Rumus Kimia Amonia

Next page: 1 2 3

Amonia, tidak berwarna, gas berwarna terdiri dari nitrogen dan hidrogen. Ini adalah senyawa yang stabil yang paling sederhana dari unsur-unsur dan berfungsi sebagai bahan awal untuk produksi banyak senyawa nitrogen penting secara komersial.

Rumus Kimia Amonia

NH₃

Penggunaan Amonia

Penggunaan utama amonia adalah sebagai pupuk. Hal ini paling sering diterapkan secara langsung ke tanah dari tangki yang berisi gas cair. Amonia ini dapat diterapkan secara langsung atau dalam bentuk garam-garam amonium, seperti amonium nitrat, NH₄NO₃, amonium sulfat, (NH₄) 2SO₄, dan berbagai amonium fosfat. Urea, (H₂N) 2C = O, juga digunakan sebagai sumber nitrogen untuk pupuk. Amonia juga digunakan dalam pembuatan bahan peledak komersial (misalnya, trinitrotoluene (TNT), nitrogliserin, dan nitroselulosa).

Dalam industri tekstil, amonia digunakan dalam pembuatan serat sintetis, seperti nilon dan rayon. Selain itu, digunakan dalam pencelupan dan menjelajahi kapas, wol, dan sutera. Amonia berfungsi sebagai katalis dalam produksi beberapa resin sintetis. Lebih penting lagi, menetralkan asam oleh-produk dari penyulingan minyak bumi, dan dalam industri karet mencegah pembekuan lateks mentah selama transportasi dari perkebunan ke pabrik. Amonia juga menemukan aplikasi di kedua proses amonia-soda (juga disebut proses Solvay), metode banyak digunakan untuk memproduksi soda abu, dan proses Ostwald, metode untuk mengubah amonia menjadi asam nitrat.

Iklan oleh Google

Amonia digunakan dalam berbagai proses metalurgi, termasuk nitridasi lembaran paduan mengeras permukaannya. Karena amonia bisa diurai dengan mudah untuk menghasilkan hidrogen, itu adalah sumber portabel nyaman atom hidrogen untuk pengelasan. Selain itu, amonia dapat menyerap sejumlah besar panas dari sekitarnya (yaitu, satu gram amonia menyerap 327 kalori panas), yang membuatnya berguna sebagai pendingin dalam pendingin dan AC peralatan. Akhirnya, di antara penggunaan minor adalah penyertaan dalam agen pembersih rumah tangga tertentu.

Persiapan Amonia

Amonia Murni pertama kali dibuat oleh ilmuwan Inggris Joseph Priestley fisik pada tahun 1774, dan komposisi yang tepat yang ditentukan oleh kimiawan Perancis Claude-Louis Berthollet di 1785. Amonia secara konsisten di antara lima bahan kimia atas yang diproduksi di Amerika Serikat. Metode komersial utama memproduksi amonia dengan proses Haber-Bosch, yang melibatkan reaksi langsung dari hidrogen unsur dan unsur nitrogen.

N₂ + ​​3H₂ → 2NH₃ 

Reaksi ini memerlukan penggunaan katalis, tekanan tinggi (100-1000 atmosfer), dan suhu tinggi (400-550 ° C [750-1020 ° F]). Sebenarnya, keseimbangan antara unsur-unsur dan amonia mendukung pembentukan amonia pada suhu rendah, tetapi suhu tinggi diperlukan untuk mencapai tingkat yang memuaskan pembentukan amonia. Beberapa katalis yang berbeda dapat dimanfaatkan. Biasanya katalis besi yang mengandung besi oksida. Namun, kedua magnesium oksida pada aluminium oksida yang telah diaktifkan oleh oksida logam alkali dan rutenium pada karbon telah digunakan sebagai katalis. Di laboratorium, amonia terbaik disintesis oleh hidrolisis dari nitrida logam.

Mg₃N₂ + 6H₂O → 2NH₃ + 3mg (OH)₂

Sifat Fisik Amonia

Amonia adalah gas tidak berwarna dengan bau menusuk tajam. Titik didihnya adalah -33,35 ° C (-28,03 ° F), dan titik bekunya adalah -77,7 ° C (-107,8 ° F). Memiliki panas tinggi penguapan (23.3 kilojoule per mol pada titik didihnya) dan dapat ditangani sebagai cairan dalam wadah termal terisolasi di laboratorium. (Panas penguapan suatu zat adalah jumlah kilojoule yang dibutuhkan untuk menguapkan satu mol zat dengan tidak ada perubahan suhu.) Molekul amonia memiliki piramida bentuk trigonal dengan atom hidrogen tiga dan sepasang unshared elektron yang melekat pada atom nitrogen. Ini adalah molekul polar dan sangat berhubungan karena ikatan hidrogen antarmolekul kuat. Konstanta dielektrik amonia (22 pada -34 ° C [-29 ° F]) adalah lebih rendah dari air (81 pada 25 ° C [77 ° F]), jadi lebih baik pelarut untuk bahan organik. Namun, masih cukup tinggi untuk memungkinkan amonia untuk bertindak sebagai pelarut pengion cukup baik. Amonia juga diri mengionisasi, meskipun kurang begitu daripada air.

2NH₃ ⇌ NH₄ + + NH_2-

Reaktivitas Kimia Amonia

Pembakaran amonia hasil dengan kesulitan, tetapi menghasilkan gas nitrogen dan air.

4NH₃ + 3O₂ + panas → 2N₂ + 6H₂O

Namun, dengan menggunakan katalis dan di bawah kondisi yang benar suhu, amonia bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan oksida nitrat, NO, yang dioksidasi menjadi nitrogen dioksida, NO₂, dan digunakan dalam sintesis industri asam nitrat.

Amonia mudah larut dalam air dengan pembebasan panas.

NH₃ + H₂O NH₄ + + ⇌ OH-

Solusi ini berair amonia dasar dan kadang-kadang disebut solusi amonium hidroksida (NH₄OH). Keseimbangan, bagaimanapun, adalah sedemikian rupa sehingga solusi 1.0-molar NH₃ hanya menyediakan 4,2 milimol ion hidroksida. Hidrat NH₃ · H₂O, 2NH₃ · H₂O, dan NH₃ · 2H₂O ada dan telah terbukti terdiri dari molekul amonia dan air dihubungkan oleh ikatan hidrogen antarmolekul.

Amonia cair digunakan secara luas sebagai pelarut berair. Logam alkali serta logam alkali tanah lebih berat dan bahkan beberapa logam transisi batin larut dalam amonia cair, menghasilkan solusi biru. Pengukuran fisik, termasuk studi listrik-konduktivitas, memberikan bukti bahwa warna biru ini dan arus listrik disebabkan oleh elektron terlarut.

logam (tersebar) ⇌ logam (NH₃) x ⇌ M + (NH₃) x + e (NH₃) y

Solusi ini merupakan sumber yang sangat baik dari elektron untuk mengurangi spesies kimia lainnya. Sebagai konsentrasi terlarut meningkat logam, solusinya menjadi lebih berwarna biru dan akhirnya berubah menjadi solusi berwarna tembaga dengan kilau metalik. Konduktivitas listrik menurun, dan ada bukti bahwa elektron asosiasi terlarut untuk membentuk pasangan elektron.

2e- (NH₃) y ⇌ e2 (NH₃) y

Kebanyakan garam amonium juga mudah larut dalam amonia cair.

Derivatif Amonia

Dua dari turunan yang lebih penting dari amonia hidrazin dan hidroksilamin.

hidrazin

Hidrazin, N₂H₄, adalah molekul yang satu atom hidrogen dalam NH3 digantikan oleh kelompok -NH₂. Senyawa murni adalah cairan tak berwarna yang menggerutu dengan sedikit bau mirip dengan amonia. Dalam banyak hal menyerupai air dalam sifat fisik. Ia memiliki titik leleh 2 ° C (35,6 ° F), titik didih 113.5 ° C (236,3 ° F), konstanta dielektrik tinggi (51.7 pada 25 ° C [77 ° F]), dan kepadatan 1 gram per cm kubik. Seperti dengan air dan amonia, gaya antarmolekul utama adalah ikatan hidrogen.

Hidrazin yang terbaik dibuat dengan proses raschig, yang melibatkan reaksi dari larutan amonia alkali berair dengan natrium hipoklorit (NaOCl).

2NH₃ + NaOCl → N₂H₄ + NaCl + H₂O

Reaksi ini diketahui terjadi dalam dua langkah utama. Amonia bereaksi dengan cepat dan secara kuantitatif dengan ion hipoklorit, OCl-, untuk menghasilkan chloramine, NH₂Cl, yang bereaksi lebih lanjut dengan lebih amonia dan basis untuk menghasilkan hidrazin.

NH₃ + OCl- → NH₂Cl + OH NH₂Cl + NH₃ + NaOH → N₂H₄ + NaCl + H₂O

Dalam proses ini ada reaksi merugikan yang terjadi antara hidrazin dan chloramine dan yang tampaknya dikatalisasi oleh ion logam berat seperti Cu₂ +. Gelatin ditambahkan ke proses ini untuk mengais ion logam tersebut dan menekan reaksi samping.

N₂H₄ + 2NH₂Cl → 2NH₄Cl + N₂

Ketika hidrazin ditambahkan ke dalam air, dua garam Hydrazinium yang berbeda diperoleh. N₂H₅ + garam dapat diisolasi, namun N₂H₆₂ + garam biasanya ekstensif dihidrolisis.

N₂H₄ + H₂O ⇌ N₂H₅ + + OH N₂H₅ + + H₂O + + ⇌ N₂H₆₂ OH-

Hidrazin luka bakar oksigen untuk menghasilkan gas nitrogen dan air, dengan pembebasan sejumlah besar energi dalam bentuk panas.

N₂H₄ + O₂ → N₂ + 2H₂O + panas

Akibatnya, penggunaan non-komersial utama senyawa ini (dan turunannya metil-nya) adalah sebagai bahan bakar roket. Hidrazin dan turunannya telah digunakan sebagai bahan bakar dalam peluru kendali, pesawat ruang angkasa (termasuk pesawat ulang-alik), dan peluncur ruang. Misalnya, program Apollo Lunar Modul telah melambat untuk mendarat, dan diluncurkan dari Bulan, oleh oksidasi 1: 1 campuran metil hidrazin, H₃CNHNH₂, dan 1,1-dimethylhydrazine, (H₃C) 2NNH₂, dengan dinitrogen tetroksida cair , N₂O₄. Tiga ton campuran metil hidrazin yang diperlukan untuk pendaratan di Bulan, dan sekitar satu ton diperlukan untuk peluncuran dari permukaan bulan. Penggunaan komersial utama hidrazin adalah sebagai blowing agent (untuk membuat lubang di karet busa), sebagai agen mengurangi, dalam sintesis kimia pertanian dan obat, seperti algicides, fungisida, dan insektisida, dan sebagai pengatur pertumbuhan tanaman.

hidroksilamin

Hydroxylamine, NH2OH, dapat dianggap sebagai yang berasal dari amonia dengan penggantian atom hidrogen dengan gugus hidroksil (OH). Senyawa murni adalah tidak berwarna solid yang higroskopis (cepat menyerap air) dan termal tidak stabil. Harus disimpan pada suhu 0 ° C (32 ° F) sehingga tidak akan membusuk. Meleleh pada 33 ° C (91.4 ° F), memiliki kerapatan 1,2 gram per cm kubik pada 33 ° C, dan memiliki konstanta dielektrik tinggi (ε = 78). Larutan berair dari hidroksilamin tidak sekuat dasar baik sebagai amonia atau hidrazin. Hydroxylamine dapat dibuat oleh sejumlah reaksi. Sebuah sintesis laboratorium melibatkan pengurangan berair kalium nitrit, KNO₂, atau asam nitrit, HNO₂, dengan ion hidrogen sulfit, HSO₃-. Secara umum, hydroxylamine disimpan dan digunakan sebagai larutan berair atau sebagai garam (misalnya, NH₃OH + NO ₃).

Next page: 1 2 3