Раствор аммиака , также известный как аммиачная вода , гидроксид аммония , аммиачный раствор , аммиачный раствор , водный раствор аммиака , водный раствор аммиака или (неточно) аммиак , представляет собой раствор аммиака в воде. Его можно обозначить символами NH 3 (aq). Хотя название гидроксид аммония предполагает щелочь состава [ NH+
4][ОЙ−
] , выделить образцы NH 4 OH фактически невозможно . Ионы NH+
4и OH – не составляют значительной доли от общего количества аммиака, за исключением очень разбавленных растворов. [6]
В водном растворе аммиак депротонирует небольшую часть воды с образованием аммония и гидроксида в соответствии со следующим равновесием :
В 1 М растворе аммиака около 0,42% аммиака превращается в аммоний, что эквивалентно pH = 11,63, поскольку [ NH+
4] = 0,0042 М, [OH - ] = 0,0042 М, [NH 3 ] = 0,9958 М и pH = 14 + log 10 [OH - ] = 11,62. Базовая константа ионизации равна
Как и другие газы, растворимость аммиака в жидких растворителях снижается по мере повышения температуры растворителя. Растворы аммиака уменьшают плотность по мере увеличения концентрации растворенного аммиака. При 15,6 °C (60,1 °F) плотность насыщенного раствора составляет 0,88 г/мл, он содержит 35,6% аммиака по массе, 308 граммов аммиака на литр раствора и имеет молярность примерно 18 моль /л. При более высоких температурах молярность насыщенного раствора уменьшается, а плотность увеличивается. [7] При нагревании насыщенных растворов выделяется газообразный аммиак.
В отличие от безводного аммиака, водный аммиак находит мало неспециализированных применений, кроме чистящих средств .
Разбавленный (1–3%) аммиак также входит в состав многочисленных чистящих средств, в том числе многих средств для мытья окон. [8] Поскольку водный аммиак представляет собой газ, растворенный в воде, по мере того, как вода испаряется из окна, газ также испаряется, оставляя окно без полос.
Помимо использования в качестве ингредиента в очищающих средствах вместе с другими очищающими ингредиентами, аммиак в воде также продается как чистящее средство сам по себе, обычно обозначаемый просто как «аммиак». Он может продаваться простой, с ароматом лимона (обычно окрашен в желтый цвет) или с ароматом сосны (зеленый). Обычно доступный аммиак с добавлением мыла известен как «мутный аммиак».
В промышленности водный раствор аммиака можно использовать в качестве предшественника некоторых алкиламинов , хотя обычно предпочтительным является безводный аммиак. Гексаметилентетрамин легко образуется из водного раствора аммиака и формальдегида . Этилендиамин образуется из 1,2-дихлорэтана и водного аммиака. [9]
В первые годы ХХ века паропоглощающий цикл с использованием водно-аммиачных систем был популярен и широко использовался, но после разработки парокомпрессионного цикла он во многом потерял свое значение из-за низкого коэффициента полезного действия (около одной пятой больше, чем в парокомпрессионном цикле). И холодильник Electrolux [10] , и холодильник Einstein являются хорошо известными примерами такого применения раствора аммиака.
Аммиак используется для производства хлорамина , который можно использовать в качестве дезинфицирующего средства. [11] В питьевой воде хлорамин предпочтительнее прямого хлорирования из-за его способности дольше оставаться активным в стоячих водопроводных трубах, тем самым снижая риск инфекций, передающихся через воду.
Аммиак используется аквариумистами для обустройства нового аквариума с использованием аммиачного процесса, называемого безрыбным циклом . [12] Данное применение требует, чтобы аммиак не содержал добавок.
Одним из первых химических разрыхлителей был хлебопекарный аммиак ( карбонат аммония и бикарбонат аммония ) . Его получали из рогов оленя. [13] Он полезен в качестве разрыхлителя, поскольку карбонат аммония активируется при нагревании. Эта характеристика позволяет пекарям избежать как длительного времени расстойки дрожжей, так и быстрого рассеивания CO 2 пищевой соды при подъеме хлеба и печенья. Его по-прежнему используют для изготовления печенья с аммиаком и другой хрустящей выпечки, но его популярность пошла на убыль из-за неприятного запаха аммиака и опасений по поводу его использования в качестве пищевого ингредиента по сравнению с современными составами разрыхлителей. Ему присвоен номер E E527 для использования в качестве пищевой добавки в Европейском Союзе .
Водный аммиак используется в качестве регулятора кислотности для снижения уровня кислоты в пище. В США он классифицируется Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США как общепризнанный безопасный (GRAS) при использовании пищевой версии. [14] Его способность контролировать pH делает его эффективным противомикробным средством.
В производстве мебели дымление аммиаком традиционно использовалось для затемнения или окрашивания древесины, содержащей дубильную кислоту . После запечатывания внутри контейнера с древесиной пары раствора аммиака вступают в реакцию с дубильной кислотой и солями железа, естественным образом содержащимися в древесине, придавая древесине насыщенный темный вид. Эта техника широко использовалась во время движения декоративно-прикладного искусства в мебели – стиль мебели, который в основном изготавливался из дуба и окрашивался этими методами. [15]
Раствор аммиака используется для обработки соломы, в результате чего получается «аммонизированная солома», что делает ее более съедобной для крупного рогатого скота . [16]
Водный аммиак используется в традиционном качественном неорганическом анализе в качестве комплексообразователя и основания. Как и многие амины, он дает темно-синюю окраску с растворами меди (II). Раствор аммиака может растворять остатки оксида серебра, например, образовавшиеся из реактива Толленса . Его часто можно найти в растворах, используемых для чистки золотых, серебряных и платиновых украшений, но он может оказывать неблагоприятное воздействие на пористые драгоценные камни, такие как опалы и жемчуг. [17]
