氨——性质、制备、用途、效果

氨由氢和氮组成。它被称为水溶液形式的氢氧化铵。这种无机化合物具有强烈的气味。它的浓缩形式是危险和腐蚀性的。氨在 STP 下的密度为 0.769 kg/m ³ ，比空气轻。它通常用作肥料。它还用于生产硝化纤维素和 TNT 等炸药。它还用于生产纯碱和奥斯特瓦尔德法生产硝酸。

Ammonia, also known as NH₃ is a colourless gas with the chemical formula NH₃. 

氨的性质

1. 由于它与许多酸结合形成盐，因此已知氨是一种弱碱。例如，氨与盐酸反应时会转化为氯化铵。
2. 已知由这种酸碱反应形成的所有盐都含有铵阳离子，用NH ₄ ⁺表示。
3. 氨具有弱酸性，因此可以归类为两性化合物。
4. 氨的酸性特性使其能够与一些碱金属和碱土金属形成酰胺。
5. 当锂暴露于液氨中时，会发生类似的反应，从而形成氨基锂 (LiNH ₂ )。
6. 当溶解在水中时，NH3 分子会发生自解离。氨分子的分子自电离导致其共轭碱 (NH ₂ ^– ) 和共轭酸 (NH ₄ ⁺ ) 的形成。
7. 因为氨通常是一种相对较弱的碱，它可以用作缓冲剂（用于控制 pH 值的变化）。

氨的制备

直到 1900 年代初期，氨主要是通过干馏动物废物和某些富含氮的植物废物来制造的。这些废物的蒸馏减少了亚硝酸盐和亚硝酸以及氢气。最终获得了氨作为产品。现在，工业上使用 Haber-Bosch 工艺生产氨，该工艺涉及分子氮和分子氢之间的气相反应。应该注意的是，该反应发生在相对较高的温度和压力下。

• 在大气和土壤中发现微量的氨，它是由尿素等含氮有机物质的腐烂形成的。

NH ₂ CONH ₂ + 2H ₂ O ⇢ (NH ₄ ) ₂ CO ₃ ⇌ 2NH ₃ + H ₂ O + CO ₂

• 在实验室中，通过将铵盐（例如氯化铵 NH ₄ Cl）与强碱（例如氢氧化钠或氢氧化钙）一起加热很容易产生氨。

2NH ₄ Cl + Ca(OH) ₂ → CaCl ₂ + 2H ₂ O + 2NH ₃ (g)

加温浓氢氧化铵也能产生气体。

氨的用途

1. 它被用作肥料，因为它可以增加作物产量。
2. 它用作家庭清洁剂——NH ₃与水混合以清洁不锈钢和玻璃。
3. 它在食品中用作抗菌剂。
4. 它用于发酵过程。
5. 它被用作制冷剂。
6. 它在发酵过程中用作pH调节剂。
7. 它用于中和柴油发动机排放的氮氧化物等污染物。
8. 它被用作火箭发动机燃料。
9. 它广泛用于纺织工业。
10. 它用于生产人造丝和尼龙等合成纤维。

Liquid ammonia as a solvent

The most studied and well-known non-aqueous ionising solvent is liquid ammonia. The ability of this compound to dissolve alkali metals to form strongly coloured, electrically conductive solutions containing solved electrons is its most notable property. Apart from these notable solutions, much of the chemistry of liquid ammonia can be described using aqueous solutions by comparing similar reactions.

Side effects of inhaling ammonia

When large amounts of ammonia are inhaled, the most common symptoms are a burning sensation in the throat, nose, and respiratory tract. This can eventually lead to respiratory distress or respiratory failure. When the ammonia concentration in the atmosphere is low, the most common side effects are throat irritation and nose irritation.

氨的生态效应

即使浓度极低，氨也会危害水生生物。氨是环境中天然存在的物质。当雷击和雨水落在地球上时，会产生少量的氨。然而，水和土壤中的微生物产生的氨作为植物和动物废物分解的副产品最多。它在土壤、空气和水中的无毒浓度相对较低，可作为植物的氮源。氨在土壤和水中经历了许多复杂的生化转化。这些转化统称为氮循环。

1. 水中的氨：当水与氨反应时，会形成铵离子和氢氧根离子。氨也称为非离子氨。氨对水生生物有毒，而铵则没有。在水中，有毒氨和无毒铵之间存在平衡。
2. 空气和土壤中的氨：氨排放后，蒸汽蒸发并与空气中的水分结合形成氨，最终以雨水的形式落到地球上。然后铵迅速与土壤中带负电荷的有机物和粘土结合。由于细菌会迅速将植物根部未吸收的铵转化为硝酸盐，因此铵很少在土壤中积累（硝化作用）。硝酸盐可以被根吸收或通过土壤剖面浸出。由于铵与土壤结合，除非被降雨冲走，否则污染物可能会水平保持，但会以硝酸盐的形式通过根区垂直浸出。
3. 影响植物的氨：水是植物、树木和农作物的主要成分。如果有大量氨释放，蒸汽很可能会烧毁附近顺风植被的叶子。氨从叶子中吸取水分，但对根部没有影响，因此受损的植物很可能会完全恢复，尽管受影响的作物可能会遭受产量损失。

示例问题

问题一：什么是液氨？

回答：

Liquor ammonia is a very concentrated ammonia solution in water. It may be used to make ammonia by boiling it. The ammonia generated when ammoniacal liquor is cooked with milk of lime is passed through ice or cold water to form liquor ammonia.

问题二：液氨和液氨有什么区别？

回答：

Ammonia condenses into a colourless liquid that boils at – 33.4°C when cooled under pressure. This is liquid ammonia that, when cooled further, solidifies into a white crystalline snow-like solid that melts at –77.7°C. Because the heat of vaporization of liquid ammonia is 5700 calories per gram molecule, it is employed as a refrigerant. Liquid ammonia is a liquefied form of ammonia that comes in cylinders.

问题3：解释为什么在氨的制备中不使用硝酸铵。

回答：

Because ammonium nitrate is explosive in nature and dissociates into nitrous oxide and water when heated, it is not employed in the production of ammonia.

问题4：当氨溶解在水中时，氨分子的哪个特征导致形成铵离子。说出氨溶于水时形成的另一种离子。

回答：

On the nitrogen atom of an ammonia molecule, one lone pair of electrons is available. The creation of ammonium ion is caused by this lone pair of electrons.

问题5：氨与氧化铜氧化生成什么产物？

回答：

Nitrogen, copper and water.