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IUPAC名
Ammonia
別名 阿摩尼亞
識別
CAS號 7664-41-7
PubChem 222
ChemSpider 217
SMILES
N
InChI
显示▼隐藏▲ 
  • 1/H3N/h1H3
RTECS BO0875000
性質
化學式 NH3
摩爾質量 17.0306 g·mol−1
外觀 具有非常刺鼻的氣味的無色氣體
密度 0.6942 [1]
熔點 -77.73 °C (195.42 K)[2]
沸點 -33.34 °C (239.81 K)[2]
溶解度( 1:700 (0℃,100Pa)
pKb 4.75 (與水反應)[2]
結構
分子構型 三角錐
偶極矩 1.42 D
危險性
警示術語 R:10-23-34-50
安全術語 S:1/2-9-16-26-36/37/39-45-61
主要危害 具腐蝕性
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
3
0
 
閃點 可燃
自燃溫度 651 °C
相關物質
其他陰離子 氫氧化銨 (NH4OH)
其他陽離子 銨 (NH4+)
相關氫化物 磷化氫、砷化氫、銻化氫鉍化氫
相關化學品 肼、疊氮酸鹽酸羥胺氯胺
附加數據頁(英文)
結構和屬性 折射率、介電常數等
熱力學數據 相變數據、固、液、氣性質
光譜數據 UV-Vis、IR、NMR、MS等
若非註明,所有數據來自25 ℃,100 kPa。

[3]英語Ammonia,或稱氨氣無水氨,分子式為NH3)是一種無色氣體,有強烈的刺激氣味。極易溶於水,常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨。[2] 氨對地球上的生物相當重要,它是所有食物和肥料的重要成分。氨也是所有藥物直接或間接的組成。氨有很廣泛的用途,同時它還具有腐蝕性等危險性質。

由於氨有廣泛的用途,氨是世界上產量最多的無機化合物之一,多於八成的氨被用於製作化肥。2006年,氨的全球產量估計為1.465億公噸,主要用於製造商業清潔產品。

由於氨可以提供孤對電子,所以它也是一種路易斯鹼。

目錄

 [隐藏

[编辑] 氨水

氨在英文中有時會被稱作anhydrous ammonia(譯為無水氨),以和在英文中與它名稱類似的氨水區別。中文中很少有人會把氨氣和氨水混為一談。

氫氧化銨或稱氨水是氨的水溶液,氨的水溶液為鹼性:

NH3 + H2O ⇌ NH3 ·H2O⇌NH4+ + OH

其性質和氨氣完全不一樣。實驗室的稀氨水一的濃度一般為1M至2M。氨的飽和水溶液(大約18M)的密度是0.880g cm−3,故可稱之為.880 Ammonia

[编辑] 氨的合成

1774年,化學家普利斯特里加熱氯化銨和氫氧化鈉的混合物,利用排汞取氣法取得氨。

第一次世界大戰以前,大部分的氨都是以乾餾[4] 含氮的蔬菜及動物的糞便(如駱駝糞),並以氫作為還原劑以把亞硝酸及亞硝酸鹽還原而製成。除此以外,氨也可以在的乾餾或用銨鹽與氫氧化物(如氫氧化鈣,即熟石灰)[5] 共熱製得,所使用的銨鹽普遍為氯化銨。

2 NH4Cl + 2 CaO → CaCl2 + Ca(OH)2 + 2 NH3

現今的工廠大多使用哈伯法: 在200大氣壓力和500℃的條件下,以氧化鐵為催化劑,加熱氮氣和氫氣製得。

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

K_\mathrm{eq} = \mathrm{\frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}}

這個反應是可逆的。在25℃時平衡常數為6.4 x 102,在500℃時為1.5 x 10−5

合成氨的原料氣來自於空氣(以液態空氣的分餾取得),氫氣來自於燃料。由於化石燃料短缺, 製氨用的氫理論上可以用水的電解 (現今4%的氫由電解製備)或熱化裂解(thermal chemical cracking)製得,但現在來說,這些方法都是不實際的。熱裂解所需的熱能可以從核能反應中取得,而風力發電、太陽能發電及水力發電產的的過剩電能可以用來電解水製氫。現在為止,以空氣及燃料製氨的方法以外的替代方案是不經濟的,而且這些方法對環保的作用仍未有定論。

[编辑] 用途

  • 由於氨擁有強烈的刺激性氣味,在醫療方面,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
  • 生產肥料
  • 航空燃料(X-15)
  • 氨是最廣泛用的製冷劑之一,可用於空調,冷藏和低溫,能用於各種形式的製冷壓縮機,蒸發溫度可控制在5~~零下65度

[编辑] 反應

[编辑] 錯合反應

NH3分子中氮原子有一對孤對電子,可以作為電子對給予體(路易斯鹼)形成加合物。如氨在氫離子錯合生成銨離子:

NH3 + H+ → NH4+

NH3亦可與金屬離子如Ag+、Cu2+等發生錯合,生成錯化物

Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+
Cu2+ + 4NH3 → [Cu(NH3)4]2+

[编辑] 氧化還原

NH3分子中氮為-3價,在適當條件下可被氧化為N2或更高價氮化合物。

如NH3在純氧中燃燒,生成N2

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O

在鉑催化下可氧化生成水與一氧化氮,是工業制硝酸的重要反應。

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

可還原CuO為Cu:

2NH3 + 3CuO → N2 + 3H2O + 3Cu

常溫下NH3可與強氧化劑(如氯氣、過氧化氫高錳酸鉀)直接反應:

2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl

[编辑] 取代反應

NH3中的氫原子可以依次被取代,生成氨的衍生物如Ag2NH、Li3N:

金屬可與液氨反應,生成鈉離子和氨合電子,在(III)離子催化下可生成氨基鈉

2NH3 + 2Na ——Fe3+—→ 2NaNH2 + H2==+燃燒==

[编辑] 燃燒

氨燃燒生成氮氣及水蒸氣。

4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O (g)(ΔHºr = –1267.20 kJ/mol)

 

[编辑] 備注

  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;氨氣;ammonia. 化工引擎 [2008-05-06]. 
  3. ^ 拼音:ān ,注音:ㄢ ,音同「安」
  4. ^ Nobel Prize in Chemistry (1918) - Haber process. URL last accessed April 24 2006
  5. ^ BBC.co.uk URL last accessed April 24 2006

[编辑] 參見

  • 路易斯鹼
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 ·  ·
無機化合物
 
NH3 · N2H4 · NF3 · NCl3 · NOCl · N2O · NO · N2O3 · NO2 · N2O4 · N2O5 · NO3 · HNO · H2N2O2 · HNO2 · HOONO · HNO3 · H3NO4 · HNO4 · HN3 · (CN)2 · NH4+
显示▼隐藏▲
 ·  ·
化合物
 
非金屬含氧酸
H3AsO3 · H3AsO4 · HBrO · HBrO2 · HBrO3 · HBrO4 · HClO · HClO2 · HClO3 · HClO4 · HCNO · H2CO3 · HFO · HIO · HIO2 · HIO3 · HIO4 · HNCO · HNO · HNO3 · H2N2O2 · HNO5S · H3NSO3 · H3PO2 · H3PO3 · H3PO4 · H4P2O7 · H5P3O10 · H2SeO3 · H2SeO4 · H4SiO4 · H2SO3 · H2SO4 · H2SO5 · H2S2O3 · H2S2O6 · H2S2O7 · H2S2O8 · H2TeO3 · H6TeO6
 
非金屬無氧酸
HAt · HBr · HCl · HCN · HF · HI · HNC · H2S · H2Se · H2Po · H2Te
 
金屬含氧酸
H2CrO4 · H2Cr2O7 · H2MoO4 · H4TiO4 · H3VO4
 
配合物酸
 
其他

PsH · H2CS3 · H2O · H2O2 · H2O3 · NH3 · PH3 · SbH3  · BiH3

   

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