ДИСТАНЦІЙНА РОБОТА 1 ТИЖДЕНЬ (19.10-23.10) ДЛЯ СТУДЕНТІВ 2 курсу всіх спеціальностей

 

Методична розробка лекції

Тема:                      Амоніак.  Солі амонію.  Лабораторна робота №7 "Виявлення у розчині катіонів амонію"

 

Курс:                      2

Спеціальність:    всі спеціальності

ОКР:                      фаховий молодший бакалавр

Кількість годин: 2

Мета:                   навчальна:ознайомити студентів із складом амоніаку, складом і назвами солей амонію; пояснити залежність фізичних властивостей речовини від її складу; з’ясувати особливості хімічних властивостей  амоніаку, солей амонію та їх застосування;

                              розвивальна:розвивати навички складання хімічних формул бінарних сполук та формул солей за ступенями окиснення; вміння використовувати в мовленні хімічні терміни та поняття, критично ставитись до повідомлень хімічного змісту у медійному просторі; усвідомлювати причинно-наслідкові зв’язки у природі і її цілісність;

                              виховна: продовжити формування наукового світогляду, логічного мислення студентів.

Обладнання:      ПСХЕ, розчини хлоридної кислоти, натрій гідроксиду, фенолфталеїну, амоній хлориду, вода; універсальний індикаторний папірець, нагрівальний прилад.

Хід заняття

І. Організація групи

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

ІІІ. Вивчення нового матеріалу:

1.     Амоніак – будова молекули й фізичні  властивості

Молекула амоніаку NH₃ має структуру трикутної піраміди з атомом Нітрогену у вершині. Хімічний зв'язок утворюється шляхом перекривання s-орбіталей трьох атомів Гідрогену і трьох р-орбіталей Нітрогену. р-хмари перпендикулярні, але кут між зв’язками перевищує 90⁰, тому що електронні хмари атомів Гідрогену відштовхуються й утворюють кут зв’язку 107⁰. s-орбіталі атома Нітрогену є донорами електронів.

Фізичні властивості: безбарвний газ із різким запахом, добре розчиняється у воді (до 1000 л амоніаку в 1 л води за н.у.).

 Температура плавлення дорівнює  - 77,7 ℃, температура кипіння –  -33,4 ℃.

2.     Хімічні властивості амоніаку

1.     Горіння

На повітрі не горить, але в атмосфері кисню згоряє жовтим полум’ям:

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O + 303ккал

Зверніть увагу на те, що суміш амоніаку й кисню внаслідок нагрівання може вибухати!

2.     Каталітичне окиснення (каталізатор kat – Pt, Fe₂O₃, Cr₂O₃):

4NH₃ + 3O₂ = 4NO + 6H₂O + Q

Тут каталізатор не лише прискорює, але й змінює напрям реакції.

3.     Взаємодія з водою

У розчині амоніаку між його молекулами і молекулами води утворюються водневі зв’язки, зокрема Н₃N^⸹-  … ^⸹+НОН. Частина таких зв’язків спричиняє відокремлення катіонів Н⁺ від молекули води, які сполучаються з атомами Нітрогену молекул амоніаку ковалентним зв’язком за донорно-акцепторним механізмом:

Н⁺ + NH₃ = NH₄⁺

                                                                                             йон амонію

Аніони NH₄⁺ залишаються в розчині, створюючи в ньому лужне середовище. Фенолфталеїн у цьому розчині набуває малинового забарвлення, лакмус – синього, метилоранж – жовтого;  універсальний індикаторний папірець в атмосфері амоніаку стає синім.

Реакція амоніаку з водою є оборотною:

 

NH₃ + H₂O ↔ NH₄⁺ + ОН^-.

За звичайних умов перетворення зазнає менше 1 % розчиненого амоніаку. Частина газу постійно виділяється з розчину і зумовлює його характерний запах.

Розчин амоніаку іноді називають розчином амонійної основи. Її формулу правильно записувати так: NH₃ • H₂O. Однак у хімічних рівняннях використовуватимемо іншу формулу – NH₄ОН. Молекул такого складу не існує, проте цей запис указує на схожість водного розчину амоніаку з розчинами лугів за хімічними властивостями. Крім формули   NH₄ОН, вживають і назву гіпотетичної сполуки – амоній гідроксид.

4.     Взаємодія з кислотами

Газ амоніак взаємодіє із кислотами з утворенням солей амонію:

NH₃ + НСl = NH₄Cl

               Завдяки основним властивостям розчин амоніаку взаємодіє майже з        усіма кислотами. Це реакції нейтралізації, у результаті яких утворюються солі амонію:

NH₄ОН + НСl = NH₄Cl + H₂O (молекулярне рівняння)

NH₄ОН + Н⁺ + Cl^-  = NH₄⁺ + Cl^- + H₂O (повне йонно-молекулярне рівняння)

NH₄ОН + Н⁺  = NH₄⁺  + H₂O (повне йонно-молекулярне рівняння).

5.     Взаємодія із солями

Амоніак у водному розчині взаємодіє з багатьма солями. Реакції відбуваються з утворенням нерозчинної у воді основи або амфотерного гідроксиду:

 

2NH₄ОН +  FeSO₄ = (NH₄)₂SO₄ + Fe(OH)₂↓ (молекулярне рівняння)

2NH₄ОН + Fe²⁺ + SO₄^2-  = 2NH₄⁺ + SO₄^2- + Fe(OH)₂ ↓ (повне йонно-молекулярне рівняння)

 2NH₄ОН + Fe²⁺   = 2NH₄⁺   + Fe(OH)₂ ↓ ( скорочене  йонно-молекулярне рівняння).

Fe(OH)₂ ферум (ІІ) гідроксид – нерозчинна основа.

 

2NH₄ОН +  Zn(NO₃)₂ = 2NH₄ NO₃ + Zn(OH)₂↓ (молекулярне рівняння)

2NH₄ОН + Zn²⁺ +  2NO₃^-  = 2NH₄⁺ +  2NO₃^- +  Zn(OH)₂ ↓ (повне йонно-молекулярне рівняння)

2NH₄ОН + Zn²⁺  = 2NH₄⁺ +  Zn(OH)₂ ↓ (скорочене йонно-молекулярне рівняння).

Zn(OH)₂ цинк гідроксид – амфотерний гідроксид.

Отже, амоніак реагує із розчиненими солями, внаслідок реакцій утворюється осад нерозчиненої основи або амфотерного гідроксиду.

3.     Застосування амоніаку

Амоніак є азотним добривом а також застосовується для виробництва інших азотних добрив, соди, вибухових речовин, нітратної кислоти. Він є холодоагентом у промислових холодильниках. Розчин амоніаку (нашатирний спирт) є медичним препаратом.

4.     Солі амонію

Солі амонію – йонні сполуки, які добре розчиняються у воді. Формули солей амонію та їх назви складаються за загальними алгоритмами:

NH₄ Cl – амоній хлорид

NH₄Br – амоній бромід

NH₄NO₃ – амоній нітрат

(NH₄)₂SO₄ – амоній сульфат

(NH₄)₃PO₄ – амоній ортофосфат.

Хімічні властивості солей амонію:

1.     Дисоціація

NH₄ Cl ↔ NH₄⁺ + Cl^-

NH₄NO₃ ↔ NH₄⁺ + NO₃^-

(NH₄)₂SO₄ ↔ 2NH₄⁺  + SO₄^2- 

(NH₄)₃PO₄ ↔ 3NH₄⁺  + PO₄^3-

2.     Взаємодія із розчинними солями

Зверніть увагу, один із продуктів реакції повинен бути нерозчинним(випадати в осад).

NH₄ Cl + AgNO₃ =  NH₄NO₃ + Ag Cl↓ (молекулярне рівняння)

NH₄⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^-  = NH₄⁺  + NO₃^-   + Ag Cl↓ (повне йонно-молекулярне рівняння)

  Ag⁺ + Cl^-   = Ag Cl↓ ( скорочене йонно-молекулярне рівняння).

3.     Взаємодія із менш леткими або більш сильними кислотами

2NH₄NO₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄ + 2HNO₃↑

 

(NH₄)₂CO₃ + 2HCl = 2NH₄Cl + H₂O + CO₂ ↑(молекулярне рівняння)

2NH₄⁺  + CO₃^2-   + 2H⁺  + 2Cl^-  = 2NH₄⁺  + 2Cl^-  + H₂O + CO₂ ↑ (повне йонно-молекулярне рівняння)

 

2H⁺  + CO₃^2-    =   H₂O + CO₂ ↑ ( скорочене йонно-молекулярне рівняння).

4.     Термічний розклад

Під час нагрівання солі амонію розкладаються:

NH₄ Cl  → NH₃ + HCl.

5.     Взаємодія із лугами при нагріванні

 

NH₄ Cl + NаОН = NаCl + NH₃↑ + H₂O (молекулярне рівняння)

 

NH₄⁺ + Cl^- + Nа ⁺ + OН^-  = Nа⁺  + Cl^-  + NH₃↑ + H₂O  (повне йонно-молекулярне рівняння)

 

NH₄⁺  + OН^-  = NH₃↑ + H₂O  ( скорочене йонно-молекулярне рівняння).

Ця реакція є якісною реакцією на катіон амонію NH₄⁺. Ознакою цієї реакції виділення газу амоніаку. Його визначаємо за різким запахом або зміною кольору універсального індикаторного папірця. Він стає синім.

5.      Застосування солей амонію

Солі амонію застосовуються як добриво, для виробництва вибухових матеріалів.

Висновки. Амоніак – летка сполука неметалічного елементу з Гідрогеном. Розчини амоніаку у воді має лужне середовище. Амоніак взаємодіє із кислотами, водний розчин амоніаку поводиться як дуже розбавлений розчин лугу. Солі амонію – йонні розчинні сполуки, мають властивості солей. Якісною реакцією на катіон амонію є взаємодія із розчином лугу при нагріванні, ознаки реакції – виділення газу амоніаку.

Амоніак та солі амонію мають широке застосування.

 

 

 

Домашнє завдання для студентів 2 курсу з теми АМОНІАК. СОЛІ АМОНІЮ   

Опрацюйте ⸹19 (с.107- 111), письмово виконайте завдання 142(б), 145, завдання за матеріалами лекції.

Завдання 142(б). Складіть молекулярне та йонно-молекулярні рівняння реакцій між водними розчинами амоніаку і ферум(ІІІ) сульфату.

Завдання 145. Обчисліть об’єм розчину амоніаку масовою часткою NH₃ 10% і густиною 0,96 г/см³, необхідний для осадження 26 г алюміній гідроксиду з розчину солі Алюмінію.

Завдання за матеріалами лекції. Складіть рівняння дисоціації солей: амоній йодиду, амоній сульфіду, амоній сульфіту, амоній карбонату, амоній ацетату.