El amoníaco o NH3 es uno de los compuestos atractivos para aprender. Tiene un olor aromático y un gas incoloro y resistente al fuego. Está formado por un átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno. El intercambio de electrones en el amoníaco es asimétrico, lo que lo convierte en una molécula polar. Tiene una geometría molecular bipiramidal trigonal y es uno de los componentes comunes en la agricultura, ya que se usa ampliamente como fertilizante. El amoníaco también se usa en tintes de construcción, pesticidas y otros químicos similares.
Es básico saber si esta molécula es una base o un ácido para conocer mejor sus propiedades químicas. Por lo general, una molécula se analiza como base o ácido al observar su pH. El amoníaco es diferente de otras moléculas y, por lo tanto, la respuesta de una palabra a esta pregunta no satisfaría. Siga leyendo este artículo para averiguar si el NH3 es un ácido o una base.
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¿Es el NH3 (amoniaco) un ácido o una base?
El NH3, también conocido como amoníaco, es un compuesto gaseoso de olor picante que comprende 1 átomo de nitrógeno y 3 átomos de hidrógeno. El amoníaco tiene una temperatura de ebullición baja a -33 grados centígrados y es más liviano que el aire. A menudo, los estudiantes especulan sobre si el NH3 es un ácido o una base. En este artículo, conocerá en detalle la acidez y basicidad del NH3.
¿Es el NH3 un ácido o una base de Lewis?
Entonces, ¿el NH3 es un ácido o una base? El NH3 es una base débil con pH 11 (en condiciones estándar) pero también se considera anfótero, lo que implica que puede actuar tanto como ácido como como base en condiciones dispares. El NH3 en condiciones aconsejables actúa como una base débil y acepta H + y forma su ácido conjugado NH4 + y en condiciones dispares el NH3 actuará como un ácido excesivamente débil y cederá el ion H + para formar su base conjugada NH2-.
Sin embargo, de acuerdo con la suposición de Lewis de ácidos y bases, el NH3 debido a la existencia de un solo par de electrones se examina como una base de Lewis.
¿Qué es el NH3 (amoníaco)?
El NH3 (amoniaco) es un gas incoloro resistente al fuego que es más ligero que el aire. Tiene un mal olor muy agresivo y se reconoce como un gas de olor acre debido a su fabricación por descomposición bacteriana de la urea. Es un gas extremadamente tóxico que puede causar daño pulmonar o incluso la muerte debido a la exposición continua al amoníaco.
En las industrias, el amoníaco se usa comúnmente para la formación de fertilizantes, productos químicos desinfectantes, refrigerantes y muchos otros agregados orgánicos e inorgánicos a base de nitrógeno.
La fórmula química del amoníaco es NH3 y tiene una forma piramidal trigonal con un átomo de nitrógeno en la parte superior de la pirámide y 3 átomos de hidrógeno en los 3 bordes de la base. El número atómico del nitrógeno es de 7 y 5 electrones en su capa de valencia. Esto implica que después de la construcción de 3 enlaces con hidrógeno, el nitrógeno trae un solo par de electrones.
La masa molar del NH3 es de alrededor de 17,03 gy tiene un ángulo de enlace de 107,5 grados, que es ligeramente menor que en el tetraédrico (109,5 grados). El par solitario trae cierta repulsión a los enlaces debido a que el ángulo es marginalmente menor que el tetraédrico.
¿El NH3 es ácido o básico?
Como se aclaró anteriormente, aunque el NH3 es una base débil y la solución clásica de amoníaco tiene un pH de 11, es de naturaleza anfótera, lo que implica que puede actuar tanto como ácido como como base en condiciones dispares.
Cuando el NH3 actúa como base, dedicará su par solitario a un protón H + y construirá su ácido conjugado NH4 +, mientras que cuando el NH3 actúa como ácido, puede emitir iones H + y construirá una base conjugada como NH2-.
Las reacciones se entregan a continuación:
(Actuando como una base de Lewis) NH3 + H + → NH4 +
(Actuando como ácido de Lewis) NH3 → NH2- + H +
¿Por qué el NH3 actúa como una base de Lewis?
La explicación de Lewis de la base es que cualquier compuesto químico que tenga la capacidad de dedicar pares solitarios a otras especies químicas puede actuar como una base de Lewis. Sabemos que, en el NH3, el nitrógeno (N) tiene 5 electrones en su capa de valencia con la composición de (1s2, 2s2, sp3), y el hidrógeno tiene solo 1 electrón con la configuración de (1s1).
El NH3 tiene hibridación sp3 y comparte 3 electrones hibridados (sp3) para construir enlaces con electrones 1s de los 3 átomos de hidrógeno y el resultado de que 1 par de electrones (sp3) en N permanece sin aparear.
Implica que el átomo de nitrógeno se queda con un solo par de electrones, que pueden contribuir a un protón en un medio aplicable y, por lo tanto, el NH3 puede actuar como una base de Lewis.
Tomemos un ejemplo de NH3 que reacciona con el ion H +. Cuando el NH3 reacciona con el ion H +, dona su par solitario al ion H + y forma NH4 + como ácido conjugado.
Propiedades químicas del NH3 (amoníaco)
Estructura
Estructura de NH3 Lewis
De acuerdo con la teoría VSEPR, la estructura química del amoníaco es piramidal trigonal con ángulos de enlace de 107,5 grados. Al nitrógeno le quedan un par de electrones después de participar 3 electrones para formar enlaces con 3 átomos de hidrógeno.
Esta configuración piramidal trigonal trae la molécula con un momento dipolar y la convierte en una molécula polar. Debido a la existencia de un par solitario, tiene la capacidad de formar enlaces de hidrógeno en el agua.
Naturaleza anfótera
Como se aclaró anteriormente, el NH3 es una base débil y reacciona con los ácidos para formar sales. Aunque el NH3 es una base débil, también actúa como un ácido débil en situaciones definidas y reacciona con las bases. Puede perder iones H + y formar amidas (NH2-). Uno de los ejemplos de tal reacción es cuando el litio actúa con NH3 para formar amida de litio.
(NH3 actuando como un ácido débil) Li + NH3 → LiNH2 + H2
Reacción redox (auto desconexión)
El NH3 también completa la auto disociación y provoca una reacción redox bajo ciertas condiciones. A continuación se muestra la reacción en la que el NH3 construye su ácido conjugado y su base conjugada juntos.
NH3 → NH4 + + NH2-
Combustión
El NH3 experimenta una combustión exotérmica para producir gas nitrógeno y vapor de agua. A continuación se muestra la reacción de combustión del NH3.
NH3 + O2 → N2 + H2O (el cambio de entalpía de esta reacción es −1267.20 kJ / mol)
Aunque los óxidos de nitrógeno son inseguros con respecto al N2, todavía podemos componer óxidos de nitrógeno con la cooperación de algunos catalizadores. Un ejemplo de tal reacción es:
NH3 + O2 → NO + H2O
La combustión del NH3 siempre se realiza en presencia de un catalizador debido al alto calor de vaporización y temperatura de ignición. La gasa de platino es uno de los catalizadores utilizados en la reacción de combustión del NH3.
El NH3 actúa como una base débil en el agua.
Cuando se pone en agua, el NH3 se asocia fácilmente con el agua debido a su naturaleza polar y su capacidad para formar enlaces de hidrógeno en el agua. Ayuda en la disociación de las moléculas de H2O en iones (iones de hidrógeno) H + e (iones de hidroxilo) OH- y forma enlaces con iones de H +.
El NH3 al asociarse con iones H + forma NH4 + y deja iones OH- en la solución. Dado que la concentración de iones OH- avanza, se deriva del aumento del pH y, por lo tanto, transmite basicidad a la solución.
Además, el ión amonio formado (NH4 +) sigue rompiéndose en iones NH3 y H + y, por lo tanto, no todo el amoníaco da como resultado la formación de iones OH- y, por lo tanto, el NH3 se conoce como una base débil.
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