铵根离子和钠离子是等电子体,铵离子半径 $(143 \mathrm{pm})$ 近似于钾离子 $(133 \mathrm{pm})$ 和铷离子 $(147 \mathrm{pm})$ 的半径。因此,铵盐 的性质也类似于碱金属的盐类,而且往往与钾盐、铷盐同晶,并有相似的颜色、溶解度、晶型等。在化合物的分类中,常把铵盐 和碱金属盐列在一起。
由于氨是一个弱碱,所以铵盐在水溶液中都有一定程度的水解,若是由强酸组成的铵盐其水溶液呈酸性,因此,在任何铵盐 溶液中加入强碱并加热,就会释放氨。实际应用中常利用这一方法检验铵盐。
铵盐的热稳定性差,固态铵盐受热易分解,一般分解为氨和相应的酸。如果酸是不挥发性的,则只有氨挥发逸出,而酸或酸 式盐则残留容器中。如果相应的酸有氧化性,则分解出来的氨会立即被氧化。由于这些反应会吸收热量,分解产物是气体,所以,它们受热往往会发生爆炸。
铵盐中的碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵都是优良肥料,硝酸铵又可用来制造炸药。氯化铵用于染料工业、原电池以及 焊接金属时除去表面的氧化物。
分子式
$$\mathrm{NH}_4 \mathrm{Cl}$$$\mathrm{Ammonium}$ chloride(氯化铵,无色立方晶体或白色结晶)。
$$\left(\mathrm{NH}_4\right)_2 \mathrm{SO}_4$$ Ammonium Sulphate(硫酸铵,白色结晶,是硫酸根与铵根离子化 和生成的化合物)。
$$\mathrm{NH}_4 \mathrm{NO}_3$$ Ammonium nitrate(硝酸铵,无色斜方或单斜晶体)。
$$\left(\mathrm{NH}_4\right)_2 \mathrm{CO}_3$$ AmmoniumCarbonate Crystalammonia(碳酸铵,无色半透明坚硬结 晶块或粉末)。
种类
$\mathrm{NH}_4 \mathrm{Cl}$ 氯化铵, $\left(\mathrm{NH}_4\right)_2 \mathrm{SO}_4$ 硫酸铵, $\mathrm{NH}_4 \mathrm{HSO}_4$ 硫酸氢铵, $\mathrm{NH}_4 \mathrm{NO}_3$ 硝酸铵, $\left(\mathrm{NH}_4\right)_2{ }_2 \mathrm{CO}_3$ 碳酸铵, $\mathrm{NH}_4 \mathrm{HCO}_3$ 碳酸氢铵, $\mathrm{NH}_4 \mathrm{~F}$ 氟化铵, $\mathrm{NH}_4$ 碘化铵, $\mathrm{NH}_4 \mathrm{Br}$ 溴化铵等。
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铵盐是离子型化合物,都是白色晶体 $\left(\mathrm{NH}_4 \mathrm{MnO}_4\right.$ 是紫黑色 $)$ ,易溶于水,溶水时吸热。
2. 受热分解 (不稳定性)
$$\begin{aligned}& \mathrm{NH}_4 \mathrm{Cl}==\mathrm{NH}_3 \uparrow+\mathrm{HCl} \uparrow \\& \mathrm{NH}_4 \mathrm{HCO}_3==\mathrm{NH}_3 \uparrow+\mathrm{CO}_2 \uparrow+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \text { (条件均为加热) }\end{aligned}$$
氯化铵受热分解为氯化氢和氨气,遇冷时二者又重新结合为氯化铵,类似于“升华”现象,但不同于 $\mathrm{I}_2$ 的升华。 $\mathrm{NH}_4 \mathrm{HCO}_3$ 加热 则完全气化,也出现类似“升华”的现象。
铵盐受热分解的产物要根据具体情况分析,一般与温度和铵盐里的酸根的氧化性等诸多因素有关。
如: $$\mathrm{NH}_4 \mathrm{NO}_3\stackrel{400K}{=}\mathrm{N}_2 \mathrm{O} \uparrow+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$$
3.与碱反应
可以用来检验铵根离子也可用来制作氨气。
用湿润红色石芯试纸在瓶口验满。
4.特征反应
$$\mathrm{NH}_4 \mathrm{Cl}+2 \mathrm{~K}_2\left[\mathrm{HgI}_4\right]+4 \mathrm{KOH}=\mathrm{Hg}_2 \mathrm{NI} \cdot \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \downarrow+\mathrm{KCl}+7 \mathrm{KI}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$$
生成的 $\mathrm{Hg}_2 \mathrm{NI} \cdot \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ 为红棕色沉淀,可以检验甚至微量的 $\mathrm{NH}_4^{+}$离子。 $K_2\left[\mathrm{HgI}_4\right]$ 和 $\mathrm{KOH}$ 的混合溶液又叫做奈斯勒试剂。
具有强烈的杀菌和抑霉防蛀性能。氯化十二烷基二甲基苄基铵可用作腈纶的匀染剂。季铵盐分子中的两个烷基是长链烷基的产品,对各种纤维具有良好的柔软作用,能使纤维膨胀柔软,外观美观而平滑,富有良好手感,是一种常用的纤维柔软剂。溴化双十八烷基二甲基铵,不仅是杀菌剂,而且对棉、毛、合成纤维织物都具有显著的柔软作用。十八烷基二甲基羟乙基铵硝酸盐是一种极好的抗静电剂。季铵盐还可作防水剂、缓染剂、石油破乳剂等。用脂肪酸为原料,经氨化制得脂肪腈,再经氢化为脂肪胺,然后将伯胺与溴代烷反应,即得季铵盐。亦可用叔胺为原料,在常压下与溴代烷加热直接缩合为季铵盐。