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第二节 氨 铵盐

作者:未知来源:中央电教馆时间:2006/4/26 22:23:06阅读:nyq
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关于氨气的还原性

   氨分子中,氮原子与氢原子间的共用电子对均偏向于氮原子,故在氨中,氮元素显-3(最低价),在适当条件下氨与氧化剂相遇,可以发生氧化还原反应,而使氮元素化合价升高,如氨在纯氧中可以燃烧,生成氮气和水。

氨也可以与氯气反应(因氯气是一种较强的氧化剂)

  应当指出,氨遇到的氧化剂不同,反应条件不同,氨中氮元素化合价升高的价态亦是不同的。
  
理解了上述内容,回答相应的涉及化工生产的实际问题,就往往不会发生多大困难。例如,生产氯气的工厂里,人们常用浓氨水来检查生产设备和管道是否漏气,若有白烟,则说明已泄漏氯气,这是什么道理?这应从氨气和氯气两方面考虑,氨气有碱性、还原性。氯气有较强氧化性,两者相遇,有可能发生氧化还原反应。另外题中给出信息白烟是什么物质,当然很易考虑得出是 小颗粒。这可由 气体直接化合而生成,这里 必定由 反应而生成的。这样,问题就迎刃而解了。即:
根据

可表明:若有白烟,设备即漏氯。
  以上反应,也可以合并写成如下反应式:

                                 


关于铵盐受热分解
 

  铵盐受热都易分解,其中以氯化铵较为简单,其他铵盐分解情况比较复杂,如硫酸铵在100℃时,有氨和硫酸氢铵生成,强热时则有 生成(即发生了一系列氧化还原反应):硝酸铵受热时,在不同温度下有不同产物,有 等。硝酸铵在一定条件下(如有可燃物存在或受撞击时)会发生爆炸,其反应式可写作

  因此,若将硝酸铵加热,必须十分小心,使用药品要纯,且用量宜少,否则易出事故。


氯化铵的妙用——防火布

  如果将一块普通的棉布浸在氯化铵的饱和溶液中,片刻之后,取出晾千就成防火布了。将这块经过氯化铵浸泡处理的布用火柴点,不但点不着,而且还冒出白色的烟雾。你知道,这是为什么吗?
  
原来,经过这种化学处理的棉布(防火布)的表面附满了氯化铵的晶体颗粒,氯化铵这种化学物质的热稳定性很差,受热后会发生分解,分解出两种不能燃烧的气体,一种是氨气,另一种是氯化氢气体。

  这两种气体把棉布与空气隔绝起来,棉布在没有氧气的条件下当然就不能燃烧了。当这两种气体保护棉布不被火烧的同时,它们又在空气中相遇,重新化合而成氯化铵小晶体,这些小晶体分布在空气中,就象白烟一样。实际上,氯化铵这种化学物质是很好的防火能手,戏院里的舞台布景、舰艇上的木料等,都经常用氯化铵处理,以求达到防火的目的。

寻找新路


  由于以氮气与氧气为原料生产硝酸需要消耗大量的电能,因而使这种方法的推广受到了极大的限制,于是科学家们又开始寻求新的固定氮的途径,许多新的固定氮的方法应运而生。但是影响最大,而至今还为人们广泛采用的是氮气与氢气合成氨的方法。
我们从氮气的性质实验(氮气和氢气在实验室合成氨)中看来,好象氮和氢很容易合成氨。其实在一个较长的历史时期里,它曾经是一个很难的科研项目。从1795年希尔德布兰德进行第一次实验开始,到1913年德国第一个合成氨工厂建成为止,用了将近一百多年的时间,经历过无数次的失败。
  当时在合成氨工业的研究上,遇到了三个问题:一是提高原料气的利用率,二是寻找既有高效而又价廉物美的催化剂,三是提高合成塔设备的强度和耐用能力。
由于勒夏特列化学平衡移动原理的提出,给科学家们的研究指出了方向:科学家们认识到:氮一氢间的反应是可逆的,增加压力会将平衡推向生成氨的方向移动,但是温度过低又使化学反映速度减少;而催化剂对获得有实际价值的反应速度则是一个主要的手段。
  德国化学家哈伯经历了许多次失败后,终于在1909年用锇作催化剂,利用氮和氢合成氨,可使氨的浓度达6%。这是合成氨由实验室走向工业化生产,取得了实质性的突破。
  氮一氢混和气在高温、高压及催化剂条件下,一次通过反应器时,其转化率总是低的。同年,哈伯又提出了原料气循环使用的设想,成功地解决了这一问题。这一工艺流程立即为一家德国巴登苯胺纯碱公司所采用。
  与此同时,该公司的研究人员又经过两万多次实验终于寻找到了高效、价廉的铁催化剂。从而在1910年建成第一个中间试验工厂,可惜它的碳素钢合成塔只用80个小时就报废了。因为碳素钢虽然能耐高压,但是高温时却不能耐用。于是设备又成了合成氨工业发展的重大课外。直到1913年才克服重重困难;在德国巴登苯胺纯碱公司建成第一个合成氨厂。产量很快达到日产30吨水平,从而开创了一个合成氨工业的新局面。

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