Азот
2 NH3 + Cl2 = NH4Cl + NH2Cl,
если исходные газы достаточно разбавлены азотом. По строению молекулы хлорамин подобен аммиаку. Он хорошо растворим в воде, но его основные свойства выражены у него крайне слабо (К = 1·10-15). Несколько сильнее выражены кислотные свойства хлорамина.
В растворе NH2Cl подвергается гидролизу по схеме:
NH2Cl + H2O Û NH3 + HOCl,
чем и обусловлены характерные для него окислительные свойства. При хранении водных растворов происходит постепенное разложение хлорамина вследствие различных вторичных реакций. Некоторые его органические производные применяются в медицине, для стерилизации воды и дегазации (уничтожения отравляющих веществ).
Продуктом замещения одного из водородов аммиака на гидроксильную группу является гидроксиламин
(NH2OH). Он образуется при электролизе азотной кислоты (с ртутным или свинцовым катодом) в результате восстановления HNO3 по схеме:
HNO3 + 6 H ® 2 H2O + NH2OH.
Гидроксиламин представляет собой бесцветные кристаллы. Используется он главным образом как сильный восстановитель (окисляется до N2 или N2O).
Под уменьшенным давлением гидроксиламин (т. пл. 33 °С) может быть перегнан без разложения (т. кип. 58 °С при 22 мм рт. ст.), тогда как при нагревании выше 100 °С он разлагается (часто со взрывом). Постепенно разлагается он и при обычных условиях.
Расплавленный NH2OH является хорошим растворителем некоторых солей. С водой он образует гидрат гидроксиламина (NH2OH·H2O), характеризующийся слабо выраженными основными свойствами (К = 2·10-8). В сочетании с дымящей HNO3 соединение это иногда используется как реактивное топливо. С кислотами гидроксиламин даёт соли, из которых легкорастворимая хлористая — NH2OH·HCl (т. пл. 151 °С) — является обычным препаратом, поступающим в продажу, а малорастворимая фосфорнокислая соль (3NH2OH·H3PO4) может быть использована (путём нагревания её под уменьшенным давлением) для получения безводного NH2OH.
Разбавленные водные растворы солей гидроксиламина довольно устойчивы, тогда как крепкие быстро разлагаются (особенно в присутствии щелочей) с образованием NH3, N2 и N2O. Такой распад сильно ускоряется в присутствии платиновой черни. Окислители обычно переводят гидроксиламин либо в N2O, либо в N2, например по реакции:
6 NH2OH + 4 HNO3 = 3 N2O + 4 NO + 11 H2O или
2 NH2OH + HOCl = N2 + HCl + 3 H2O.
Для гидроксиламина довольно характерна и окислительная функция. Например, он способен окислять Fe(OH)2 до Fe(OH)3, H2SO3 до H2SO4 и т. д. Эта окислительная функция более выражена в кислой среде, тогда как наиболее характерная для гидроксиламина восстановительная — в щелочной. Иногда изменение характера среды полностью меняет поведение гидроксиламина. Так, в уксуснокислой среде он восстанавливает I2 до HI, а в сильно солянокислой — окисляет HI до I2.
Подобно замещению водорода, реакции окисления для аммиака сравнительно малохарактерны. На воздухе он не горит, но, подожжённый в атмосфере кислорода, сгорает жёлтым пламенем с образованием азота и водяного пара:
4 NH3 + 3 O2 = 6 H2O + 2 N2 + 1267 кДж.
Хлор и бром энергично реагирует с аммиаком по схеме:
2 NH3 + 3 Г2 = 6 НГ + N2
Так же окисляют они аммиак и в растворе. По отношению к большинству других окислителей NH3 при обычных условиях устойчив.
Наиболее важным продуктом частичного окисления аммиака является гидразин
(N2H4), образующийся по реакции:
2 NH3 + NaOCl = H2O + N2H4 + NaCl.
Хороший выход гидразина при его получении может быть достигнут в присутствии некоторых органических веществ. Обычно в реакционную смесь вводят 0,2% желатина. Сама реакция идёт в две стадии по уравнениям:
NH3 + NaOCl = NaOH + NH2Cl (быстрая реакция) и
NH2Cl + NH3 + NaOH = H2O + NaCl + N2H4 (медленная реакция),
причём роль желатина сводится к предотвращению вредной побочной реакции
2 NH2Cl + N2H4 = N2 + 2 NH4Cl.
Такой ход процесса подтверждает возможность получения солянокислого гидразана прямым взаимодействием хлорамина с аммиаком:
NH2Cl + NH3 = N2H4·HCl.
Гидразин частично образуется также при освещении струи аммиака лучами ртутной кварцевой лампы.
Смотрите также
Система удобрений
Под системой
удобрений понимают комплекс агротехнических и организационных мероприятий,
связанных с применением удобрений и направленное на увеличение урожайности
возделываемых культур и п ...
Синтез нитрокарбоновой кислоты адамантана
...
Химия цвета
...