氨
氨 | |
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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 |
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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(水) | 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 | |
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。 |
氨[3](英語:Ammonia,或稱氨氣或無水氨,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,氨也可以在煤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)
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。
合成氨的原料氮氣來自於空氣(以液態空氣的分餾取得),氫氣來自於水和燃料。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:
金屬鈉可與液氨反應,生成鈉離子和氨合電子,在鐵(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
- ^ NIST Chemistry WebBook (website page of the National Institute of Standards and Technology) URL last accessed May 15 2007
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 (中文)氨;氨氣;ammonia. 化工引擎 [2008-05-06].
- ^ 拼音:ān ,注音:ㄢ ,音同「安」
- ^ Nobel Prize in Chemistry (1918) - Haber process. URL last accessed April 24 2006
- ^ BBC.co.uk URL last accessed April 24 2006
[编辑] 參見
- 銨
- 胺
- 肼
- 路易斯鹼
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客观性
完整性
可读性
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