氨氣的性質(zhì)

　　定義：

　　氨氣，無機(jī)化合物，常溫下為氣體，無色有刺激性惡臭的氣味，易溶于水，氨溶于水時，氨分子跟水分子通過氫鍵結(jié)合成一水合氨(NH₃·H₂O)，一水合氨能小部分電離成銨離子和氫氧根離子，所以氨水顯弱堿性，能使酚酞溶液變紅色。氨與酸作用得可到銨鹽，氨氣主要用作致冷劑及制取銨鹽和氮肥。

　　氨氣的物理性質(zhì)：

　　相對分子質(zhì)量17.031

　　氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.771g/L

　　氨氣極易溶于水，溶解度1：700

　　熔點-77.7℃；沸點-33.5℃

　　氨氣的化學(xué)性質(zhì)：

　�。�1）跟水反應(yīng)

　　氨在水中的反應(yīng)可表示為：NH₃+H₂O=NH₃·H₂O

　　氨水中存在三分子、三離子

　　分子：NH₃．NH₃·H₂O、H₂O；

　　離子：NH₄⁺、OH^-、H⁺；

　　（2）跟酸反應(yīng)

　　NH₃+HNO₃==NH₄NO₃

　　2NH₃+H₂SO₄===(NH₄)₂SO₄

　　NH₃+HCl===NH₄Cl

　　3NH₃+H₃PO₄===(NH₄)₃PO₄

　　NH₃+CO₂+H₂O===NH₄HCO₃

　�。�3）在純氧中燃燒

　　4NH₃+3O₂==點燃==2N₂+6H₂O

　　4NH₃+5O₂=催化劑加熱=4NO+6H₂O（氨氣的催化氧化）

　�。�4）與碳的反應(yīng)

　　NH₃+C=加熱=HCN+H₂↑(劇毒氰化氫)

　�。�5）與水、二氧化碳

　　NH₃+H₂O+CO₂==NH₄HCO₃

　　該反應(yīng)是侯氏制堿法的第一步，生成的碳酸氫銨與飽和氯化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉沉淀，加熱碳酸氫鈉制得純堿。

　　此反應(yīng)可逆，碳酸氫銨受熱會分解

　　NH₄HCO₃=（加熱）=NH₃+CO₂+H₂O

　�。�6）與氧化物反應(yīng)

　　3CuO+2NH₃==加熱==3Cu+3H₂O+N₂ 這是一個氧化還原反應(yīng)，也是實驗室常用的臨時制取氮氣的方法，采用氨氣與氧化銅供熱，體現(xiàn)了氨氣的還原性。

　　銨鹽的化學(xué)性質(zhì)：

　�。�1）受熱分解

　　所有的銨鹽加熱后都能分解，其分解產(chǎn)物與對應(yīng)的酸以及加熱的溫度有關(guān)。分解產(chǎn)物一般為氨和相應(yīng)的酸。如果酸具有氧化性，則在加熱條件下，氧化性酸和產(chǎn)物氨將進(jìn)一步反應(yīng)，使NH3氧化為N2或其氧化物：

　　碳酸氫銨最易分解，分解溫度為30℃：

　　氯化銨受熱分解成氨氣和氯化氫。這兩種氣體在冷處相遇又可化合成氯化銨。這不是氯化銨的升華，而是它在不同條件下的兩種化學(xué)反應(yīng)：

　　硝酸銨受熱分解的產(chǎn)物隨溫度的不同而不同。加熱溫度較低時，分解生成硝酸和氨氣： 溫度再高時，產(chǎn)物又有不同；在更高的溫度或撞擊時還會因分解產(chǎn)物都呈氣體而爆炸。

　　硫酸銨要在較高的溫度才分解成NH3和相應(yīng)的硫酸。強(qiáng)熱時，還伴隨有氨被硫酸氧化的副反應(yīng)，所以產(chǎn)物就比較復(fù)雜。

　�。�2）跟堿反應(yīng)放出氨氣

　　實驗室里就是利用此反應(yīng)來制取氨，同時也利用這個性質(zhì)來檢驗銨離子的存在。銨鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要用途，大量的銨鹽用作氮肥，如NH₄HCO₃．(NH₄)₂SO₄．NH₄NO₃等。NH₄NO₃還是某些炸藥的成分，NH4Cl用于制備干電池和染料工業(yè)，它也用于金屬的焊接上，以除去金屬表面的氧化物薄層。

　　1. 噴泉實驗

　　在常溫，常壓下，一體積的水中能溶解700體積的氨。 在干燥的圓底燒瓶里充滿氨氣，用帶有玻璃管和滴管（滴管里預(yù)先吸入水）的塞子塞緊瓶口。立即倒置燒瓶，使玻璃管插入盛水的燒杯里（水里事先加入少量的酚酞試液），把實驗裝置裝好后。打開橡皮管的夾子，擠壓滴管的膠頭，使少量的水進(jìn)入燒瓶。觀察現(xiàn)象。 實驗的基本原理是使燒瓶內(nèi)外在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內(nèi)，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。

　　2. 氨氣檢驗

　　方法一： 用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍(lán)證明有氨氣。

　　方法二： 用玻璃棒蘸濃鹽酸或者濃硝酸靠近，產(chǎn)生白煙，證明有氨氣。

　　固氮：

　�。�1）人工固氮

　　工業(yè)上通常用H₂和N₂在催化劑、高溫、高壓下合成氨

　　最近，兩位希臘化學(xué)家，位于Thessaloniki的阿里斯多德大學(xué)的GeorgeMarnellos和MichaelStoukides發(fā)明了一種合成氨的新方法(Science，2Oct．1998，P98)。在常壓下，令氫與用氦稀釋的氮分別通入一加熱到570℃的以鍶-鈰-釔-鈣鈦礦多孔陶瓷(SCY)為固體電解質(zhì)的電解池中，用覆蓋在固體電解質(zhì)內(nèi)外表面的多孔鈀多晶薄膜的催化，轉(zhuǎn)化為氨，轉(zhuǎn)化率達(dá)到78%；對比：幾近一個世紀(jì)的哈伯法合成氨工藝通常轉(zhuǎn)化率為10至15%！他們用在線氣相色譜檢測進(jìn)出電解池的氣體，用HCl吸收氨引起的pH變化估算氨的產(chǎn)率，證實提高氮的分壓對提高轉(zhuǎn)化率無效；升高電流和溫度雖提高質(zhì)子在SCY中的傳遞速度卻因SCY導(dǎo)電率受溫度限制，升溫反而加速氨的分解。

　�。�2） 天然固氮

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　　閃電能使空氣里的氮氣轉(zhuǎn)化為一氧化氮，一次閃電能生成80～1500kg的一氧化氮。這也是一種自然固氮。自然固氮遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。

　�、谏�物固氮

　　豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有氮酶，能使空氣里的氮氣轉(zhuǎn)化為氨，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氮的化合物。固氮酶的作用可以簡述如下：

　　除豆科植物的根瘤菌外，還有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋桿菌、一些原核低等植物——固氮藍(lán)藻、自生固氮菌體內(nèi)都含有固氮酶，這些酶有固氮作用。這一類屬自然固氮的生物固氮。

　　注意事項：

　　氨對接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用，可以吸收皮膚組織中的水分，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。氨的溶解度極高，所以主要對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，常被吸附在皮膚粘膜和眼結(jié)膜上，從而產(chǎn)生刺激和炎癥�？陕楸院粑�道纖毛和損害粘膜上皮組織，使病原微生物易于侵入，減弱人體對疾病的抵抗力。氨通常以氣體形式吸入人體，氨被吸入肺后容易通過肺泡進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合，破壞運氧功能。進(jìn)入肺泡內(nèi)的氨，少部分為二氧化碳所中和，余下被吸收至血液，少量的氨可隨汗液、尿液或呼吸排出體外。氨氣泄露氨氣泄露短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難，可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重者可發(fā)生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合癥，同時可能發(fā)生呼吸道刺激癥狀。若吸入的氨氣過多，導(dǎo)致血液中氨濃度過高，就會通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停止，危及生命。

　　長期接觸氨氣，部分人可能會出現(xiàn)皮膚色素沉積或手指潰瘍等癥狀。

　　室內(nèi)空氣中氨氣主要來自建筑施工中使用的混泥土添加劑。添加劑中含有大量氨內(nèi)物質(zhì)，在墻體中隨著溫度、濕度等環(huán)境因素的變化而還原成氨氣釋放出來。