H2O

反应装置:固体+固体加热制气体装置。包括试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)等。 净化装置(可省略):用碱石灰干燥。 收集装置: 向下排空气法,验满方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。 尾气装置:收集时,一般在管口塞一团棉花球,可减少NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3。 注意事项: 不能用NH4NO3跟Ca(OH)2反应制氨气。硝酸铵受撞击、加热易爆炸,且产物与温度有关,可能产生NH3、N2、N2O、NO。 实验室制NH3不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2。因为NaOH、KOH是强碱,具有吸湿性(潮解)易结块,不易与铵盐混合充分接触反应。又KOH、NaOH具有强腐蚀性在加热情况下,对玻璃仪器有腐蚀作用,所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH)2制NH3。 用试管收集氨气要堵棉花。因为NH3分子微粒直径小,易与空气发生对流,堵棉花目的是防止NH3与空气对流,确保收集纯净;减少NH3对空气的污染。 实验室制NH3除水蒸气用碱石灰,而不采用浓H2SO4和固体CaCl2。因为浓H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4。NH3与CaCl2反应能生成CaCl2·8NH3(八氨合氯化钙)。CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3

氮化物制法[编辑]

可以用氮化物与水反应或者叠氮化物分解。如: Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3

浓氨水制取[编辑]

反应原理:NH3·H2O =△= NH3↑+H2O。 这种方法一般用于实验室快速制氨气。

装置:烧瓶,酒精灯,铁架台,橡胶塞,导管等。

注意事项:加热浓氨水时也会有水蒸气,需要用干燥装置除杂。同上,这种方法制NH3除水蒸气用碱石灰,而不要采用浓H2SO4和固体CaCl2[4]

浓氨水中存在以下平衡:

NH3+H2O⇌ NH3·H2O⇌NH4+ +OH-, 加入固态碱性物质(如CaO,NaOH,碱石灰等),消耗水且使OH-的数量增加,使平衡往中间移动,同时反应放热,促使NH3·H2O的分解。

工业合成氨[编辑]

合成氨指由氢气、氮气在高压、高温、催化剂作用下直接化合生成的氨,是固氮的一种方法。目前世界上的氨,除少数从焦炉气中回收的副产品外,绝大部分均由合成法制造。 反应必须通过使用催化剂完成。[5]

測試[编辑]

可以用濃來測試氨氣。

NH3 (g) + HCl (g) → NH4Cl (s)

由於氨是弱鹼性,所以用紅色石蕊紙測試氨,會呈藍色。由於氨氣是氣體,所以要先浸濕試紙。

氨水[编辑]

氨水(NH3(aq),也常寫成 NH4OH)又稱為阿摩尼亞水,指氨的水溶液,有強烈刺鼻氣味,具弱鹼性

氨水中,氨氣分子發生微弱水解生成氫氧根離子及銨根離子。「氫氧化銨」事實上並不存在,只是對氨水溶液中的離子的描述,並無法從溶液中分離出來。

氨的在水中的電離可以表示為:

反應平衡常數

1M氨水的pH值為11.63,大約有0.42%的NH3變為NH4+

氨水是實驗室中氨的常用來源。它可與含銅(II)離子的溶液作用生成深藍色的配合物,也可用於配置銀氨溶液分析化學試劑。

用途[编辑]

  • 氨水可被土中的土壤膠體吸附和被作物吸收,無殘留物質,適用於各種土壤和作物。
  • 由於氨擁有强烈的刺激性氣味,在医疗方面,會用少量易於揮發的氨作為使人清醒的吸入劑。
  • 生產硝酸
  • 玻璃清潔劑
  • 有八成的氨生產氮肥
  • 航空燃料X-15
  • 氨是最广泛用的制冷剂之一,可用于空调、冷藏和低温,能用于各种形式的制冷压缩机,蒸发温度可控制在5度至零下65度,代號R717。

反应[编辑]

络合反应[编辑]

NH3分子中氮原子有一对孤对电子,可以作为电子对给予体(路易斯碱)形成加合物。如氨在氢离子络合生成铵离子:

NH3亦可与金属离子如Ag+、Cu2+等发生錯合,生成錯合物

氧化还原[编辑]

NH3分子中氮为-3价,在适当条件下可被氧化为N2或更高价氮化合物。

如NH3在纯氧中燃烧,生成N2

(ΔHºr = –1267.20 kJ/mol)

在铂催化下可氧化生成水与一氧化氮,是工业制硝酸的重要反应。

可还原CuO为Cu:

常温下NH3可与强氧化剂(如氯气过氧化氢高锰酸钾)直接反应:

酸鹼中和[编辑]

氨是帶弱鹼性的,會和酸發生酸鹼中和反應。例:HNO3+NH3→NH4NO3

氨與強酸反應,生成的鹽大多為弱酸性。氨與弱酸(如乙酸)反應,鹽則為中性。

酸鹼中和是放熱反應

液氨[编辑]

液氨(NH3)指的是液態的氨,為工業上氨氣的主要儲存形式。是一種常用的非水溶劑和致冷劑,也是除了以外最常用的無機溶劑。不過由於它的揮發性和腐蝕性,液氨在儲存和運輸時發生事故的機率也相當高。

備注[编辑]

  1. ^ NIST Chemistry WebBook (website page of the National Institute of Standards and Technology) URL last accessed May 15 2007
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 (中文)氨;氨气;ammonia. 化工引擎. [2008-05-06]. 
  3. ^ (拼音:ān)拼音ān注音,音同「安」
  4. ^ https://m.120ask.com/news/p/242261
  5. ^ 高中化学 选修4 化学反应原理;人民教育出版社,2012

參見[编辑]