Амоний — катион аммиака¶

Амоний (NH₄⁺) — катион, образующийся при присоединении протона (H⁺) к молекуле аммиака (NH₃). Относится к числу наиболее распространённых ионов в природе и химической промышленности; входит в состав множества минералов, удобрений и буферных систем. Заряд иона равен +1, молярная масса — 18,04 г/моль.

¶Образование и свойства

Амоний-ион возникает в результате протонирования аммиака по реакции:

NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Обратная реакция — депротонирование — характерна для слабых кислот: амоний ведёт себя как слабая кислота с pKa ≈ 9,25 (при 25 °C), то есть в водном растворе он частично гидролизуется, смещая pH в кислую сторону. Структура NH₄⁺ тетраэдрическая: все четыре связи N–H эквивалентны, длина связи составляет около 1,03 Å.

Амоний образует соли — аммониакаты (в старой терминологии) или аммонийные соли, например хлорид аммония NH₄Cl (нашатырь), сульфат аммония (NH₄)₂SO₄, нитрат аммония NH₄NO₃. При нагревании аммонийные соли со слабыми кислотами разлагаются с выделением аммиака.

¶Роль в природе

Аммоний — важный участник азотного цикла. В почвах и водоёмах он образуется при аммонификации органических веществ (разложение белков и других азотсодержащих соединений под действием микроорганизмов). Далее аммоний окисляется нитрифицирующими бактериями (Nitrosomonas, Nitrobacter) до нитритов и нитратов, которые усваиваются растениями. Обратный процесс — аммонификация — замыкает цикл.

В океане аммоний — основная форма растворённого азота в глубинных слоях; его концентрация используется как индикатор продуктивности и циркуляции вод.

¶Применение

¶Азотные удобрения

Основная область применения аммонийных солей — сельское хозяйство. Сульфат аммония, хлорид аммония, нитрат аммония и карбамид (мочевина, которая в растворе диссоциирует с образованием NH₄⁺) обеспечивают растения доступным азотом. Мировое производство аммонийных удобрений исчисляется десятками миллионов тонн в год.

¶Промышленность

Хлорид аммония применяется в паяльных флюсах, при производстве сухих элементов питания, в текстильной промышленности. Нитрат аммония служит сырьём для взрывчатых веществ (амонал, промышленные эмульсионные взрывчатые вещества) и компонентом ракетного топлива.

¶Медицина и фармакология

Аммонийные соли (хлорид аммония) применяются как отхаркивающее и рвотное средство, а также для коррекции метаболического алкалоза.

¶Аммоний в аналитической химии

Качественная реакция на аммоний-ион — образование характерного осадка при действии платинохлорида натрия Na₂PtCl₆ (жёлтый осадок (NH₄)₂PtCl₆) или появление бурого окрашивания при действии Несслерова реагента (K₂[HgI₄] в щелочной среде). Количественно аммоний определяют методом Къельдаля (деструкция органики с последующим отгоном NH₃ и титрованием).

¶Безопасность

Аммонийные соли нетоксичны в малых дозах, однако нитрат аммония при загрязнении горючими веществами и нагреве способен к детонации (взрывы на складах удобрений в Техасе в 1947 году и в Бейруте в 2020 году). Аммиак, выделяющийся при разложении аммонийных солей, раздражает дыхательные пути.

¶Литература

• Реми Г. Курс общей химии. — М.: Мир, 1963.
• Хомченко Г. П. Химия для поступающих в вузы. — М.: Высшая школа.
• Справочник химика. Т. 2. — Л.: Химия, 1971.