Ammoniaca
L’ammoniaca è un gas incolore, dall’odore pungente, penetrante e caratteristico avente formula NH3 e costituisce il composto di partenza di molte specie tra cui le ammine e i sali di ammonio quaternari.
Struttura
Ha una struttura tetraedrica deformata con angoli di legame H-N-H di circa 108° in cui l’atomo di azoto ibridato sp3 si trova al centro e lega i 3 atomi di idrogeno. La base del tetraedro è costituita da un triangolo equilatero ai cui vertici si trovano i tre atomi di idrogeno mentre il quarto vertice del tetraedro è occupato dal doppietto elettronico solitario dell’azoto.
Grazie al doppietto elettronico presente sull’azoto l’ammoniaca è una base secondo Brønsted-Lowry e dà luogo in acqua a soluzioni basiche con una costante Kb= 1.85 ∙ 10-5 relativa all’equilibrio:
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH–
L’ammoniaca è una molecola polare e forma legami a idrogeno e dà luogo anche se in misura minore rispetto all’acqua alla autoionizzazione secondo l’equilibrio:
2 NH3 ⇌ NH4+ + NH2–
Tale equilibrio ha infatti una costante K = [NH4+][NH2–] dell’ordine di 10-30 mentre la costante Kw di autoionizzazione dell’acqua è dell’ordine di 10-14.
L’ammoniaca è una molecola polare e pertanto è solubile in acqua oltre che in metanolo, etanolo, etere e cloroformio.
L’ammoniaca fu isolata per la prima volta dal chimico britannico Joseph Priestley nel 1774 e attualmente viene prodotta su scala industriale secondo il processo Haber.
L’ammoniaca è un composto stabile e si decompone in presenza di un catalizzatore metallico come il nichel secondo la reazione:
2 NH3(g) → N2(g) + 3 H2(g)
L’ammoniaca può dare una reazione di combustione in presenza di aria secondo la reazione altamente esotermica:
4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O
Una miscela di aria e ammoniaca fatta passare a 800°C su un catalizzatore di platino e rodio dà luogo alla formazione di monossido di azoto secondo la reazione:
4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O
L’ammoniaca può ossidarsi ad azoto molecolare in presenza di alcuni ossidi metallici a caldo; ad esempio:
3 CuO + 2 NH3 → N2 + 3 Cu + 3 H2O
