Как найти аммоний в химии

Аммоний

Связанные понятия

Ортофо́сфорная кислота́ (фо́сфорная кислота́) — неорганическая кислота средней силы с химической формулой H3PO4, которая при стандартных условиях представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. Обычно ортофосфорной (или просто фосфорной) кислотой называют 85 %-ый водный раствор (бесцветная сиропообразная жидкость без запаха). Растворима в этаноле и других растворителях.

Хлорная кислота HClO4 — одноосновная кислота, одна из самых сильных (в водном растворе, pK ≈ −10), безводная — исключительно сильный окислитель, так как содержит хлор в высшей степени окисления +7.

Щелочны́е мета́ллы — элементы 1-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы главной подгруппы I группы): литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr, унуненний Uue. При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щелочами.

Ио́д (тривиальное (общеупотребительное) название — йод; от греч. ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — химический элемент с атомным номером 53. Принадлежит к 17-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA), находится в пятом периоде таблицы. Атомная масса элемента 126,90447 а. е. м.. Обозначается символом I (от лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов…

Соля́ная кислота́ (также хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная кислота) — раствор хлороводорода (HCl) в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе (техническая соляная кислота — желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около 0,5 % присутствует в желудке человека. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Хромовая кислота — кристаллическое вещество красного цвета. Окрашивает раствор в жёлтый цвет. Выделена в свободном состоянии при охлаждении насыщенных водных растворов хромата. Химическая формула H2CrO4. Соли хромовой кислоты называются хроматами. Токсична, канцерогенна.

Со́ли — сложные вещества, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металлов и анионы кислотных остатков. ИЮПАК определяет соли как химические соединения, состоящие из катионов и анионов. Есть ещё одно определение: солями называют вещества, которые могут быть получены при взаимодействии кислот и оснований с выделением воды.

Бром (от др.-греч. βρῶμος — «вонючка», «вонючий») — химический элемент с атомным номером 35. Принадлежит к 17-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA), находится в четвёртом периоде таблицы. Атомная масса элемента 79,901…79,907 а. е. м. . Обозначается символом Br (от лат. Bromum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество бром при нормальных…

Хлор (от греч. χλωρός — «жёлто-зелёный») — химический элемент с атомным номером 17. Принадлежит к 17-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA), находится в третьем периоде таблицы. Атомная масса элемента 35,446…35,457 а. е. м. . Обозначается символом Cl (от лат. Chlorum). Химически активный неметалл. Входит в группу галогенов.

Гидрокси́ды (гидроо́киси, водокиси) — неорганические соединения, содержащие в составе гидроксильную группу -OH. Известны гидроксиды почти всех химических элементов; некоторые из них встречаются в природе в виде минералов. Гидроксиды щелочных и щёлочноземельных металлов, а также аммония являются растворимыми и называются щелочами.

Аддукт (лат. adducto — созданный, приведённый) — продукт прямого присоединения молекул друг к другу в химической реакции, химическое соединение AB, образующееся в результате взаимодействия соединений A и B, при котором не происходит какого-либо отщепления фрагментов. Возможно образование аддуктов не только в стехиометрическом отношении 1:1, но и в других отношениях (например, бис-аддукты в отношении 2:1). Термин «аддукт» обычно не содержит понятия об определенной структуре и характере химической…

Иодиды — бинарные соединения иода с менее электроотрицательными элементами. Иодиды металлов могут рассматриваться как соли иодоводородной кислоты HI.

Фтор (F, лат. fluorum) — химический элемент 17-й группы, второго периода периодической системы (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA) с атомным номером 9. Самый химически активный неметалл и сильнейший окислитель, самый лёгкий элемент из группы галогенов. Как простое вещество при нормальных условиях фтор представляет собой двухатомный газ (формула F2) бледно-жёлтого цвета с резким запахом, напоминающим озон или хлор. Токсичен…

Фтори́ды — химические соединения фтора с другими элементами. Фториды известны для всех элементов, кроме гелия и неона. К фторидам относят как бинарные соединения — ионные фториды (соли фтороводородной кислоты и металлов, ковалентные фториды переходных металлов в высших степенях окисления и фториды неметаллов), так и сложные неорганические соединения (фторангидриды кислот, комплексные фториды, гидрофториды металлов, фторированный графит).

Се́рная кислота́ H2SO4 — сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). При обычных условиях концентрированная серная кислота — тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха, с сильнокислым «медным» вкусом. В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом SO3. Если молярное отношение SO3 : H2O < 1, то это водный раствор серной кислоты, если > 1 — раствор SO3 в серной кислоте (олеум).

Азо́тистая кислота HNO2 — слабая одноосновная кислота, существует только в разбавленных водных растворах, окрашенных в слабый голубой цвет, и в газовой фазе. Кислота высокотоксична. Соли азотистой кислоты называются нитритами или азотистокислыми. Нитриты гораздо более устойчивы, чем HNO2, все они токсичны.

Иодоводород HI — бесцветный удушливый газ (при нормальных условиях), сильно дымит на воздухе. Хорошо растворим в воде, образует азеотропную смесь с Ткип 127 °C и концентрацией HI 57 %. Неустойчив, разлагается при 300 °C.

Хло́роводоро́д, хло́ристый водоро́д (HCl) — бесцветный, термически устойчивый ядовитый газ (при нормальных условиях) с резким запахом, дымящий во влажном воздухе, легко растворяется в воде (до 500 объёмов газа на один объём воды) с образованием хлороводородной (соляной) кислоты. При −85,1 °C конденсируется в бесцветную, подвижную жидкость. При −114,22 °C HCl переходит в твёрдое состояние. В твёрдом состоянии хлороводород существует в виде двух кристаллических модификаций: ромбической, устойчивой…

Селе́нистая кислота́ — неорганическое химическое соединение селена, кислота. Химическая формула H2SeO3.

Хлори́ды — группа химических соединений, соли хлороводородной (соляной) кислоты HCl.

Фтороводоро́д (фтористый водород, гидрофторид, фторид водорода, HF) — бесцветный токсичный газ (при стандартных условиях) с резким запахом, при комнатной температуре существует преимущественно в виде димера H2F2, ниже 19,9°C — бесцветная подвижная летучая жидкость. Смешивается с водой в любом отношении с образованием фтороводородной (плавиковой) кислоты. Образует с водой азеотропную смесь с концентрацией 35,4 % HF.

Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде кислоты общей формулы nSiO2•mH2O.

Фосфористая кислота (фосфоновая, H3PO3, H2(HPO3)) — двухосновная в водных растворах, а формально трёхосновная кислота средней силы.

Иоднова́тая кислота́ — химическое соединение с формулой HIO3, сильная одноосновная кислота. Бесцветное кристаллическое вещество, со стеклянным блеском и горьковато-кислым вкусом, устойчивое при обычной температуре. Легко образуется в кристаллическом состоянии в виде двух различных, не переходящих друг в друга форм ромбической сингонии.

Азо́тистоводоро́дная кислота́, азоими́д (азидоводород), HN3 — кислота, соединение азота с водородом. Бесцветная, летучая, чрезвычайно взрывоопасная (взрывается при нагреве, ударе или трении) ядовитая жидкость с резким запахом.

Тетрагидрофуран (тетраметиленоксид, фуранидин, оксолан) — химическое вещество, циклический простой эфир. Бесцветная легколетучая жидкость с характерным «эфирным» запахом. Важный апротонный растворитель. Широко применяется в органическом синтезе. Химическая формула: C4H8O.

На́трий (Na, лат. natrium) — химический элемент первой группы, третьего периода периодической системы Менделеева, с атомным номером 11. Как простое вещество представляет собой мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета. На внешнем энергетическом уровне натрий имеет один электрон, который он легко отдаёт, превращаясь в положительно заряженный катион Na+. Единственным стабильным изотопом является 23Na. В свободном виде не встречается, но может быть получен из различных соединений. Натрий — шестой…

Ацетонитри́л (нитрил уксусной кислоты, этаннитрил, метилцианид) — органическое химическое соединение с формулой CH3CN. Представляет собой бесцветную жидкость со слабым эфирным запахом. Широко используется в органической химии в качестве растворителя.

Иодная кислота HIO4 (гексаоксоиодат (VII) водорода, периодат Н5IO6)— слабая кислота, гигроскопичное кристаллическое вещество.

Хлорид алюминия (хлористый алюминий) — неорганическое соединение, соль алюминия и соляной кислоты с химической формулой AlCl3.

Марганцо́вая кислота́ — сильная, нестабильная, неорганическая кислота фиолетово-красного цвета с химической формулой HMnO4. В чистом виде не выделена, существует в виде раствора. Соли марганцовой кислоты называются перманганаты. Анион MnO4- окрашивает соли в малиново-фиолетовый цвет. Самым известным производным марганцовой кислоты является перманганат калия (марганцовка).

Бромноватая кислота — неорганическое соединение, одноосновная кислота с формулой HBrO3, в свободном состоянии не выделена, существует в растворе — бесцветная (или слегка желтоватая) жидкость с максимальной концентрацией до 50%, сильная кислота.

Вольфрамовая кислота — моногидрат триоксида вольфрама — WO3·H2O, вопреки часто распространенному мнению формула H2WO4 не отвечает действительной структуре соединения. Впервые кислота была получена Карлом Вильгельмом Шееле в 1781 году.

Синильная кислота содержится в некоторых растениях, коксовом газе, табачном дыме, выделяется при термическом разложении нейлона, полиуретанов. Смешивается во всех соотношениях с водой, этанолом, диэтиловым эфиром.

Гидра́ты (от др.-греч. ὕδωρ «вода») — продукты присоединения воды к неорганическим и органическим веществам.

Пиридин — шестичленный ароматический гетероцикл с одним атомом азота, бесцветная жидкость с резким неприятным запахом; смешивается с водой и органическими растворителями. Пиридин — слабое основание, дает соли с сильными минеральными кислотами, легко образует двойные соли и комплексные соединения.

Фосфорнова́тистая кислота (гипофосфористая кислота, фосфи́новая кислота) (H(PН2O2) — правильное написание формулы; H3PO2 — традиционное, но неточное написание формулы, так как кислота одноосновная) — сильная одноосновная кислота. Бесцветное твердое вещество, растворимое в воде, спиртах и диоксане.

Неорганические сульфиды (от лат. sulphur — сера) — класс химических соединений, представляющих собой соединения металлов (а также ряда неметаллов В, Si, Р, As) с серой (S), где она имеет степень окисления −2. Могут рассматриваться как соли сероводородной кислоты H2S. Свойства сульфидов сильно зависят от металлов, входящих в их состав.

Анио́н — отрицательно заряженный ион. Отрицательный заряд обусловлен избытком электронов по сравнению с количеством протонов. Заряд аниона дискретен и выражается в единицах элементарного отрицательного электрического заряда; например, Cl − — однозарядный анион, а остаток серной кислоты SO42− — двузарядный анион. Анионы имеются в растворах большинства солей, кислот и оснований, в газах, например, H+, а также в кристаллических решётках соединений с ионной связью, например, в кристаллах поваренной соли…

Мышьяковая кислота — (ортомышьяковая кислота) H3AsO4, трехосновная кислота средней силы. Легко растворима в воде, из растворов кристаллизуется в виде кристаллогидрата H3AsO4·0,5Н2O. Предполагается существование метамышьяковой (HAsO3) и пиромышьяковой (H4As2O7) кислот. Кислота и все ее соли ядовиты.

У́ксусная кислота (эта́новая кислота) CH3COOH — органическое соединение, cлабая, предельная одноосно́вная карбоновая кислота. Соли и сложные эфиры уксусной кислоты называются ацетатами.

Бо́рная кислота́ (ортоборная кислота или лат. acidum Boricum) — слабая, одноосновная кислота Льюиса, часто используемая в качестве инсектицида, антисептика, огнезащитного состава, поглотителя нейтронов или предшественника для получения иных химических составов.

Изоциа́новая кислота́ — бесцветная жидкость с резким запахом, схожим с запахом уксусной кислоты, является стабильной таутомерной формой циановой кислоты HOCN. Токсична. Соли циановой кислоты впервые описаны Вёлером в 1824 г., сама циановая кислота получена Либихом и Вёлером в 1830 г.. Является изомером фульминовой (парациановой) кислоты (H-C≡N→O). Образует соли — изоцианаты.

Щаве́левая кислота, также этандиóвая кислота — органическое соединение, двухосновная предельная карбоновая кислота, с формулой HOOC-COOH, простейшая двухосновная кислота, первый член гомологического ряда двухосновных предельных карбоновых кислот. Принадлежит к сильным органическим кислотам. Обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот. Соли и сложные эфиры щавелевой кислоты называются оксалатами. В природе содержится в щавеле, ревене, карамболе и некоторых других растениях…

Аммиа́к (нитрид водорода) — химическое cоединение азота и водорода с формулой NH3, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом.

Хлори́д на́трия или хлористый натрий (NaCl) — натриевая соль соляной кислоты. Известен в быту под названием поваренной соли, основным компонентом которой и является. Хлорид натрия в значительном количестве содержится в морской воде, придавая ей солёный вкус. Встречается в природе в виде минерала галита (каменной соли). Чистый хлорид натрия представляет собой бесцветные кристаллы, но с различными примесями его цвет может принимать голубой, фиолетовый, розовый, жёлтый или серый оттенок.

Хими́ческая фо́рмула — условное обозначение химического состава и структуры соединений с помощью символов химических элементов, числовых и вспомогательных знаков (скобок, тире и т. п.). Химические формулы являются составной частью языка химии, на их основе составляются схемы и уравнения химических реакций, а также химическая классификация и номенклатура веществ. Одним из первых начал использовать их русский химик А. А. Иовский.

Щёлочноземе́льные мета́ллы — химические элементы 2-й группы периодической таблицы элементов: бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba), радий (Ra), унбинилий (Ubn).

Основание — химическое соединение, способное образовывать ковалентную связь с протоном (основание Брёнстеда) либо с вакантной орбиталью другого химического соединения (основание Льюиса). В узком смысле под основаниями понимают осно́вные гидроксиды — сложные вещества, при диссоциации которых в водных растворах отщепляется только один вид анионов — гидроксид-ионы OH−.

Щёлочи (в русском языке происходит от слова «щёлок», возможно, производное от того же корня, что и др.-исл. «skola» — «стирать») — гидроксиды щелочных, щёлочноземельных металлов и некоторых других элементов, например, таллия. К щелочам относятся хорошо растворимые в воде основания. При диссоциации щёлочи образуют анионы OH− и катион металла.

Упоминания в литературе (продолжение)

Аммоний (свободный радикал) – атомная группа (или радикал) состава NH₄, не существующая в свободном виде^[1][2]. Аммоний (свободный радикал), так же как и короткоживущие свободные радикалы, склонен к рекомбинации и как атом водорода образует молекулу водорода^[3].Аммоний (свободный радикал) можно стабилизировать замораживанием или в матрице в виде амальгамы.^[3][4]

Аммоний (катион) – положительно заряженный полиатомный ион с химической формулой NH₄⁺. Аммоний (катион) с противоионом образуют соли аммония, аммониевые соединения, последние входят в большой класс ониевых соединений.^[5]

Аммо́ний (лат. Ammonium) — многоатомный неорганический катион, продукт протонирования аммиака. В соединениях играет роль одновалентного металла. Химическая формула — NH₄⁺. При растворении аммиака в растворах кислот происходит реакция протонирования:

NH₃ + H⁺ = NH₄⁺

Ион аммония является правильным тетраэдром с азотом в центре и атомами водорода в вершинах тетраэдра. Размер иона — 1,43 Å^[6].

Существует также короткоживущий свободный радикал аммония с формулой NH₄^[7] (см. Свободный аммоний).

Диссоциация солей аммония

При диссоциации солей аммония в водных растворах образуется катион аммония, например:

NH₄CI = NH₄⁺ + Cl⁻.

Свойства солей аммония

Большинство солей аммония — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и легко разлагающиеся при нагревании с выделением газов.

• Прочность солей аммония сильно различается. Если записать реакцию аммиака с кислотами следующим образом:

NH₃ + Н⁺X⁻ → [NH₄]⁺X⁻,

то чем сильнее кислотный остаток Х⁻ удерживает катион Н⁺, тем труднее происходит прямой процесс и легче — обратный. Поэтому, чем меньше константа диссоциации кислоты, тем менее устойчива её аммонийная соль. Так, соль сильной кислоты HCl хлорид аммония NH₄Cl вполне стабилен при комнатной температуре, а соль слабой угольной кислоты в этих условиях заметно разлагается.

Аммониевые соли летучих кислот при нагревании разлагаются, выделяя газообразные продукты, которые при охлаждении вновь образуют соль:

NH₄Cl → NH₃ + HCl → NH₄Cl

Если соль образована нелетучей кислотой, то нагреванием можно удалить NH₃:

NH₄H₂PO₄ → Н₃PO₄ + NH₃

• Если анион соли аммония содержит атом-окислитель, то при её нагревании происходит реакция внутримолекулярного окисления-восстановления, например:

(NH₄)₂Cr₂O₇ → N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O

NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

Реакция для обнаружения аммония

Реакция для обнаружения аммония — выделение аммиака при действии едких щелочей на соли аммония:

NH₄CI + NaOH = NH₃ + H₂O + NaCI

Широко используется для спектрофотометрического количественного анализа также реакция с реактивом Несслера.

Свободный аммоний

При попытке получения в свободном виде аммоний распадается на аммиак и водород. Однако при определенных условиях возможно выделение очень нестабильного свободного аммония NH₄. Впервые он был получен при восстановлении раствора хлорида аммония амальгамой натрия в виде тестообразной массы, выделяющей водород и аммиак. В дальнейшем его удалось получить в жидком аммиаке. Если действовать NH₄I на синий раствор металлического натрия в жидком аммиаке, то он обесцвечивается вследствие реакции по схеме:

Na + NH₄I = NaI + NH₄.

Так как выделение водорода при этом не наблюдается и образовавшаяся бесцветная жидкость легко присоединяет иод (предположительно – по схеме: 2NH₄ + I₂ = 2NH₄I), весьма вероятно, что в ней содержится свободный радикал – NH₄. Заметное разложение последнего с выделением водорода начинает идти лишь выше минус 40 °C.^[3]

Существует также амальгама аммония. Последний в амальгаме значительно устойчивее, чем в свободном состоянии, и разлагается на аммиак и водород сравнительно медленно^[4].

Замещённые соединения аммония

Органические

Атомы водорода в аммонии могут быть замещены на органические радикалы. Существуют соединения одно-, двух-, трёх- и даже четырёхзамещённого аммония. Гидроксиды четырёхзамещённого аммония (например, гидроксид тетраметиламмония) могут быть выделены в свободном состоянии и являются намного более сильными щелочами, чем сам аммоний и его производные меньшей степени замещения.

Неорганические

Тетрафтораммоний [NF₄]⁺ представляет собой аммоний, все четыре атома водорода в котором замещены фтором. Тетрафтораммоний является одним из немногих соединений, в которых азот имеет степень окисления +5, является сильнейшим окислителем и устойчив только в соединении с комплексными фтористыми анионами, например, тетрафторборатом [BF₄]⁻.

См. также

• Аммониевые соединения
• Гидроксоний

Литература

• Некрасов Б. В. Основы общей химии. — 14-е изд. — М.: Госхимиздат, 1962. — 976 с.
• Аммоний, аммониум // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Примечания

From Wikipedia, the free encyclopedia

This article is about the ammonium ion. For its neutral conjugate base, see ammonia.

This article is about the molecular ion. For the ancient city, see Siwa Oasis.

Ammonium

Names
IUPAC name Ammonium ion
Systematic IUPAC name Azanium[1]
Identifiers
CAS Number	14798-03-9
3D model (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:28938
ChemSpider	218
MeSH	D000644
PubChem CID	16741146
UNII	54S68520I4
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID5043974
InChI InChI=1S/H3N/h1H3/p+1 Key: QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O InChI=1/H3N/h1H3/p+1 Key: QGZKDVFQNNGYKY-IKLDFBCSAZ
SMILES [NH4+]
Properties
Chemical formula	[NH4]+
Molar mass	18.039 g·mol−1
Acidity (pKa)	9.25
Conjugate base	Ammonia
Structure
Molecular shape	Tetrahedral
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa). Infobox references

The ammonium cation is a positively charged polyatomic ion with the chemical formula NH+4 or [NH₄]⁺. It is formed by the protonation of ammonia (NH₃). Ammonium is also a general name for positively charged (protonated) substituted amines and quaternary ammonium cations ([NR₄]⁺), where one or more hydrogen atoms are replaced by organic or other groups (indicated by R).

Acid–base properties[edit]

The ammonium ion is generated when ammonia, a weak base, reacts with Brønsted acids (proton donors):

H⁺ + NH₃ → [NH₄]⁺

The ammonium ion is mildly acidic, reacting with Brønsted bases to return to the uncharged ammonia molecule:

[NH₄]⁺ + B⁻ → HB + NH₃

Thus, the treatment of concentrated solutions of ammonium salts with a strong base gives ammonia. When ammonia is dissolved in water, a tiny amount of it converts to ammonium ions:

H₂O + NH₃ ⇌ OH⁻ + [NH₄]⁺

The degree to which ammonia forms the ammonium ion depends on the pH of the solution. If the pH is low, the equilibrium shifts to the right: more ammonia molecules are converted into ammonium ions. If the pH is high (the concentration of hydrogen ions is low and hydroxide ions is high), the equilibrium shifts to the left: the hydroxide ion abstracts a proton from the ammonium ion, generating ammonia.

Formation of ammonium compounds can also occur in the vapor phase; for example, when ammonia vapor comes in contact with hydrogen chloride vapor, a white cloud of ammonium chloride forms, which eventually settles out as a solid in a thin white layer on surfaces.

Salts[edit]

Ammonium cation is found in a variety of salts such as ammonium carbonate, ammonium chloride, and ammonium nitrate. Most simple ammonium salts are very soluble in water. An exception is ammonium hexachloroplatinate, the formation of which was once used as a test for ammonium. The ammonium salts of nitrate and especially perchlorate are highly explosive, in these cases, ammonium is the reducing agent.

In an unusual process, ammonium ions form an amalgam. Such species are prepared by the addition of sodium amalgam to a solution of ammonium chloride.^[2] This amalgam eventually decomposes to release ammonia and hydrogen.^[3]

To find whether the ammonium ion is present in the salt, first, the salt is heated in presence of alkali hydroxide releasing a gas with a characteristic smell which of course is ammonia.

[NH₄]⁺ + OH⁻ heat→ NH₃ + H₂O

To further confirm ammonia it passed through a glass rod dipped in an HCl solution (hydrochloric acid) creating white dense fumes of ammonium chloride.

NH₃(g) + HCl(aq) → [NH₄]Cl(s)

Ammonia when passed through CuSO₄ (copper(II) sulfate) solution turns from blue to deep blue color forming Schweizer’s reagent.

CuSO₄(aq) + 4 NH₃(aq) + 4 H₂O → [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂](OH)₂(aq) + H₂SO₄(aq)

Ammonia or ammonium ion when added to Nessler’s reagent gives a brown color precipitate known as the iodide of Million’s base in basic medium.

Ammonium ion when added to chloroplatinic acid gives a yellow precipitate of ammonium hexachloroplatinate(IV).

H₂[PtCl₆](aq) + [NH₄]⁺(aq) → [NH₄]₂[PtCl₆](s) + 2 H⁺

Ammonium ion when added to sodium cobaltinitrite gives a yellow precipitate of ammonium cobaltinitrite.

Na₃[Co(NO₂)₆](aq) + 3 [NH₄]⁺(aq) → [NH₄]₃[Co(NO₂)₆](s) + 3 Na⁺(aq)

Ammonium ion gives a white precipitate of ammonium bitartrate when added to potassium bitartrate.

KC₄H₅O₆(aq) + [NH₄]⁺(aq) → [NH₄]C₄H₅O₆(s) + K⁺(aq)

Structure and bonding[edit]

The lone electron pair on the nitrogen atom (N) in ammonia, represented as a line above the N, forms the bond with a proton (H⁺). After that, all four N–H bonds are equivalent, being polar covalent bonds. The ion has a tetrahedral structure and is isoelectronic with methane and the borohydride anion. In terms of size, the ammonium cation (r_ionic = 175 pm)^{[citation needed]} resembles the caesium cation (r_ionic = 183 pm).^{[citation needed]}

Organic ions[edit]

The hydrogen atoms in the ammonium ion can be substituted with an alkyl group or some other organic group to form a substituted ammonium ion (IUPAC nomenclature: aminium ion). Depending on the number of organic groups, the ammonium cation is called a primary, secondary, tertiary, or quaternary. Except the quaternary ammonium cations, the organic ammonium cations are weak acids.

An example of a reaction forming an ammonium ion is that between dimethylamine, (CH₃)₂NH, and an acid to give the dimethylammonium cation, [(CH₃)₂NH₂]⁺:

Quaternary ammonium cations have four organic groups attached to the nitrogen atom, they lack a hydrogen atom bonded to the nitrogen atom. These cations, such as the tetra-n-butylammonium cation, are sometimes used to replace sodium or potassium ions to increase the solubility of the associated anion in organic solvents. Primary, secondary, and tertiary ammonium salts serve the same function but are less lipophilic. They are also used as phase-transfer catalysts and surfactants.

An unusual class of organic ammonium salts is derivatives of amine radical cations, [•NR₃]⁺ such as tris(4-bromophenyl)ammoniumyl hexachloroantimonate.

Biology[edit]

Ammonium ions are a waste product of the metabolism of animals. In fish and aquatic invertebrates, it is excreted directly into the water. In mammals, sharks, and amphibians, it is converted in the urea cycle to urea, because urea is less toxic and can be stored more efficiently. In birds, reptiles, and terrestrial snails, metabolic ammonium is converted into uric acid, which is solid and can therefore be excreted with minimal water loss.^[4]

Ammonium is an important source of nitrogen for many plant species, especially those growing on hypoxic soils. However, it is also toxic to most crop species and is rarely applied as a sole nitrogen source.^[5]

Metal[edit]

The ammonium cation has very similar properties to the heavier alkali metals cations and is often considered a close equivalent.^[6][7][8] Ammonium is expected to behave as a metal ([NH₄]⁺ ions in a sea of electrons) at very high pressures, such as inside giant gas planets such as Uranus and Neptune.^[7][8]

Under normal conditions, ammonium does not exist as a pure metal but does as an amalgam (alloy with mercury).^[9]

See also[edit]

• Onium compounds
• Fluoronium, ([H₂F]⁺ and substituted derivatives)
• Oxonium ([R₃O]⁺, where R is typically hydrogen or organyl)
• Hydronium ([H₃O]⁺, the simplest oxonium ion)
• Quaternary ammonium cation ([NR₄]⁺, where R is organyl)
• Tetrafluoroammonium ([NF₄]⁺)
• Hydrazinium ([H₂N−NH₃]⁺ and substituted derivatives)
• Hydrazinediium ([H₃N−NH₃]²⁺ and substituted derivatives)
• Iminium ([H₂C=NH₂]⁺ and substituted derivatives)
• Diazonium ([H−N≡N]⁺ and substituted derivatives)
• Diazynediium ([H−N≡N−H]²⁺ and substituted derivatives)
• Aminodiazonium ([H₂N=N=N]⁺ ⇌ [H₂N−N≡N]⁺ and substituted derivatives)
• Hydroxylammonium ([HO−NH₃]⁺ and substituted derivatives)
• Ammonium transporter
• f-ratio
• Nitrification
• The Magnificent Possession (Isaac Asimov short story)
• Ammonium radical^(?) ([NH₄]^•)

References[edit]

Соли аммония

Соли аммония – это соли, состоящие из катиона аммония и аниона кислотного остатка.

Способы получения солей аммония

1. Соли аммония можно получить взаимодействием аммиака с кислотами. Реакции подробно описаны выше.

2. Соли аммония также получают в обменных реакциях между солями аммония и другими солями.

Например, хлорид аммония реагирует с нитратом серебра:

NH₄Cl + AgNO₃ → AgCl + NH₄NO₃

3. Средние соли аммония можно получить из кислых солей аммония. При добавлении аммиака кислая соль переходит в среднюю.

Например, гидрокарбонат аммония реагирует с аммиаком с образованием карбоната аммония:

NH₄НCO₃  +   NH₃   →   (NH₄)₂CO₃

Химические свойства солей аммония

1. Все соли аммония – сильные электролиты, почти полностью диссоциируют на ионы в водных растворах:

NH₄Cl   ⇄   NH₄⁺ + Cl^–

2. Соли аммония проявляют свойства обычных растворимых солей –вступают в реакции обмена с щелочами, кислотами и растворимыми солями, если в продуктах образуется газ, осадок или образуется слабый электролит.

Например, карбонат аммония  реагирует с соляной кислотой. При этом выделяется углекислый газ:

(NH₄)₂CO₃    +   2НCl →   2NH₄Cl + Н₂O + CO₂

Соли аммония реагируют с щелочами с образованием аммиака.

Например, хлорид аммония реагирует с гидроксидом калия:

NH₄Cl     +   KOH   →   KCl    +   NH₃   +   H₂O

(NH₄)₂CO₃    +   2KOH   →   K₂CO₃   +   2NH₃   +   2H₂O

(NH₄)₂SO₃    +   2KOH   →   K₂SO₃   +   2NH₃   +   2H₂O

(NH₄)₂SO₄    +   2KOH   →   K₂SO₄   +   2NH₃   +   2H₂O

(NH₄)₃PO₄    +   3KOH   →   K₃PO₄   +   3NH₃   +   3H₂O

NH₄NO₃     +   KOH   →   KNO₃   +   NH₃   +   H₂O

Взаимодействие с щелочами — качественная реакция на ионы аммония. Выделяющийся аммиак можно обнаружить по характерному резкому запаху и посинению лакмусовой бумажки.

3. Соли аммония подвергаются гидролизу по катиону, т.к. гидроксид аммония — слабое основание:

NH₄Cl   +    Н₂O    ↔   NH₃ ∙ H₂O   +   HCl

NH₄⁺     +     HOH    ↔   NH₃ ∙ H₂O      +   H⁺

4. При нагревании соли аммония разлагаются. При этом если соль не содержит анион-окислителя, то разложение проходит без изменения степени окисления атома азота. Так разлагаются хлорид, карбонат, сульфат, сульфид и фосфат аммония:

NH₄Cl   →    NH₃   +   HCl

NH₄HCO₃    →   NH₃   +   CO₂    +   H₂O

  (NH₄)₂SO₄    →   NH₄HSO₄   +  NH₃

NH₄HS  →   NH₃   +   H₂S

Если соль  содержит анион-окислитель, то разложение сопровождается  изменением степени окисления атома азота иона аммония. Так протекает разложение нитрата, нитрита и дихромата аммония:

NH₄NO₂   →   N₂    +    2H₂O  

190 – 245° C:

NH₄NO₃  →   N₂O   +   2H₂O

При температуре выше 300°C:

2NH₄NO₃    →   2N₂   +   O₂   +   4H₂O

Разложение бихромата аммония («вулканчик»). Оранжевые кристаллы дихромата аммония под действием горящей лучинки бурно реагируют. Дихромат аммония – особенная соль, в ее составе – окислитель и восстановитель. Поэтому «внутри» этой соли может пройти окислительно-восстановительная реакция (внутримолекулярная ОВР):

(NH₄)₂Cr₂O₇  →   Cr₂O₃    +   N₂   +   4H₂O

Окислитель –  хром (VI) превращается в хром (III), образуется зеленый оксид хрома. Восстановитель – азот, входящий в состав иона аммония, превращается в газообразный азот. Итак, дихромат аммония превращается в зеленый оксид хрома, газообразный азот и воду. Реакция начинается от горящей лучинки, но не прекращается, если лучинку убрать, а становится еще интенсивней, так как в процессе реакции выделяется теплота, и, начавшись от лучинки, процесс лавинообразно развивается. Оксид хрома (III) – очень твердое, тугоплавкое вещество зеленого цвета, его используют как абразив. Температура плавления – почти 2300 градусов.  Оксид хрома – очень устойчивое вещество, не растворяется даже в кислотах. Благодаря устойчивости и интенсивной окраске окись хрома используется при изготовлении масляных красок.

Видеоопыт разложения дихромата аммония можно посмотреть здесь.

Аммоний — полиатомный катион с химической формулой NH₄⁺. Аммоний с анионами образует соли аммония, аммониевые соединения, последние входят в большой класс ониевых соединений. Ион аммония NH₄⁺ является правильным тетраэдром с азотом в центре и атомами водорода в вершинах тетраэдра. Размер иона — 1, 43 Å.

Существует также короткоживущий свободный радикал аммония с формулой NH₄ .

Диссоциация солей аммония

При диссоциации солей аммония в водных растворах образуется катион аммония, например:

Свойства солей аммония

Большинство солей аммония — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и легко разлагающиеся при нагревании с выделением газов.

• Прочность солей аммония сильно различается. Чем сильнее кислота HX, тем более устойчива соль аммония. Так, соль сильной соляной кислоты хлорид аммония NH₄Cl вполне стабилен при комнатной температуре, а соль слабой угольной кислоты карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ в этих условиях заметно разлагается.

Аммониевые соли летучих кислот при нагревании разлагаются, выделяя газообразные продукты, которые при охлаждении вновь образуют соль:

Если соль образована нелетучей кислотой, то нагревание протекает с разложением аммонийной соли:

• Если анион соли аммония содержит атом-окислитель, то при её нагревании происходит реакция внутримолекулярного окисления-восстановления, например:

• Восстановительные свойства аммония используются во взрывчатых веществах, например аммоналах.

Реакция обнаружения аммония

Реакция для обнаружения аммония — выделение аммиака при действии едких щелочей на соли аммония:

Широко используется для спектрофотометрического количественного анализа также реакция с реактивом Несслера.

«Свободный аммоний»

При взаимодействии раствора хлорида аммония с амальгамой натрия образуется «амальгама аммония» — тестообразная масса, выделяющая водород и аммиак.

При действии NH₄I на синий раствор металлического натрия в жидком аммиаке наблюдается обесцвечивание, которое может быть интерпретировано как образование «свободного аммония»:

Заметное разложение этого раствора с выделением водорода идет при температурах выше −40 °C, образовавшаяся бесцветная жидкость легко присоединяет иод (предположительно — по схеме:

однако существование свободного радикала NH₄ в этом случае сомнительно, в 1960-х годах предполагалось, что в этом растворе присутствуют сольватированные аммиаком атомы водорода H•NH₃.

Замещённые соединения аммония

Органические

Атомы водорода в аммонии могут быть замещены на органические радикалы. Существуют соединения одно-, двух-, трёх- и даже четырёхзамещённого аммония. Гидроксиды четырёхзамещённого аммония (например, гидроксид тетраметиламмония) могут быть выделены в свободном состоянии и являются намного более сильными щелочами, чем сам аммоний и его производные меньшей степени замещения.

Неорганические

Тетрафтораммоний [NF₄]⁺ представляет собой аммоний, все четыре атома водорода в котором замещены фтором. Тетрафтораммоний является одним из немногих соединений, в которых азот имеет степень окисления +5, является сильнейшим окислителем и устойчив только в соединении с комплексными фтористыми анионами, например, тетрафторборатом [BF₄]⁻.