7 Fatti su NH3 + H2O: con diversi elementi di reazione

NH3 è la formula chimica dell'ammoniaca e H2O è la formula chimica dell'acqua. NH3 + H2O è la reazione di idrolisi all'interno di ammoniaca e acqua.

L'ammoniaca è il composto presente in natura o può essere prodotto artificialmente nei laboratori. È un gas trasparente senza colore e ha un forte odore pungente. L'ammoniaca gassosa può essere miscibile con l'acqua ed essendo ammoniaca liquida, anche l'ammoniaca liquida può evaporare in gas quando è aperta all'aria. Qui stiamo discutendo della reazione NH3 + H2O e dei suoi fatti.

La molecola di ammoniaca è composta da due elementi un atomo di azoto centrale e tre atomi di idrogeno legati ad esso con un singolo legame covalente NH. L'ammoniaca viene utilizzata in vari processi domestici e industriali, viene anche utilizzata come refrigerante e fertilizzante nell'industria agricola. È la fonte di base di azoto per varie piante e alberi.

Cosa succede quando l'NH3 reagisce con H2O?

Quando molecola di ammoniaca si dissolve in acqua si ha la conversione dell'ammoniaca gassosa in ammoniaca liquida acquosa. Inoltre, quando l'ammoniaca liquida viene ulteriormente dissolta in acqua, può formare idrossido di ammonio acquoso, che si ionizza ulteriormente in ione ammonio acquoso e ione idrossido acquoso.

Il gas di ammoniaca è facilmente miscibile con l'acqua. La sua solubilità in acqua piuttosto elevata è supportata dai legami idrogeno formati tra l'acqua e le molecole di ammoniaca. Quando l'ammoniaca si scioglie in acqua si forma un prodotto basico. Se si aggiunge una piccola quantità di ammoniaca all'acqua, si formerà idrossido di ammonio che si dissocia ulteriormente in ione ammonio (NH4+) e ione idrossido (OH-).

NH₃ (g) ⇔NH₃ (Aq)

NH₃ (ac) + H₂O (l) ⇔ NH₄OH (acq)

NH₄OH (aq) ⇔ NH₄(aq) + OH(aq)

Che tipo di reazione è NH3 + H2O?

La reazione dell'acqua con qualsiasi composto chimico è la reazione di idrolisi. Quando una qualsiasi sostanza di molecola o composto chimico viene aggiunta all'acqua, se diventa miscibile, forma un legame idrogeno con la molecola d'acqua. Il legame idrogeno è un legame debole che può rompersi facilmente e formare ioni H+ e OH-.

Anche in questa reazione ci sono più reagenti ma il prodotto è uno solo. Significa che ci sono due reagenti, cioè l'ammoniaca (NH3) e l'acqua (H2O), ma il prodotto è solo uno, cioè l'idrossido di ammonio (NH4OH). Quindi, questa reazione può anche essere considerata come reazione di sintesi o reazione di combinazione chimica, perché ci sono molti reagenti ma un solo prodotto nella reazione.

Come bilanciare NH3 + H2O?

Per bilanciare qualsiasi equazione chimica dobbiamo seguire alcuni passaggi. Per bilanciare l'equazione NH3 + H2O = NH4OH usiamo il metodo algebrico.

Passaggio - 1 Etichettare ogni molecola di reazione NH3 + H2O con alcune variabili

Per prima cosa dobbiamo etichettare ogni composto della reazione NH3 + H2O con alcune variabili come A, B, C, ecc. Etichettare tutti i reagenti ie NH3 e H2O e il prodotto ie NH4OH dell'equazione con variabili A, BC per denotare coefficienti sconosciuti.

(A) NH₃ + (B) H₂O = (C) NH₄OH

Passo - 2 Crea un sistema o uno schema di equazioni

Basta fare l'equazione di ciascuno elementi o atomi disponibili nella reazione NH3 + H2O come atomi di azoto, idrogeno e ossigeno (N, H, O) in quanto ogni termine o simbolo indicava il numero di atomi o elementi presenti in tutti i reagenti e prodotti.

N=1A+0B=1C

H=3A+2B=5C

O=0A+1B=1C

Passaggio – 3 Risolvi o calcola tutte le variabili utilizzando alcune equazioni

Risolvi o calcola ogni variabile utilizzando alcune possibili tecniche o metodi come la calcolatrice grafica o l'eliminazione di Gauss per risolvere ogni variabile come N, H e O

• 1. Utilizzando il metodo di eliminazione o sostituzione di Gauss

1A–1C=0

3A+2B–5C=0

1B–1C=0

• 2. Utilizzando il metodo calcolatrice o calcolatrice grafica

Qui, usa la funzione Rref() nella calcolatrice per convertire la seguente matrice in una forma di basso livello ridotta a icona:

(1 0 -1 0)

(3 2 -5 0)

(3 1 -1 0)

(1 1 -1 5)

Nel mezzo successivo l'ultima colonna dovrebbe contenere le risposte per tutti i coefficienti della reazione NH3 + H2O.

Quindi i risultati mostrano con gli standard interi bassi o interi della variabile o dei composti di NH3 + Reazione H2O.

A = 1(NH3)

B = 1(H2O)

C = 1(NH4OH)

Passo - 4 Nell'ultimo passaggio, aggiungi i coefficienti e conferma i risultati della reazione NH3 + H2O.

1NH₃ + 1H₂O = 1 NH₄OH

Atomi LHS RHS

N 1 1

H 5 5

O 1 1

(Dove, LHS = lato sinistro, RHS = lato destro)

Pertanto, c'è un numero simile di tutti gli atomi (N, H e O) è disponibile nei reagenti e nei prodotti dell'equazione NH₃ + H₂O = NH₄OH, quindi l'equazione è bilanciata.

Che tipo di reazione sono NH3 e H2O?

Quando l'ammoniaca reagisce con l'acqua, NH3 aumenta la concentrazione di ioni idrossido (OH-) nella soluzione. L'ammoniaca non è completamente dissolta nell'acqua. La maggior parte delle molecole di NH3 si presentano come nella soluzione. Quindi crea meno ioni OH- reagendo con l'acqua.

In Reazione NH3 + H2O, NH3 si comporta come un acido bronstead e H2O si comporta come una base. L'ammoniaca è un accettore di ioni H+ quindi si comporta come un acido bronstead e l'acqua è un donatore di ioni H+ quindi si comporta come una base bronstead. Quindi l'ammoniaca è un acido debole quindi non si dissocia completamente in acqua.

Equazione ionica netta NH3 + H2O?

L'equazione ionica netta della reazione NH3 + H2O è mostrata come segue:

NH₃ (ac) + H₂O(l) ⇔ NH₄⁺+ OH^- (Aq)

Qui, l'ammoniaca (NH3) non si dissocia completamente nell'acqua, quindi crea molto meno ioni OH- nella soluzione e la maggior parte delle molecole di NH3 rimangono in quella soluzione.

Forze intermolecolari NH3 e H2O

NH3 – Nella molecola NH3, l'atomo N centrale appartiene alla famiglia dei tre elementi che possono formare legami idrogeno quando si attacca direttamente all'atomo H. Così ha forte forze intermolecolari all'interno delle molecole di ammoniaca e acqua in quanto possono formare legami idrogeno. Quindi, sia l'ammoniaca che l'acqua hanno punti di ebollizione più elevati.

Come bilanciare Zn+NO3+OH=ZnO2+NH3+H2O?

Passaggio - 1 Scrivi l'equazione sbilanciata o scheletrica e per buoni risultati la reazione dovrebbe essere in forma ionica 

NO₃^- +Zn+OH^- → NH₃ + ZnO₂^2- + H₂O

Passo - 2 Separare le mezze reazioni. Nella reazione redox, separare sia la reazione di ossidazione che quella di riduzione.

• Indica il numero di ossidazione di ogni atomo nell'equazione.

  N+5O-2₃^- + Zn0 + O-2H+1^- → N-3H+1₃ + Zn+2O-2₂^2- + H+1₂O-2

• Riconoscere e scrivere tutte le coppie di reazioni redox nella reazione, significa determinare quale è la reazione ossidata e quale è la reazione ridotta. Scrivi anche trasferimento di elettroni e crea anche un numero uguale di atomi ossidati e ridotti di entrambi i lati LHS e RHS delle reazioni redox inserendo alcuni coefficienti se necessario.

Ossidazione: Zn0 → Zn+2O-2₂^2- + 2e^-                            (Zn)

Riduzione: N+5O-2₃^- + 8e^- → N-3H+1₃                       (N)

• La reazione redox dovrebbe combinarsi in due semireazioni: una di ossidazione e un'altra di riduzione

Ossidazione: Zn0 → Zn+2O-2₂^2- + 2e^-

Riduzione: N+5O-2₃^- + 8e^- → N-3H+1₃

Passo - 3 Bilancia tutto il elementi di ogni semireazione

• Ad eccezione dell'idrogeno e dell'ossigeno bilanciano tutti gli altri atomi presenti nella reazione.

Ossidazione: Zn0 → Zn+2O-2₂^2- + 2e^-

Riduzione: N+5O-2₃^- + 8e^- → N-3H+1₃

• Bilanciare la carica presente su LHS e RHS di reazione.

Ossidazione: Zn0 + 4OH^- → Zn+2O-2₂^2- + 2e^-

Riduzione: N+5O-2₃^- + 8e^- → N-3H+1₃ +9OH^-

• Bilancia tutti gli atomi di ossigeno presenti su LHS e RHS dell'equazione.

Ossidazione: Zn0 + 4OH^- → Zn+2O-2₂^2- + 2e^- + 2H₂O

Riduzione: N+5O-2₃^- + 8e^- + 6H₂O → N-3H+1₃ +9OH^-

Passo - 4 Fai uguale guadagno e perdita di elettroni nella mezza reazione di ossidazione e nella mezza reazione di riduzione. Moltiplica i coefficienti di tutte le molecole con gli interi che causano il multiplo comune più basso all'interno delle semireazioni per renderle uguali.

Ossidazione: Zn0 + 4OH^- → Zn+2O-2₂^2- + 2e^- + 2H₂O| x 4

Riduzione: N+5O-2₃^- + 8e^- + 6H₂O → N-3H+1₃ +9OH^- | x1

Così otteniamo,

Ossidazione: 4Zn0 + 16OH^- → 4Zn+2O-2₂^2- + 8e^- + 8H₂O

Riduzione: N+5O-2₃^- + 8e^- + 6H₂O → N-3H+1₃ +9OH^-

Passo - 5 Combina o aggiungi le due mezze reazioni insieme.

 4Zn0 + N+5O-2₃^- +16OH^- + 8e^- + 6H₂O → 4Zn+2O-2₂^2- + N-3H+1₃ + 8e^- +9OH^- + 8H₂O

Passo - 6 Semplifica l'equazione cancellando le cose comuni su entrambi i lati dell'equazione e scrivi l'equazione in modo che i coefficienti con possibili numeri interi piccoli.

4Zn0 + N+5O-2₃^- +7OH^- → 4Zn+2O-2₂^2- + N-3H+1₃ + 2H₂O

 Infine controlla se l'equazione è bilanciata o meno

Atomi LHS RHS

Zn 4 4

N 1 1

O                     1×3+7×1       4×2+2×1

H                     7×1               1×3+2×2

Controlla la somma delle cariche presenti su entrambi i lati dell'equazione che sia uguale o meno.

4×0 + 1x-1 + 7x-1 = 4x-2 + 1×0 + 2×0
-8 = -8

Poiché tutti gli atomi e le cariche sono uguali su entrambi i lati, l'equazione è bilanciata.

NO₃^- +4Zn+7OH^- → NH₃ +4ZnO₂^2- + 2H₂O

Come bilanciare CH3CHO+AgNO3+NH3+H2O?

Passaggio – 1 Etichettare ogni molecola della reazione CH3CHO+AgNO3+NH3+H2O con alcune variabili

Per prima cosa dobbiamo etichettare ogni composto della reazione con alcune variabili come A, B, C, ecc. Etichettare tutti i reagenti e il prodotto dell'equazione con A, variabili BC per denotare coefficienti sconosciuti.

UN CH₃CHO + B AgNO₃ + C NH₃ + DH₂O = F CH₃COONH₄ + G NH₄NO₃ + H Ag

Passo - 2 Crea un sistema o uno schema di equazioni

Basta fare l'equazione di ciascuno elementi o atomi disponibili nella reazione come C, N, H, O, Ag, NO in quanto ogni termine o simbolo denotava il numero di atomi o elementi presenti in tutti i reagenti e prodotti.

C = 2A+0B +0C+0D=2F+0G+0H

N = 0A+0B+1C+0D=1F+1G+0H

H = 4A+0B+3C+2D=7F+4G+0H

O = 1A+0B+0C+1D=2F+0G+0H

Ag = 0A+1B+0C+0D=0F+0G+1H

NO = 0A+3B+0C+0D=0F+3G+0H

Passo - 3 Risolvi o calcola tutte le variabili usando alcune equazioni

Risolvi o calcola ogni variabile utilizzando alcune possibili tecniche o metodi come la calcolatrice grafica o l'eliminazione di Gauss per risolvere ogni variabile come C, N, H, O, Ag, NO.

• 1. Utilizzando il metodo di eliminazione o sostituzione di Gauss

2A–2F=0

1C-1F-1G=0

4A+3B+22D-7F-4G=0

1A+1D-2F=0

1B-1H=0

3B-3G=0

• 2. Utilizzando il metodo calcolatrice o calcolatrice grafica

Qui, usa la funzione Rref() nella calcolatrice per convertire la seguente matrice in una forma di basso livello ridotta a icona:

(2 0 0 0 -2 0 0 0)

(0 0 1 0 -1 -1 0 0)

(4 0 3 2 -7 -4 0 0)

(1 0 0 1 -2 0 0 0)

(0 1 0 0 0 0 -1 0)

(1 1 1 1 -1 -1 -1 7)

(0 3 0 0 0 -3 0 0)

Nel mezzo successivo l'ultima colonna dovrebbe contenere le risposte per tutti i coefficienti della reazione..

Quindi i risultati mostrano con gli standard interi bassi o interi della variabile o dei composti della reazione NH3 + H2O.

LA = 1 (CH3CHO)

B = 2 (AgNO3)

C = 3 (NH3)

D = 1 (H2O)

F = 1 (CH3COONH4)

SOL = 2 (NH4NO3)

H = 2 (Ag)

Passo - 4 Nell'ultimo passaggio, aggiungi i coefficienti e conferma i risultati della reazione.

CH₃CHO+ 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O = CH₃COONH₄ + 2NH₄NO₃ + 2Ag

Atomi LHS RHS

C 2 2

N 3 3

H 15 15

O 2 2

Ag 2 2

NO 6 6

(Dove, LHS = lato sinistro, RHS = lato destro)

Pertanto, c'è un numero simile di tutti gli atomi (C, N, H, O, Ag, NO) è disponibile nei reagenti e nei prodotti dell'equazione CH₃CHO+ 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O = CH₃COONH₄ + 2NH₄NO₃ + 2Ag, quindi l'equazione è bilanciata.

Conclusione:

NH3 + H2O è la reazione di idrolisi in cui la molecola di ammoniaca reagisce con l'acqua e l'NH3 si comporta come acido di bronstead e H2O si comporta come una base di bronstead. Quando l'ammoniaca si dissolve in H2O forma un legame idrogeno grazie al quale ha forti forze intermolecolari. Qui abbiamo successo bilanciato NH3 + H2O reazione.

Dott.ssa Shruti Ramteke

Ciao a tutti, sono il dottor Shruti M Ramteke, ho conseguito il dottorato di ricerca. in chimica. Sono appassionato di scrittura e mi piace condividere le mie conoscenze con gli altri. Sentitevi liberi di contattarmi su linkedin