Woda amoniakalna
Woda amoniakalna (NH3·H2O) – zwyczajowa nazwa roztworu amoniaku w wodzie. Posiada charakterystyczny ostry, amoniakalny zapach. W temperaturze 15 °C roztwór o stężeniu 12,74% ma gęstość 0,950 g/cm³, a o stężeniu 35,20% – 0,880 g/cm³. Ogrzewanie wody amoniakalnej powoduje wydzielanie się gazowego amoniaku.
Woda amoniakalna zawiera niewielką ilość jonów amonowych powstających na skutek reakcji amoniaku z wodą, zachodzącej zgodnie z równaniem:
- NH3 + H2O ⇌ NH+4 + OH−
i dzięki temu ma odczyn zasadowy. Stała równowagi (zasadowa) reakcji wynosi Kb = 1,8×10−5. Przykładowo w roztworze amoniaku o stężeniu 1M (1 mol/dm³) zaledwie 0,42% cząsteczek NH3 daje jony amonowe (pH takiego roztworu wynosi 11,63).
Techniczna woda amoniakalna stosowana jest w przemyśle gumowym, przy produkcji barwników, półproduktów organicznych, była stosowana jako nawóz sztuczny.
[edytuj] Wodorotlenek amonu
Z istnienia szeregu różnych soli amonowych oraz zasadowego odczynu wody amoniakalnej wnoszono o istnieniu związku o nazwie wodorotlenek amonu i wzorze NH4OH. W rzeczywistości związek taki nie został wykryty w żadnym układzie woda-amoniak. W 0,1 M roztworze amoniaku w wodzie ok. połowa cząsteczek NH3 jest wolna, a połowa uwodniona, co wskazuje na słabość oddziaływania NH3 i H2O[1]. Oddziaływanie takie ma czas życia rzędu 10-10 s[2]. Z obliczeń teoretycznych wynika, że w układzie H−O−H···NH3 długości wiązań O−H (wolnego i związanego z NH3) różnią się jedynie o 2%, a odległość H···N (179 pm) jest znacznie większa niż pozostałych wiązań N−H w badanym układzie (102 pm)[3].
Ponieważ jednak dla reakcji
- NH3(nasyc.) + H2O(ciecz) → [NH3•H2O](ciecz)
w 25 °C zmiana entalpii swobodnej jest ujemna (ΔG0 = −6,39 kJ/mol), zaproponowano, że może to oznaczać istnienie wodorotlenku amonu o budowie zbliżonej do H−O−H···NH3, z niewielkim udziałem ładunku ujemnego na atomie tlenu i ładunku dodatniego na atomie azotu[4]. Taka interpretacja wzbudziła jednak kontrowersje[3][5], a w opinii większości chemików nie należy używać nazwy "wodorotlenek amonu" lecz "wodny roztwór amoniaku"[6].
Przypisy
- ↑ John B. Davis. Ammonia and "ammonium hydroxide". „J. Chem. Educ.”. 30 (10), s. 511, 1953. doi:10.1021/ed030p511.
- ↑ John Yoke. Ammonium hydroxide does not exist. „J. Chem. Educ.”. 66 (4), s. 310, 1989. doi:10.1021/ed066p310.
- ↑ 3,0 3,1 Stephen J. Hawkes. Formula for Ammonia Monohydrate. „J. Chem. Educ.”. 81 (11), s. 1569, 2004. doi:10.1021/ed081p1569.3.
- ↑ Thomas R. Tuttle, Jr. Ammonium Hydroxide: What is its structure?. „J. Chem. Educ.”. 68 (6), s. 533, 1991. doi:10.1021/ed068p533.1.
- ↑ John T. Yoke. To the Editor. „J. Chem. Educ.”. 68 (6), s. 533, 1991. doi:10.1021/ed068p533.2.
- ↑ Michael J. Sanger, Matthew Danner. Aqueous Ammonia or Ammonium Hydroxide? Identifying a Base as Strong or Weak. „J. Chem. Educ.”. 87 (11), s. 1213–1216, 2010. doi:10.1021/ed100536n.
