7 faktów na temat NH3 + H2O: z reakcją kilku elementów

NH3 to wzór chemiczny amoniaku, a H2O to wzór chemiczny wody. NH3 + H2O to reakcja hydrolizy w amoniaku i wodzie.

Amoniak jest związkiem występującym naturalnie lub może być sztucznie wytwarzany w laboratoriach. Jest to gaz przezroczysty, bezbarwny i o silnym, ostrym zapachu. Gazowy amoniak może mieszać się z wodą i być ciekłym amoniakiem, nawet ciekły amoniak może wyparować do postaci gazowej po otwarciu w powietrzu. Tutaj omawiamy reakcję NH3 + H2O i jej fakty.

Cząsteczka amoniaku składa się z dwóch pierwiastków, jednego centralnego atomu azotu i trzech atomów wodoru połączonych z nią pojedynczymi wiązaniami kowalencyjnymi NH. Amoniak znajduje zastosowanie w różnych procesach domowych i przemysłowych, jest również wykorzystywany jako czynnik chłodniczy i nawozy w rolnictwie. Jest podstawowym źródłem azotu dla różnych roślin i drzew.

Co się dzieje, gdy NH3 reaguje z H2O?

Kiedy cząsteczka amoniaku po rozpuszczeniu w wodzie następuje konwersja gazowego amoniaku do wodnego ciekłego amoniaku. Również, gdy ciekły amoniak dalej rozpuszcza się w wodzie, może tworzyć wodny wodorotlenek amonu, który dalej jonizuje się w wodny jon amonowy i wodny jon wodorotlenkowy.

Gazowy amoniak łatwo miesza się z wodą. Jego dość wysoka rozpuszczalność w wodzie jest poparta wiązaniami wodorowymi utworzonymi między cząsteczkami wody i amoniaku. Po rozpuszczeniu amoniaku w wodzie powstaje produkt zasadowy. Jeśli niewielka ilość amoniaku zostanie dodana do wody, utworzy się wodorotlenek amonu, który dalej dysocjuje na jon amonowy (NH4+) i jon wodorotlenkowy (OH-).

NH₃ (g) NH₃ (woda)

NH₃ (wodny) + H₂O(l) NH₄OH (wodny)

NH₄OH (wodny) ⇔ NH₄(woda) + OH (woda)

Jaką reakcją jest NH3 + H2O?

Reakcja wody z dowolnym związkiem chemicznym to reakcja hydrolizy. Kiedy jakakolwiek substancja cząsteczki lub związek chemiczny zostanie dodany do wody, jeśli zacznie się mieszać, to tworzy wiązanie wodorowe z cząsteczką wody. Wiązanie wodorowe jest słabym wiązaniem, które łatwo pęka i tworzy jony H+ i OH-.

Również w tej reakcji jest więcej reagentów, ale produkt jest tylko jeden. Oznacza to, że są dwa reagenty, tj. amoniak (NH3) i woda (H2O), ale produkt jest tylko jeden, tj. wodorotlenek amonu (NH4OH). Stąd reakcję tę można również uznać za reakcję syntezy lub reakcję połączenia chemicznego, ponieważ w reakcji występuje wiele reagentów, ale tylko jeden produkt.

Jak zbilansować NH3 + H2O?

Aby zrównoważyć dowolne równanie chemiczne, musimy wykonać kilka kroków. Aby zrównoważyć NH3 + H2O = NH4OH użyjmy metody algebraicznej.

Krok – 1 Oznakuj każdą cząsteczkę reakcji NH3 + H2O kilkoma zmiennymi

Najpierw musimy oznaczyć każdy związek reakcji NH3 + H2O jakąś zmienną, taką jak A, B, C, itp. Oznacz wszystkie reagenty, tj. NH3 i H2O oraz produkt równania NH4OH zmiennymi A, BC, aby określić nieznane współczynniki.

() NH₃ + (B) H₂O = (C) NH₄OH

Krok - 2 Stwórz układ lub wzór równań

Po prostu zrób równanie każdego pierwiastki lub atomy dostępne w reakcji NH3+H2O jak atomy azotu, wodoru i tlenu (N, H, O) w tym, że każdy termin lub symbol oznaczał liczbę atomów lub pierwiastków obecnych we wszystkich reagentach i produktach.

N=1A+0B=1C

H =3A+2B=5C

O = 0A+1B=1C

Krok – 3 Rozwiąż lub oblicz wszystkie zmienne za pomocą kilku równań

Rozwiąż lub oblicz każdą zmienną za pomocą niektórych możliwych technik lub metod, takich jak kalkulator graficzny lub eliminacja Gaussa, aby rozwiązać każdą zmienną, taką jak N, H i O

• 1. Korzystając z metody eliminacji lub substytucji Gaussa

1A–1C=0

3A+2B–5C=0

1B–1C=0

• 2. Korzystając z kalkulatora lub metody kalkulatora graficznego

Tutaj użyj funkcji Rref() w kalkulatorze, aby przekonwertować poniższą macierz na zminimalizowaną formę niskiego poziomu:

(1 0 -1 0)

(3 2 -5 0)

(3 1 -1 0)

(1 1 -1 5)

W kolejnym medium ostatnia kolumna powinna zawierać odpowiedzi dla wszystkich współczynników reakcji NH3 + H2O.

Tak więc wyniki pokazują się z niskimi lub całkowitymi standardami dla zmiennej lub związków NH3 + reakcja H2O.

A = 1(NH3)

B = 1 (H2O)

C = 1(NH4OH)

Krok - 4 W ostatnim kroku dodaj współczynniki i potwierdź wyniki reakcji NH3 + H2O.

1NH₃ + 1H₂O = 1NH₄OH

Atomy LHS RHS

N 1 1

H 5 5

O 1 1

(Gdzie, LHS = lewa strona, RHS = prawa strona)

W związku z tym w substratach i produktach równania NH dostępna jest podobna liczba wszystkich atomów (N, H i O).₃ + H₂O = NH₄OH, więc równanie jest zrównoważone.

Jakim rodzajem reakcji jest NH3 i H2O?

Gdy amoniak reaguje z wodą, NH3 zwiększa stężenie jonów wodorotlenowych (OH-) w roztworze. Amoniak nie rozpuszcza się całkowicie w wodzie. Większość cząsteczek NH3 obecnych w roztworze. W ten sposób wytwarza mniej jonów OH- w reakcji z wodą.

In reakcja NH3 + H2O, NH3 zachowuje się jak kwas bronsteadowy a H2O zachowuje się jak zasada. Amoniak jest akceptorem jonów H+, zatem zachowuje się jak kwas bronsteada, a woda jest donorem jonów H+, więc zachowuje się jak zasada bronsteadu. Stąd amoniak jest słabym kwasem, więc nie dysocjuje całkowicie w wodzie.

Równanie jonowe netto NH3 + H2O?

Równanie jonowe netto reakcji NH3 + H2O przedstawia się następująco:

NH₃ (wodny) + H₂O(l) ⇔ NH₄⁺+ OH^- (woda)

Tutaj amoniak (NH3) całkowicie nie dysocjuje w wodzie, dzięki czemu tworzy w roztworze bardzo mniej jonów OH- i większość cząsteczek NH3 pozostaje w tym roztworze.

Siły międzycząsteczkowe NH3 i H2O

NH3 – W cząsteczce NH3 centralny atom N należy do rodziny trzech pierwiastków, które mogą tworzyć wiązania wodorowe, gdy są bezpośrednio przyłączone do atomu H. W ten sposób ma silną siły międzycząsteczkowe w cząsteczkach amoniaku i wody, ponieważ mogą one tworzyć wiązania wodorowe. Stąd zarówno amoniak, jak i woda mają wyższe temperatury wrzenia.

Jak zbilansować Zn+NO3+OH=ZnO2+NH3+H2O?

Krok – 1 Napisz niezrównoważone lub szkieletowe równanie i aby uzyskać dobre wyniki reakcja powinna mieć postać jonową 

NIE₃^- + Zn + OH^- → NH₃ + ZnO₂^2- + H₂O

Krok - 2 Oddziel połówki reakcji. W reakcji redoks należy oddzielić reakcję utleniania i redukcji.

• Oznacz stopień utlenienia każdego atomu w równaniu.

  N+5O-2₃^- + Zn0 + O-2H+1^- → N-3H+1₃ + Zn+2O-2₂^2- + H+1₂O-2

• Rozpoznaj i zapisz wszystkie pary reakcji redoks w reakcji, czyli określ, która reakcja jest utleniona, a która zredukowana. Napisz także przeniesienie elektronu, a także stwórz równą liczbę utlenionych i zredukowanych atomów po obu stronach LHS i RHS reakcji redoks, podając w razie potrzeby pewne współczynniki.

Utlenianie: Zn0 → Zn+2O-2₂^2- + 2e^-                            (Zn)

Redukcja: N+5O-2₃^- + 8e^- → N-3H+1₃                       (N)

• Reakcja redoks powinna łączyć się w dwie połówkowe reakcje: jedną utlenianie i drugą redukcję

Utlenianie: Zn0 → Zn+2O-2₂^2- + 2e^-

Redukcja:N+5O-2₃^- + 8e^- → N-3H+1₃

Krok - 3 Zrównoważ wszystkie elementy każdej połowy reakcji

• Z wyjątkiem wodoru i tlenu równoważą wszystkie inne atomy obecne w reakcji.

Utlenianie: Zn0 → Zn+2O-2₂^2- + 2e^-

Redukcja: N+5O-2₃^- + 8e^- → N-3H+1₃

• Zrównoważ ładunek obecny na LHS i RHS reakcji.

Utlenianie: Zn0 + 4OH^- → Zn+2O-2₂^2- + 2e^-

Redukcja: N+5O-2₃^- + 8e^- → N-3H+1₃ + 9OH^-

• Zrównoważ wszystkie atomy tlenu obecne na LHS i RHS równania.

Utlenianie: Zn0 + 4OH^- → Zn+2O-2₂^2- + 2e^- + 2H₂O

Redukcja: N+5O-2₃^- + 8e^- + 6H₂O → N-3H+1₃ + 9OH^-

Krok - 4 Wyrównaj przyrost i utratę elektronów w połówkowej reakcji utleniania i połówkowej reakcji redukcji. Pomnóż współczynniki wszystkich cząsteczek przez liczby całkowite powodujące najniższą wspólną wielokrotność w ramach połówkowych reakcji, aby obie były równe.

Utlenianie: Zn0 + 4OH^- → Zn+2O-2₂^2- + 2e^- + 2H₂O | x 4

Redukcja: N+5O-2₃^- + 8e^- + 6H₂O → N-3H+1₃ + 9OH^- | x 1

W ten sposób otrzymujemy,

Utlenianie: 4Zn0 + 16OH^- → 4Zn+2O-2₂^2- + 8e^- + 8H₂O

Redukcja:N+5O-2₃^- + 8e^- + 6H₂O → N-3H+1₃ + 9OH^-

Krok - 5 Połącz lub dodaj obie połówki reakcji razem.

 4Zn0 + N+5O-2₃^- + 16OH^- + 8e^- + 6H₂O → 4Zn+2O-2₂^2- + N-3H+1₃ + 8e^- + 9OH^- + 8H₂O

Krok - 6 Uprość równanie, usuwając wspólne elementy po obu stronach równania i napisz równanie jako współczynniki z możliwymi małymi liczbami całkowitymi.

4Zn0 + N+5O-2₃^- + 7OH^- → 4Zn+2O-2₂^2- + N-3H+1₃ + 2H₂O

 Na koniec sprawdź, czy równanie jest zrównoważone, czy nie

Atomy LHS RHS

Zn 4 4

N 1 1

O                     1×3+7×1       4×2+2×1

H                     7×1               1×3+2×2

Sprawdź, czy suma ładunków po obu stronach równania jest równa, czy nie.

4×0 + 1x-1 + 7x-1 = 4x-2 + 1×0 + 2×0
-8 = -8

Ponieważ wszystkie atomy i ładunki są równe po obu stronach, równanie jest zrównoważone.

NIE₃^- + 4Zn + 7OH^- → NH₃ + 4ZnO₂^2- + 2H₂O

Jak zbilansować CH3CHO+AgNO3+NH3+H2O?

Krok – 1 Oznacz każdą cząsteczkę reakcji CH3CHO+AgNO3+NH3+H2O kilkoma zmiennymi

Najpierw musimy oznaczyć każdy związek reakcji jakąś zmienną, taką jak A, B, C, itd. Oznacz wszystkie reagenty i produkty równania zmiennymi A, BC, aby określić nieznane współczynniki.

CH₃CHO + B AgNO₃ + C NH₃ + DH₂O = F CH₃COONH₄ + G NH₄NIE₃ + H Ag

Krok - 2 Stwórz układ lub wzór równań

Po prostu zrób równanie każdego pierwiastki lub atomy dostępne w reakcji jak C, N, H, O, Ag, NO w tym, że każdy termin lub symbol oznaczał liczbę atomów lub pierwiastków obecnych we wszystkich reagentach i produktach.

C = 2A+0B +0C+0D=2F+0G+0H

N = 0A+0B+1C+0D=1F+1G+0H

H = 4A+0B+3C+2D=7F+4G+0H

O = 1A+0B+0C+1D=2F+0G+0H

Ag = 0A+1B+0C+0D=0F+0G+1H

NO = 0A+3B+0C+0D=0F+3G+0H

Krok - 3 Rozwiąż lub oblicz wszystkie zmienne za pomocą kilku równań

Rozwiąż lub oblicz każdą zmienną za pomocą kilku możliwych technik lub metod, takich jak kalkulator graficzny lub eliminacja Gaussa, aby rozwiązać każdą zmienną, taką jak C, N, H, O, Ag, NO.

• 1. Korzystając z metody eliminacji lub substytucji Gaussa

2A–2F=0

1C-1F-1G=0

4A+3B+22D-7F-4G=0

1A+1D-2F=0

1B-1H=0

3B-3G=0

• 2. Korzystając z kalkulatora lub metody kalkulatora graficznego

Tutaj użyj funkcji Rref() w kalkulatorze, aby przekonwertować poniższą macierz na zminimalizowaną formę niskiego poziomu:

(2 0 0 0 -2 0 0 0)

(0 0 1 0 -1 -1 0 0)

(4 0 3 2 -7 -4 0 0)

(1 0 0 1 -2 0 0 0)

(0 1 0 0 0 0 -1 0)

(1 1 1 1 -1 -1 -1 7)

(0 3 0 0 0 -3 0 0)

W kolejnym medium ostatnia kolumna powinna zawierać odpowiedzi dla wszystkich współczynników reakcji.

Tak więc wyniki pokazują się z niskimi lub całkowitymi standardami dla zmiennej lub związków reakcji NH3 + H2O.

A = 1 (CH3CHO)

B = 2 (AgNO3)

C = 3 (NH3)

D = 1 (H2O)

F = 1 (CH3COONH4)

G = 2 (NH4NO3)

H = 2 (Ag)

Krok - 4 W ostatnim kroku dodaj współczynniki i potwierdź wyniki reakcji.

CH₃CZ + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O = CH₃COONH₄ + 2NH₄NIE₃ + 2Ag

Atomy LHS RHS

C 2 2

N 3 3

H 15 15

O 2 2

Ag 2 2

NIE 6 6

(Gdzie, LHS = lewa strona, RHS = prawa strona)

W związku z tym w substratach i produktach równania CH występuje podobna liczba wszystkich atomów (C, N, H, O, Ag, NO)₃CZ + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O = CH₃COONH₄ + 2NH₄NIE₃ + 2Ag, więc równanie jest zrównoważone.

Wnioski:

NH3 + H2O to reakcja hydrolizy, w której cząsteczka amoniaku reaguje z wodą, a NH3 zachowuje się jak kwas bronsteada, a H2O zachowuje się jak zasada bronsteada. Gdy amoniak rozpuszcza się w H2O, tworzy wiązanie wodorowe, dzięki czemu ma silne siły międzycząsteczkowe. Tutaj z powodzeniem zrównoważony NH3 + H2O odczyn.

Dr Shruti Ramteke

Witam wszystkich, jestem dr Shruti M Ramteke, zrobiłem doktorat. w chemii. Pasjonuję się pisaniem i lubię dzielić się swoją wiedzą z innymi. Zapraszam do kontaktu ze mną na LinkedIn