ОСУЩЕСТВИТЬ ПРЕВРАЩЕНИЯ N2-- NH3--(NH4)2SO4---NH4Cl---HCl

Происходит процесс аммонификации, при котором азот превращается в аммиак, затем в аммоний сульфат, аммоний хлорид и в конечном итоге в хлороводород.

Превращения, описанные в данной последовательности, представляют собой процесс аммонификации, который является важным этапом при образовании аммиачного удобрения.

1. N2 (дистический азот) претерпевает химическое превращение в аммиак (NH3) в результате процесса фиксации азота, например, в присутствии азотфиксирующих бактерий.

2. Аммиак (NH3) реагирует с серной кислотой (H2SO4) и образует аммонийный сульфат ((NH4)2SO4), который является удобрением, содержащим азот и серу.

3. Аммонийный сульфат ((NH4)2SO4) может далее реагировать с хлоридом аммония (NH4Cl), что приведет к образованию хлорида аммония (NH4Cl).

4. Хлорид аммония (NH4Cl) в свою очередь может диссоциировать на ионы аммония (NH4+) и хлорида (Cl-), образуя соляную кислоту (HCl) в результате реакции.

Таким образом, перечисленные превращения показывают циклический химический процесс, включающий фиксацию азота, образование аммиачного удобрения и образование соляной кислоты в конечном итоге.

Для осуществления данных химических превращений необходимо провести несколько последовательных реакций. Давайте рассмотрим каждый этап подробно:

1. N₂ → NH₃ (Синтез аммиака)

   Для синтеза аммиака из азота используется процесс Габера-Боша. В этом процессе азот (N₂) и водород (H₂) реагируют при повышенном давлении и температуре в присутствии железного катализатора.

   [ N₂(g) + 3H₂(g) \rightarrow 2NH₃(g) ]

   Условия: температура около 400-500°C, давление 150-300 атмосфер, катализатор — железо с добавками (например, оксид алюминия и оксид калия).

2. NH₃ → (NH₄)₂SO₄ (Синтез сульфата аммония)

   Аммиак реагирует с серной кислотой (H₂SO₄) для образования сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄). Это кислотно-основная реакция:

   [ 2NH₃(aq) + H₂SO₄(aq) \rightarrow (NH₄)₂SO₄(aq) ]

3. (NH₄)₂SO₄ → NH₄Cl (Синтез хлорида аммония)

   Сульфат аммония может быть преобразован в хлорид аммония путем реакции с хлоридом кальция (CaCl₂). В результате образуется осадок сульфата кальция (CaSO₄), а также раствор хлорида аммония:

   [ (NH₄)₂SO₄(aq) + CaCl₂(aq) \rightarrow 2NH₄Cl(aq) + CaSO₄(s) ]

4. NH₄Cl → HCl (Получение хлороводорода)

   Хлорид аммония может быть разложен с образованием аммиака и хлороводорода при нагревании:

   [ NH₄Cl(s) \rightarrow NH₃(g) + HCl(g) ]

   В лабораторных условиях, HCl может быть собран, если реакция проводится в замкнутой системе, и газ направляется в нужное место.

Каждый из этих процессов имеет свои особенности и требует соблюдения определенных условий для эффективного и безопасного протекания.