高校化学で扱うアンモニアの性質と製法

アンモニア(NH3)は窒素をふくむ低分子の物質。常温で刺激臭のする気体で、空気より軽く、水に溶けやすく、水溶液は塩基性をしめす。

アンモニアの性質

・無色、刺激臭、空気より軽い ・上方置換で捕集 ・水に溶けやすく塩基性 ・水溶液では一部がイオン化

アンモニアは上方置換で集める。また水に溶けると

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-

の反応によってアンモニウムイオンと水酸化物イオンが生じるため、水溶液は塩基性をしめす。ただし水酸化ナトリウムのように完全にイオン化するわけではなく、弱塩基性である。

アンモニウムイオンはネスラー試薬で検出する。アンモニウムイオンをふくむ水溶液にネスラー試薬を少量加えると茶色の沈殿ができる。

アンモニアと金属

アンモニアは錯イオンの配位子になる。錯イオンとは金属イオンにアンモニアなどの分子や水酸化物イオンなどのイオンが結合したイオンで、その結合方法を配位結合という。配位結合は、アンモニアの非共有電子対を金属イオンとアンモニアで共有する結合である。

アンモニアが配位結合する金属イオンは次のとおり。

Zn2+ Ag+ Cu2+ Ni2+ Co2+ Co3+

アンモニアの乾燥剤

気体を捕集するときに乾燥剤をしばしば使う。乾燥剤の種類と乾燥に適さない気体まとめ(十酸化四リンやソーダ石灰など)にあるように、アンモニアの乾燥において十酸化四リン塩化カルシウムは使用厳禁。

塩化カルシウムとアンモニアは特殊な形で反応してしまう。

アンモニアの製法と化学反応

アンモニアの製造はハーバー・ボッシュ法または塩化アンモニウムと水酸化カルシウムの反応によってつくる。

ハーバー・ボッシュ法 N2 + 3H2 → 2NH3

塩化アンモニウム+水酸化カルシウム 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O