Давайте рассмотрим цепочку превращений, в которой участвуют азот (N2), аммиак (NH3), фосфат аммония ((NH4)3PO4), хлорид аммония (NH4Cl) и нитрат аммония (NH4NO3).
Азот (N2) в аммиак (NH3):
Первое превращение — это синтез аммиака из азота. Этот процесс происходит по реакции Габера-Боша:
[ N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 ]
Для этой реакции необходимы высокое давление, высокая температура и катализатор, обычно железо с оксидом алюминия.
Аммиак (NH3) в фосфат аммония ((NH4)3PO4):
Фосфат аммония может быть получен в результате реакции аммиака с фосфорной кислотой (H3PO4):
[ 3NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_3PO_4 ]
В этом процессе аммиак нейтрализует фосфорную кислоту, образуя фосфат аммония.
Фосфат аммония ((NH4)3PO4) в хлорид аммония (NH4Cl):
Из фосфата аммония получить хлорид аммония напрямую не получится. Обычно хлорид аммония получают реакцией аммиака с хлороводородом (HCl):
[ NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl ]
Однако, если рассматривать изменение фосфата аммония, то он может служить источником аммиака в процессе, в котором аммиак затем взаимодействует с HCl.
Хлорид аммония (NH4Cl) в нитрат аммония (NH4NO3):
Последнее превращение может быть осуществлено путем реакции обмена между хлоридом аммония и нитратом натрия (NaNO3):
[ NH_4Cl + NaNO_3 \rightarrow NH_4NO_3 + NaCl ]
В этой реакции происходит обмен ионов, который приводит к образованию нитрата аммония и хлорида натрия.
Таким образом, мы прошли через цепочку химических превращений, начиная с молекулярного азота и заканчивая нитратом аммония. Каждый этап представляет собой типичную химическую реакцию, используемую в промышленности или лабораторных условиях.