ריח הגז הזה ידוע לכולם - אפשר להרגיש אותו מיד אם פותחים צנצנת אמוניה. אמרו לנו משהו על נכסיו בבית הספר. ידוע גם שזה אחד ממוצרי המפתח של התעשייה הכימית: זו הדרך הקלה ביותר להפוך אליו חנקן, שלא אוהב להיכנס לתגובות כימיות. אמוניה היא הנקודה הראשונה שממנה מתחיל ייצור של תרכובות המכילות חנקן רבות: ניטריטים וניטראטים שונים, חומרי נפץ וצבעי אנילין, תרופות וחומרים פולימריים…
הפניה מהירה
שם החומר הזה מגיע מיוונית "hals ammoniakos", שפירושו אמוניה. מולקולת האמוניה היא מעין פירמידה שבראשה יש אטום חנקן, ובבסיסה שלושה אטומי מימן. הנוסחה של תרכובת זו היא NH3. בתנאים רגילים, אמוניה היא גז חסר צבע עם ריח מחניק וחריף. צפיפותו ב-33.35 מעלות צלזיוס (נקודת רתיחה) היא 0.681g/cm3. והחומר הזה נמס ב-77.7 מעלות צלזיוס. המסה המולרית של אמוניה היא 17 גרם למול. לחץ של 0.9 MPa גורם להתכווצות האמוניה בטמפרטורת החדר. הוא מתקבל בתעשייה תחת לחץ באמצעות סינתזה קטליטית ממימן וחמצן. אמוניה נוזלית היא דשן מרוכז מאוד, חומר קירור. יש לנקוט זהירות בחומר זה מכיוון שהוא רעיל ונפיץ.
עובדות סקרניות
לאמוניה נוזלית יש תכונות יוצאות דופן למדי. כלפי חוץ, הוא דומה למים רגילים. כמו H2O, הוא ממיס בצורה מושלמת תרכובות אורגניות ואי-אורגניות רבות. רוב המלחים שבו מתפרקים ליונים כשהם מומסים. יחד עם זאת, תגובות כימיות, בניגוד למים, מתרחשות בו בצורה שונה לחלוטין.
| ZnCl2 | BaCl2 | KCl | NaCl | KI | Ba(NO3)2 | AgI | ||
| מסיסות ב-20˚C על בסיס 100 גרם של ממס | אמוניה | 0 | 0 | 0.04 | 3 | 182 | 97 | 207 |
| מים | 367 | 36 | 34 | 36 | 144 | 9 | 0 | |
נתונים בזההטבלה מובילה לרעיון שאמוניה נוזלית היא תווך ייחודי לביצוע כמה תגובות חליפין שהן כמעט בלתי אפשריות בתמיסות מימיות.
לדוגמה:
2AgCl + Ba(NO3)2=2AgNO3 + BaCl 2.
מכיוון ש-NH3 הוא קולט פרוטונים חזק, חומצה אצטית, למרות שהיא נחשבת חלשה, תתנתק לחלוטין, בדיוק כפי שעושות חומצות חזקות. המעניינים ביותר הם פתרונות באמוניה של מתכות אלקליות. עוד בשנת 1864, כימאים שמו לב שאם תיתן להם קצת זמן, האמוניה תתאדה, והמשקעים יהיו מתכת טהורה. כמעט אותו דבר קורה עם תמיסות מימיות של מלחים. ההבדל הוא שמתכות אלקליות, אם כי בכמויות קטנות, עדיין מגיבות עם אמוניה, וכתוצאה מכך נוצרים אמידים דמויי מלח:
2Na+ 2NH3=2NaNH2 + H2.
האחרונים הם חומרים יציבים למדי, אך במגע עם מים הם מתפוררים מיד:
NaNH2 + H2O=NH3 + NaOH.
כאשר חקרו את התכונות של אמוניה נוזלית, כימאים שמו לב שכאשר מתכת מומסת בה, נפח התמיסה הופך גדול יותר. יתר על כן, הצפיפות שלו יורדת. זהו הבדל נוסף בין הממס המדובר למים רגילים. קשה להאמין, אבל פתרון מרוכז ומדולל של כל מתכת אלקלית בפניםאמוניה נוזלית לא מתערבבים אחד עם השני, למרות העובדה שהמתכת בשניהם זהה! באמצעות ניסויים, עובדות מדהימות חדשות מתגלות ללא הרף. אז, התברר שתמיסת נתרן קפואה באמוניה נוזלית היא בעלת עמידות נמוכה מאוד, מה שאומר שניתן להשתמש ב-NH3 כדי להשיג מערכת מוליכות-על. אין זה מפתיע שהגז הזה והפתרונות שלו עדיין מעניינים את המוח של הפיזיקאים והכימאים כאחד.
