アンモニアの沸点が-33°Cの場合、なぜ室温の液体なのですか?


ベストアンサー

あなたの試薬瓶に保管されている.880アンモニア高校の研究室とアンモニアは同じものではありません。.880アンモニアは、アンモニアガスNH3が溶解した水です。つまり、水酸化アンモニウムNH4OHまたはNH3•H2Oの水溶液です。

室温のガスであるアンモニアNH3は、水に非常に溶けやすく、1容量の水がSTPで約1200容量、20°Cで約7​​00容量のガスを溶解します。室温の飽和溶液には約35%のアンモニアが含まれています。重量;その密度は0.880gcm-3です。そのため、「880アンモニア」という名前が付けられました。アンモニアは沸騰すると溶液から完全に排出されます。

液体アンモニアNH3は、アルカリ金属の非水溶媒です。例えば。ナトリウムの小片を液化アンモニアを入れたデュワーフラスコに落とすと、アンモニアはすぐに濃い青色の溶液に変わります。さらにナトリウムを加えると、濃い青色の溶液が青銅色に変わります。しかし、これは高校で実施する機会が与えられるような実験ではありません。危険すぎるので、大学に入学するために、学校の化学試験でこれを知る必要はありません。

アンモニア水溶液にナトリウムの小片を落とすと、通常のナトリウム+が得られます。 14歳のときに化学の先生が示した水の反応。

無水液体アンモニア、NH3を含む加圧鋼製シリンダー。大気圧マイナス33°Cでの沸点。無水液体アンモニアは、10気圧または7600 mm Hgで保持された場合、室温で液体です。

アンモニア水溶液、NH4OH / NH3•H20:

回答

ここには、電気陰性度と孤立電子対の2つの要素があります。これらは、水素結合の形成に違いをもたらします。水素結合は、H原子核(プロトン)と他の原子核の電子雲の間の弱い結合です。

これらは、非常に電気陰性の原子核が結合電子雲をそれ自体に向かって歪ませ、水素をわずかに正のままにするために発生します。

HF、NH3、H2Oはすべて水素結合を形成するため、そうでない場合よりも高い沸点を持ちます。 CH4を使用。

1気圧での沸点:

CH4 = -164°C、NH3 = -33°C、HF = 19.5°C、H2O = 100°C

FはNよりも電気陰性度が高いため、HFはNH3よりも沸点が高くなります。

ただし、FはOよりも電気陰性度が高いため、水素結合が強くなります。ただし、水には孤立電子対が2つあるOがあるため、2つの水素結合を形成できるため、H2Oの沸点はさらに高くなります。 (これは、蒸発熱の高さも説明します。)

水素結合も固相で発生し、2つの結合があるため、水は3次元構造を形成できます。

メタノールCH3OH(沸点65°C)をメチルアミンCH3 NH2(沸点-6°C)およびエタンCH3 CH3(沸点-88°C)と比較することもできます。

(2つの水素結合; 1つの水素結合;水素結合なし)

水中での水素結合の真剣な検討については、 https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0706/0706.1355.pdf

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