الدرس: 7-3-5 بعض مركبات النتروجين

1. غاز الأمونيا (NH3):

هو أحد المركبات المهمة للنيتروجين والهيدروجين ويحضر مختبرياً وصناعياً.

وجوده:

• يتشكل في الطبيعة من تحلل أجسام الحيوانات والنباتات بعد موتها.
• توجد الأمونيا في التربة على هيئة أملاح الأمونيوم.

تحضير غاز الأمونيا مختبرياً:

1. وضح مع رسم الجهاز وكتابة المعادلة الكيميائية طريقة تحضير الأمونيا مختبرياً؟

يحضر بتسخين ملح كلوريد الأمونيوم بلطف مع هيدروكسيد الكالسيوم ويجمع غاز الأمونيا الناتج بالإزاحة السفلية للهواء بعد أن يمرر على عمود يحوي أوكسيد الكالسيوم (CaO) للتخلص من الرطوبة المصاحبة للغاز.

كما في المعادلة:

null.

2. علل: يجمع غاز الأمونيا بالإزاحة السفلية للهواء عند تحضيره مختبرياً؟

لأنه أخف من الهواء.

تحضير غاز الأمونيا صناعياً:

3. كيف تحضر (تنتج) الأمونيا صناعياً؟

تنتج الأمونياً صناعياً بكميات كبيرة بطريقة هابر والتي تتضمن الاتحاد المباشر لغاز النيتروجين مع الهيدروجين وباستخدام التسخين مع ضغط عالي وبوجود عامل مساعد.

معادلة التحضير:

null.

خواص غاز الأمونيا:

4. ما هي الخواص الفيزيائية لغاز الأمونيا؟

• غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذه ولاذعة يؤدي استنشاقه إلى تدمع العين.
• أخف من الهواء.
• كثير الذوبان في الماء ويعرف محلوله المائي بماء الأمونيا (هيدروكسيد الأمونيوم NH₄OH).
• عند تسخين محلوله المائي أو تركه معرضاً للجو فإنه يفقد غاز الأمونيا.
• يمكن إسالة الأمونيا بسهولة عند درجة حرارة الغرفة بتسليط ضغط مقداره atm 10-8.
• لسائل الأمونيا درجة غليان مقدارها (33.5C-) تحت الضغط الجوي الاعتيادي وله حرارة تبخر كامنة عالية فيمتص الحرارة من الماء وبالتالي يتجمد الماء.

5. علل: يستعمل سائل الأمونيا في مصانع إنتاج الثلج؟

لغرض التبريد حيث أن لسائل الأمونيا حرارة تبخر كامنة عالية فيمتص الحرارة من الماء وبالتالي يتجمد الماء.

6. كيف تبرهن على قابلية الذوبان العالية لغاز الأمونيا في الماء؟ موضحاً إجابتك برسم الجهاز المناسب؟ اشرح تجربة النافورة؟

يمكن البرهنة بتجربة النافورة باستخدام جهاز يتألف الجهاز من كأس مملوءة إلى نصفها بالماء، وتحتوي قطرتين من محلول دليل الفينولفثالين ودورق دائري القطر مجهز بسداد مطاطي ذي ثقبين يخترق أحدهما أنبوب زجاجي طويل يمتد حتى قعر الدورق ويخترق الفتحة الثانية أنبوب قطارة، نملأ الدورق بغاز الأمونيا الجاف ونقلبه فوق كأس الماء ثم ندخل بوساطة القطارة بضع قطرات من الماء المحتوي على دليل الفينولفثالين العديم اللون وحين يصبح الغاز بتماس مع الماء يذوب فيه فيتخلخل الضغط داخل الدورق ليدفع الماء من الكأس إلى الدورق بشكل نافورة ويتلون المحلول بلون أحمر وردي بسبب قاعديته (محلول الأمونيا ذو فعل قاعدي).

7. يندفع الماء من الكأس إلى الدورق في تجربة نافورة غاز الأمونيا؟

بسبب ذوبان غاز الأمونيا NH₃ داخل الدورق في الماء فيتخلخل الضغط داخل الدورق ليندفع الماء من الكأس إلى الدورق بشكل نافورة.

الخواص الكيميائية لغاز الأمونيا:

• يعتبر جزيء الأمونيا ثابتاً كيميائياً ومع ذلك يتفكك لينتج النيتروجين والهيدروجين عند تمرير الغاز على سطح فلزي ساخن أو تمرير شرارة كهربائية خلال الغاز.
• غاز قابل للاشتعال في جو من الأوكسجين.
• إن محلول الأمونيا يحول لون ورقة زهرة الشمس الحمراء إلى اللون الأزرق.
• يتفاعل غاز الأمونيا مع غاز كلوريد الهيدروجين فينتج غاز كلوريد الأمونيوم.

8. كيف يمكن الكشف عن غاز الأمونيا؟

يمكن الكشف عن الأمونيا والتأكد من وجودها عند اتحادها مع غاز كلوريد الهيدروجين حيث ينتج أبخرة بيضاء كثيفة نتيجة لتكون غاز كلوريد الأمونيوم:

2. حامض النتريك HNO:

1. وضح مع رسم الجهاز وكتابة المعادلة الكيميائية طريقة تحضير حامض النتريك HNO مختبرياً؟

يحضر هذا الحامض عادة بتسخين مزيج مكون من ملح نترات البوتاسيوم مع حامض الكبريتيك المركز في معوجة زجاجية، ويكثف بخار حامض النتريك الناتج من التفاعل في حامض التشريك وعاء استقبال مبرد بالماء الشكل (7 – 6) ويمكن التعبير عن معادلة التفاعل بما يأتي null.

2. كيف يحضر حامض النتريك صناعياً معززاً إجابتك برسم الجهاز؟

يمكن تحضيره صناعياً بكميات تجارية بطريقة أوستولد والتي يتم فيها أكسدة الأمونيا بالهواء بوجود البلاتين كعامل مساعد.

3. ما هي خواص حامض النتريك؟

• النقي عديم اللون وتنبعث منه أبخرة ذات رائحة نفاذة.
• الغير نقي (أو الحامض بعد تركه لفترة من الزمن) يكون لونه أصفر.
• تام الإذابة في الماء ليكون مزيج معه.
• يغلي عند درجة حرارة (120.5c).