Аміак. 
Тютюновий дим

Аміак — безбарвний газ з характерним різким запахом і їдким смаком. Він майже у два рази легший від повітря. При — 33,35°С і звичайному тиску аміак скраплюється в безбарвну рідину, а при — 77,75°С замерзає, перетворюючись у безбарвну кристалічну масу. Його зберігають і транспортують у рідкому стані в стальних балонах під тиском 6−7 атм. У воді аміак розчиняється дуже добре: при 0 °C і звичайному тиску в 1 об'ємі води розчиняється близько 1200 об'ємів NH₃, а при 20 °C — 700 об'ємів. Концентрований розчин містить 25% NH₃ і має густину 0,91 г/см³. Розчин аміаку у воді називають аміачною водою або нашатирним спиртом. Звичайний медичний нашатирний спирт містить 10%: NH₃. Різниця між нашатирним спритом та аміачною водою полягає у тому, що у нашатирному спирті відсоток аміаку 3−10%, а в амічній воді від 10% і більше. При нагріванні розчину аміак легко випаровується. Молекули аміаку утворюються за допомогою ковалентних зв’язків. Електронна і структурна формули молекули аміаку такі:

Н Н.

|.

:N:Н і N — Н.

|.

Н Н (1.1.4.1).

Однак зв’язки N — Н в молекулі аміаку полярні, оскільки електронна пара зміщена до атома азоту. Тому атом азоту має негативний заряд, а атом водню — позитивний. У хімічному відношенні аміак є відновником, а сам звичайно окиснюється до вільного азоту. Так, в атмосфері кисню аміак горить за реакцією:

· 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O (1.1.4.2).

Амоніак також легко відновлює монооксид міді до металічної міді при високій температурі за реакцією:

· 3CuO + 2NH₃ = 3Cu + N₂ + 3H₂O (1.1.4.3).

При розчиненні аміаку в воді частина його молекул взаємодіє з водневими іонами води з утворенням складного катіона амонію NH₄⁺, який відіграє роль одновалентного металу (група амонію NH₄ у вільному стані не існує, а лише у вигляді катіону NH₄⁺). Разом з тим відповідна кількість гідроксильних груп OH ^- води звільняється. Цей процес рівноважний. Його можна зобразити таким рівнянням:

· (1.1.4.4).

Гідроксильні групи, у свою чергу, сполучаючись з катіоном амонію, утворюють сполуку NH₄OH, яку називають гідроксидом амонію:

· (1.1.4.5).

Внаслідок цих процесів у водному розчині аміаку встановлюється подвійна рівновага: з одного боку, між молекулами аміаку NH₃ і молекулами води H₂O та іонами амонію NH₄⁺ і іонами гідроксилу і з другого — між молекулами гідроксиду амонію NH₄OH і тими ж іонами амонію і гідроксилу:

· (1.1.4.6).

Звідси виходить, що в розчині аміаку в рівновазі одночасно існують молекули аміаку, води і гідроксиду амонію та іони амонію і гідроксилу. Гідроксид амонію являє собою дуже нестійку речовину і може існувати лише в розчині. При нагріванні розчину рівновага зміщується вліво, і розчин розкладається на вихідні речовини. Цей розклад частково відбувається і при звичайній температурі, тому розчини аміаку завжди мають специфічний запах. При тривалому кип’ятінні розчину можна повністю видалити аміак. Цим інколи користуються в лабораторіях для одержання невеликих кількостей аміаку. Розчин гідроксиду амонію має милкий смак і забарвлює червоний лакмус у синій колір. Отже, NH₄OH є основа, хоч і дуже слабка. Тому лише незначна частина його молекул дисоціює на іони:

· NH₄OH = NH₄⁺ OH ^— (1.1.4.7).

З кислотами розчин гідроксиду амонію утворює солі, наприклад:

• · NH₄OH + HCl = NH₄Cl + H₂O
• · NH₄OH + HNO₃ = NH₄NO₃ + H₂O 2NH₄OH + H₂SO₄ = (NH₄) 2SO₄+2H₂O (1.1.4.8)

Але солі амонію можуть утворюватись і при взаємодії кислот з аміаком. При цьому молекули аміаку приєднують водневі іони кислоти і перетворюються в катіони амонію:

• · NH₃ + HCl = NH₄Cl
• · NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃
• · 2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄) 2SO_{4 (}1.1.4.9)

В лабораторних умовах аміак добувають звичайно нагріванням суміші хлориду амонію NH₄Cl з гашеним вапном Ca (OH) ₂. Процес утворення аміаку при цьому відбувається в дві стадії: спочатку виникає гідроксид амонію, а потім він розкладається з виділенням аміаку:

• · 2NH₄Cl + Ca (OH) ₂ = 2NH₄OH + CaCl₂
• · NH₄OH = NH₃^ + H₂O (1.1.4.10)

Інколи аміак добувають нагріванням до кипіння концентрованого розчину аміаку (гідроксиду амонію). При цьому NH₃ утворюється за реакцією, наведеною вище.

У техніці головним способом добування аміаку є прямий синтез його з азоту і водню за реакцією:

· (1.1.4.11).

Ця реакція відбувається лише при дуже високих тисках (кілька сот атмосфер), високій температурі і наявності каталізатора. На сучасних заводах синтез проводять у більшості випадків при тисках 250−350 атм, а інколи навіть при 700−1000 атм. Чим більший тиск, тим більше рівновага реакції зміщується в бік утворення NH₃, тобто в бік збільшення виходу аміаку. Але процес при дуже високих тисках дуже дорогий і економічно невигідний. Температуру підтримують близько 400−450°С. Нижче 400 °C реакція відбувається дуже повільно, а вище 450 — 500 °C аміак помітно розкладається на азот і водень. Каталізатором служить губчасте залізо з домішками оксидів калію, алюмінію й інших речовин. При цьому слід ще раз відмітити, що не вся азотоводнева суміш перетворюється в аміак навіть при найвищих тисках. Частина її залишається непрореагованою. Тому одержуваний аміак відділяють від непрореагованої суміші скрапленням його під тиском, а до решти суміші додають нові порції азото-водневої суміші і знову направляють на синтез [6].

тютюновий дим тютюнопаління хімічний склад.