النشادر

نشادر

Ammoniac - Ammoniac

النشادر

النشادر وهذا هو اسمه الشائع أو (الأمونيا) ammonia مركّب غازيّ صيغته الكيمياوية NH₃. عُرف منذ القرن الثالث عشر إذ ذكره ريمون لولّي Raymond Lully باسم الأمونيا القلوية caustic ammonia، كما وصفه يوهان كونكِل فون لوفنستِرنJohann Kunckel von Löwenstern ت(1630-1702) في مؤلَّف له، واستحضره بإضافة الكلس الحي إلى ملح أمونيوم وهو كربونات الأمونيوم (NH₄)₂CO₃.

	الشكل (1)

عناصر الفصيلة VA (أو 15) جميعها[ر: الجدول الدوري] تكوّن مركّبات غازية صيغتها EH₃، وأهمها النشادر. لهذه الجزيئات جميعها شكل رباعي وجوه فيه ثلاثة أشفاع إلكترونية رابطة وشفع حرّ (الشكل-1). والشفع الح/ هو المسؤول عن تصغير زوايا الروابط H-N-H، وهي تساوي 107 ْ، في حين أن الزاوية في رباعي الوجوه التام هي 28 َ 109 ْ.

وقد استخدم تواتر اهتزاز ذرة الآزوت في جزيء النشادر بين موضعيها المتناظرين بالنسبة إلى قاعدة الهرم التي تقع في رؤوسها الثلاثة ذرات الهدروجين - البالغ 2.3786× ¹⁰10 هرتز - لتعيين معيار الزمن في الساعات الذرية.

النشادر غاز لا لون له ذو رائحة قوية واخزة ومدمِعَة للعيون ومهيِّجة للأنسجة المخاطية، وله طعم حاد، أخف من الهواء إذ تبلغ كتلته الحجمية في الشروط العادية 0.5863 غ/سم³. ينصهر عند الدرجة (-8.77 ْس)، ويغلي عند الدرجة (-33.4 ْس). وهو شديد الانحلال في الماء (0.907غ من الأمونيا في غرام واحد من الماء) ويدعى محلول ماءات الأمونيوم، وهو يحوي جزيئات NH₃ و NH₄⁺ و OH^- لذا يفضّل أن يسمى النشادر المائي. ومعظم جزيئات النشادر في الماء تبقى على حالها ويتفاعل قسم صغير منها مع الماء.

تبلغ قيمة ثابت هذا التشرد 1.8×10^-5. أي إن المحلول ذو خواص قلوية ضعيفة. وبسبب ضعف هذا الأساس فإن محاليل أملاحه المشتقة من حموض قوية مثل NH₄Cl ذات حموضة ضعيفة.

تتناقص انحلالية النشادر في الماء بارتفاع درجة الحرارة؛ لذلك يمكن تحرير غاز النشادر بصورة تامة من محاليله بالتسخين.

ينحل الأمونيا في الكحول والأسيتون والكلوروفورم، لكن انحلاله في هذه المركّبات أقل من انحلاله في الماء.

للنشادر السائل ثابت عزل كهربائي يساوي 22 (في حين أن ثابت العزل الكهربائي للماء 80)، وهو ما يجعل النشادر السائل ضعيف الناقلية الكهربائية. وهو ذو مغنطيسية معاكسة[ر].

تحضير النشادر

يحضّر النشادر في المختبر بسهولة، وذلك بتسخين ملح أمونيوم مثل كربونات الأمونيوم مع أساس قوي مثل هدروكسيد الصوديوم أو هدروكسيد الكلسيوم:

أما الطريقة الصناعية للحصول على النشادر فهي الطريقة التي ابتكرها الألماني فريتزهابرFritz Haber  ت(1868-1934). وطبقت هذه الطريقة عام 1914، ويتم فيها الاتحاد المباشر بين الآزوت (النتروجين) والهدروجين تحت الضغط بوجود حفّاز (وسيط) يتألف من أكاسيد الحديد بصورة رئيسية، وعند درجة حرارة متوسطة. وقد وجد عملياً أن التفاعل ناشر للحرارة (46كيلو جول/مول)، يتحقق بمردود قدره 50% عند الدرجة 500 ْس وعند ألف ضغط جوي.

تتوقف نسبة الأمونيا الناتج من التفاعل السابق على عاملين أساسيين إضافة إلى استعمال الحفّاز الملائم، هما درجة الحرارة والضغط[ر: التوازن الكيمياوي]، ويبيّن الجدول (1) تأثير درجة الحرارة والضغط على التوازن.

	الشكل (2)

بدأ إنتاج النشادر عام 1914، وهو العام الذي بدأت فيه الحرب العالمية الأولى. وأمكن اصطناع حمض الآزوت HNO₃ منه، وهو مادة رئيسية لصنع المتفجرات TNT (تري نترو تولوين) ونترو غليسيرين (الشكل-2). وفي عام 1918 نال هابر جائزة نوبل على الرغم من الانتقادات المتعدّدة لاختياره. ويستعمل أكثر من 25% من الإنتاج العالمي للأمونيا سماداً، ويستعمل المتبقي لاستحصال مركبات أخرى للآزوت. فالأمونيا هي المادة الرئيسية في كثير من الصناعات. تستعمل بصورة مباشرة أو غير مباشرة، فهي من المواد البدئية لإنتاج النايلون ولصنع المنظّفات ولتنقية المياه وفي صناعة المواد الصيدلانية.

النشادر ثابت في الشروط الطبيعية إلا أنه يتفكَّك إلى العناصر المكوِّنة له تحت تأثير القوس الكهربائية. لا يحترق النشادر في الهواء، لكن يمكن أن ينفجر المزيج المكوّن من النشادر والأكسجين النقي تحت ضغط عال.

أ- يتميز النشادر بخواص كيمياوية تعتمد على وجود شفع إلكتروني (ثنائية إلكترونية) حرة فهو يدخل في تشكيل روابط تساندية مثال ذلك مع أيون الهدروجين إذ يتكوَّن أيون أمونيوم:

وللسبب نفسه يقوم جزيء النشادر بدور مرتبط (لاجنة) ligand مع أيونات المعادن الانتقالية[ر: المعقَّد]، مثال ذلك:

ب - النشادر مرجِع (مختِزل)، فهو يخلِّص العديد من أكاسيد المعادن من أكسجينها، ومن الأمثلة على ذلك إرجاع أكسيد النحاس (II) الساخن:

ويتحد النشادر مع الأكسجين حسب الشروط التجريبية، فبالتسخين ينتج غاز الآزوت، وبالتسخين وبوجود حفّاز البلاتين يتحول إلى NO أكسيد الآزوت II. ويتحد مع Cl₂ متحولاً إلى N₂.

ج- يمكن أن يستَبدل الهدروجين في جزيء النشادر بصورة جزئية أو كلية عند درجة حرارة عالية

أملاح الأمونيوم

يبلغ نصف قطر أيون الأمونيوم 1.48 بيكومتر، وهذا قريب من أنصاف أقطار الأيونات القلوية. ولهذا يمكن لأيون الأمونيوم أن يحل محل الأيونات القلوية في أملاحها البلورية. وكثير من أملاح المعادن القلوية يماثل في بنيته البلورية بنية أملاح الأمونيوم. وأملاح الأمونيوم ذوابة بالماء مثل أملاح المعادن القلوية. مثال ذلك الأملاح التي تستعمل أسمدة[ر: التسميد]، وهي كبريتات الأمونيوم (NH₄)₂SO₄، ونترات الأمونيوم NH₄NO₃، وفوسفات أحادية الأمونيوم  NH₄H₂PO₄. وتستعمل هذه الأسمدة منفردة أو محلولة مع كيمياويات أخرى غالباً لإنتاج ما يدعى NPK. ويتطلب من هذا المنتج توفير الآزوت (N) والفسفور (P) والبوتاسيوم (K) للتربة.

ومن أملاحه المهمة كلوريد الأمونيوم NH₄Cl، وقد اشتهر هذا الملح لأنه يتحول بالتسخين من صلب إلى غاز وبالعكس من دون المرور بالحالة السائلة، ذلك لأنه يتفكك بالتسخين، والبخار فوق كلوريد الأمونيوم الساخن يتكون من مزيج نشادر مع كلوريد الهدروجين، ويعود ذلك إلى تفككه بالتسخين:

يستعمل كلوريد الأمونيوم في البطاريات الجافة ومنظفاً لسطوح المعادن عند لحمها، ويعتمد على تفككه إلى HCl و NH₃ بالحرارة وتفاعل HCl مع الأكسيد المعدني لتشكيل كلوريد طيار.

موفق شخاشيرو

التسميد ـ التوازن الكيمياوي ـ المعدن ـ المعقّد.

ـ موفق شخاشيرو، الكيمياء العامة واللاعضوية (المطبعة الجديدة، دمشق 1981-1982).

ـ الهادي زروق، المولدي عبد الكافي، قاسم أم الزين، كيمياء العناصر (المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم، تونس 1988).

- KOTZ & PURCELL, Chemistry & Chemical Reactivity, second edition (Saunders College Publishing 1991).

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : علوم

المجلد: المجلد العشرون

رقم الصفحة ضمن المجلد : 669

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية