सबसे महत्वपूर्ण नाइट्रोजन यौगिकों में से एक अमोनिया है। अपने भौतिक गुणों के अनुसार, यह एक तेज, घुटन वाली गंध वाली रंगहीन गैस है (यह अमोनियम हाइड्रॉक्साइड NH₃·H₂O के जलीय घोल की गंध है)। गैस पानी में अत्यधिक घुलनशील है। जलीय घोल में, अमोनियम एक कमजोर आधार है। यह रासायनिक उद्योग के सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों में से एक है।
NH₃ एक अच्छा रेड्यूसर है, क्योंकि अमोनियम अणु में नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था सबसे कम -3 होती है। अमोनिया की कई विशेषताएं नाइट्रोजन परमाणु में एकल इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी द्वारा निर्धारित की जाती हैं - अमोनिया के साथ अतिरिक्त प्रतिक्रियाएं इसकी उपस्थिति के कारण होती हैं (यह एकल जोड़ी प्रोटॉन एच⁺ की मुक्त कक्षा में स्थित है)।
अमोनिया कैसे प्राप्त करें
अमोनिया प्राप्त करने के दो मुख्य व्यावहारिक तरीके हैं: एक प्रयोगशाला में, दूसरा उद्योग में।
उद्योग में अमोनिया के उत्पादन पर विचार करें। आणविक नाइट्रोजन और हाइड्रोजन की परस्पर क्रिया: N₂ + 2H₂=2NH₃(प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया)। अमोनिया प्राप्त करने की इस विधि को हैबर अभिक्रिया कहते हैं। आणविक नाइट्रोजन और हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया के लिए, उन्हें 500 C या 932 F तक गर्म किया जाना चाहिए, 25-30 का MPA दबाव बनाया जाना चाहिए। झरझरा लोहा उत्प्रेरक के रूप में मौजूद होना चाहिए।
प्रयोगशाला में प्राप्त करना अमोनियम क्लोराइड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के बीच एक प्रतिक्रिया है: CA(OH)₂ + 2NH₄Cl=CaCl₂ + 2NH₄OH (चूंकि NH₄OH एक बहुत ही कमजोर यौगिक है, यह तुरंत गैसीय अमोनिया और पानी में विघटित हो जाता है: NH₄OH=एनएच₃ + एच₂ओ)।
अमोनिया ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया
वे नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ आगे बढ़ते हैं। चूंकि अमोनिया एक अच्छा रेड्यूसर है, इसका उपयोग भारी धातुओं को उनके ऑक्साइड से कम करने के लिए किया जा सकता है।
धातु अपचयन: 2NH₃ + 3CuO=3Cu + N₂ + 3H₂O (जब कॉपर (II) ऑक्साइड को अमोनिया की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो लाल कॉपर धातु घट जाती है)।
मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों (उदाहरण के लिए, हैलोजन) की उपस्थिति में अमोनिया का ऑक्सीकरण समीकरण के अनुसार होता है: 2NH₃ + 3Cl₂=N₂ + 6HCl (इस रेडॉक्स प्रतिक्रिया को गर्म करने की आवश्यकता होती है)। एक क्षारीय माध्यम में अमोनिया पर पोटेशियम परमैंगनेट के संपर्क में आने पर, आणविक नाइट्रोजन, पोटेशियम परमैंगनेट और पानी का निर्माण देखा जाता है: 2NH₃ + 6KMnO₄ + 6KOH=6K₂MnO₄ + N₂ + 6H₂O।
जब (1200 डिग्री सेल्सियस या 2192 F तक) तीव्रता से गर्म किया जाता है, अमोनिया सरल पदार्थों में विघटित हो सकता है: 2एनएच₃=एन₂ + 3एच₂। 1000 oC या 1832 पर अमोनिया मीथेन CH4: 2CH₄ + 2NH₃ + 3O₂=2HCN + 6H₂O (हाइड्रोसायनिक एसिड और पानी) के साथ प्रतिक्रिया करता है। सोडियम हाइपोक्लोराइट के साथ अमोनिया का ऑक्सीकरण करके, हाइड्राज़िन H₂X₄ कर सकते हैंप्राप्त करें: 2NH3 + NaOCl=N2H4 + NaCl + H 2ओ
अमोनिया का दहन और ऑक्सीजन के साथ इसका उत्प्रेरक ऑक्सीकरण
ऑक्सीजन के साथ अमोनिया के ऑक्सीकरण की कुछ विशेषताएं हैं। ऑक्सीकरण के दो अलग-अलग प्रकार हैं: उत्प्रेरक (उत्प्रेरक के साथ), तेज (जलने वाला)।
जलते समय, एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया होती है, जिसके उत्पाद आणविक नाइट्रोजन और पानी होते हैं: 4NH3 + 2O2=2N2 + 6H2O अमोनिया का स्व-प्रज्वलन)। ऑक्सीजन के साथ उत्प्रेरक ऑक्सीकरण भी गर्म होने पर होता है (लगभग 800 C या 1472 ᵒF), लेकिन प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक अलग है: 4NH₃ + 5O₂=4NO + 6H₂O (प्लैटिनम या लोहे, मैंगनीज, क्रोमियम या कोबाल्ट के ऑक्साइड की उपस्थिति में) एक उत्प्रेरक, ऑक्सीकरण उत्पाद ऑक्साइड नाइट्रोजन (II) और पानी हैं)।
ऑक्सीजन के साथ अमोनिया के सजातीय ऑक्सीकरण पर विचार करें। अमोनिया गैस खंड का अनियंत्रित नीरस ऑक्सीकरण अपेक्षाकृत धीमी प्रतिक्रिया है। यह विस्तार से नहीं बताया गया है, लेकिन 25 डिग्री सेल्सियस पर अमोनिया-वायु मिश्रण की निचली ज्वलनशीलता सीमा 1-10 बार की दबाव सीमा में लगभग 15% है और गैस मिश्रण का प्रारंभिक तापमान बढ़ने पर घट जाती है।
यदि CNH~ एक मिश्रित तापमान (OC) के साथ वायु-अमोनिया मिश्रण में NH3 का मोल अंश है, तो डेटा CNH=0.15-0 से यह निम्नानुसार है कि ज्वलनशीलता की सीमा कम है। इसलिए, निचली सीमा से कम सुरक्षा के पर्याप्त मार्जिन के साथ काम करना उचित हैज्वलनशीलता, एक नियम के रूप में, अमोनिया को हवा में मिलाने के आंकड़े अक्सर सही नहीं होते हैं।
रासायनिक गुण
अमोनिया के नाइट्रिक ऑक्साइड के संपर्क ऑक्सीकरण पर विचार करें। नाइट्रोजन ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिना अमोनिया के साथ विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाएं:
- पानी के साथ प्रतिक्रिया: NH₃ + H₂O=NH₄OH=NH₄⁺ + he⁻ (प्रतिक्रिया उत्क्रमणीय है क्योंकि अमोनियम हाइड्रॉक्साइड NH₄OH एक अस्थिर यौगिक है)।
- अम्लीय और अम्लीय लवण बनाने के लिए एसिड के साथ प्रतिक्रिया: NH₃ + HCl=NH₄Cl (सामान्य अमोनियम क्लोराइड नमक बनता है); 2NH₃ + H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄।
- भारी धातुओं के लवण के साथ अभिक्रिया से संकुल बनता है: 2NH₃ + AgCl=[Ag(NH₃)₂]Cl (जटिल सिल्वर यौगिक (I) डायमाइन क्लोराइड बनता है)।
- हेलोऐल्केन के साथ अभिक्रिया: NH3 + CH3Cl=[CH3NH3]Cl (मिथाइलअमोनियम हाइड्रोक्लोराइड रूप प्रतिस्थापित अमोनियम आयन NH4=हैं)।
- क्षार धातुओं के साथ प्रतिक्रिया: 2NH₃ + 2K=2KNH₂ + H₂ (KNH₂ के बीच पोटेशियम बनाता है; नाइट्रोजन ऑक्सीकरण अवस्था को नहीं बदलता है, हालांकि प्रतिक्रिया रेडॉक्स है)। ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिना ज्यादातर मामलों में जोड़ प्रतिक्रियाएं होती हैं (उपरोक्त सभी, अंतिम को छोड़कर, इस प्रकार से वर्गीकृत होते हैं)।
निष्कर्ष
अमोनिया एक लोकप्रिय पदार्थ है जो उद्योग में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। आज यह हमारे जीवन में एक विशेष स्थान रखता है,चूंकि हम इसके अधिकांश उत्पादों का प्रतिदिन उपयोग करते हैं। यह लेख उन कई लोगों के लिए उपयोगी होगा जो हमारे आस-पास के बारे में जानना चाहते हैं।
