Получение аммиака
Аммиак получают в лаборатории нагреванием соли аммония со щёлочью, а в промышленности — синтезом из азота и водорода. Промышленная реакция обратима, поэтому для увеличения выхода аммиака подбирают особые условия.
Лабораторный способ
В лаборатории аммиак получают при нагревании хлорида аммония с гидроксидом кальция. Это один из способов получения оснований, потому что аммиак при растворении в воде образует слабое основание — гидроксид аммония.
Аммиак — бесцветный газ с резким запахом, он значительно легче воздуха и очень хорошо растворяется в воде. Поэтому его собирают вытеснением воздуха, а не над водой. Газовую смесь осторожно нагревают, чтобы реакция шла быстрее.
Если смешать \(NH_4Cl\) и \(Ca(OH)_2\) и нагреть смесь, выделяется газ \(NH_3\). Влажная красная лакмусовая бумага синеет, что подтверждает щелочные свойства аммиака.
Промышленный способ
В промышленности аммиак синтезируют из азота и водорода. Азот получают из воздуха, а водород — из природного газа или воды. Реакция является обратимой и экзотермической.
Процесс проводят при температуре около \(400\)–\(500\,^{\circ}\mathrm{C}\), повышенном давлении примерно \(20\)–\(30\,\mathrm{МПа\)}$ и в присутствии железного катализатора. Катализатор ускоряет установление равновесия, но не изменяет положение равновесия и не расходуется в реакции.
Аммиак \(NH_3\) — это газ. Гидроксид аммония — условное название водного раствора аммиака, который можно записывать как \(NH_3\cdot H_2O\) или \(NH_4OH\).
Почему аммиак не собирают вытеснением воды?
Главное
- В лаборатории аммиак получают нагреванием \(NH_4Cl\) с \(Ca(OH)_2\).
- В промышленности используют обратимую реакцию \(N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3\) при повышенных температуре и давлении в присутствии железного катализатора.
- Аммиак хорошо растворяется в воде, поэтому его собирают вытеснением воздуха.