Se o ponto de ebulição da amônia é -33 ° C, por que é um fluido à temperatura ambiente?


Melhor resposta

A amônia 0,880 armazenada em frascos de reagente em seu Laboratório de ensino médio e amônia não são “a mesma coisa. 0,880 amônia é água com um pouco de gás amônia, NH3, dissolvido nela; ou seja, uma solução aquosa de hidróxido de amônio, NH4OH ou NH3 • H2O.

Amônia, NH3, um gás à temperatura ambiente, é extremamente solúvel em água. 1 volume de água dissolve cerca de 1200 volumes do gás em STP e cerca de 700 volumes a 20 ° C. Uma solução saturada à temperatura ambiente contém cerca de 35\% de amônia por peso; sua densidade é de 0,880 g cm-3. Daí o nome “amônia 880”. A amônia é completamente expelida da solução ao ferver.

A amônia líquida, NH3, é um solvente não aquoso para metais alcalinos. Por exemplo. Se um pequeno pedaço de sódio é colocado em um frasco Dewar contendo amônia liquefeita, a amônia imediatamente se transforma em uma solução de um azul profundo. Conforme mais sódio é adicionado, a solução de um azul profundo torna-se bronze. Mas este não é o tipo de experimento que você terá a chance de realizar no ensino médio. Muito perigoso e você não precisa saber disso para os exames de química da escola, para entrar na universidade.

Se você colocar um pequeno pedaço de sódio em uma solução aquosa de amônia, obterá o sódio normal + reação de água demonstrada por seu professor de química quando você tinha 14 anos.

Cilindro de aço pressurizado contendo amônia líquida anidra, NH3. Ponto de ebulição à pressão atmosférica menos 33 ° C. A amônia líquida anidra é um líquido à temperatura ambiente quando mantida em 10 atmosferas ou 7600 mm Hg:

Solução de amônia em água, NH4OH / NH3 • H20:

Resposta

Existem dois fatores aqui: eletronegatividade e pares isolados de elétrons. Isso leva a diferenças na formação de ligações de hidrogênio. As ligações de hidrogênio são fracas entre os núcleos H (prótons) e as nuvens de elétrons em outros núcleos.

Elas são causadas porque um núcleo altamente eletronegativo distorce a nuvem de elétrons de ligação em direção a si mesma, deixando o hidrogênio ligeiramente positivo.

HF, NH3 e H2O formam ligações de hidrogênio e, portanto, têm pontos de ebulição mais altos do que seria o caso, por exemplo com CH4.

Pontos de ebulição a 1 atmosfera:

CH4 = -164 ° C, NH3 = -33 ° C, HF = 19,5 ° C, H2O = 100 ° C

Agora F é mais eletronegativo do que N, então HF tem um ponto de ebulição mais alto do que NH3.

Mas F é mais eletronegativo do que O, então a ligação de hidrogênio é mais forte. No entanto, a água tem O com dois pares solitários, então pode fazer duas ligações de hidrogênio, portanto H2O tem um ponto de ebulição ainda mais alto. (Isso também explica sua alta entalpia de vaporização).

As ligações de hidrogênio também ocorrem na fase sólida e, por causa das duas ligações, a água pode formar uma estrutura tridimensional.

Também podemos comparar o metanol CH3OH (ponto de ebulição 65 ° C) com metilamina CH3NH2 (ponto de ebulição -6 ° C) e etano CH3 CH3 (ponto de ebulição – 88 ° C).

(dois hidrogênio ligações; uma ligação de hidrogênio; sem ligações de hidrogênio)

Para uma análise séria das ligações de hidrogênio na água: consulte https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0706/0706.1355.pdf

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