Woda Amoniakalna, Amoniak Aq. 25%

Amoniak wodny 25%

Inne nazwy: Amoniak wodny, woda amoniakalna, aqua ammoniaca, roztwór wodorotlenku amonu
Wzór chemiczny: NH₃(aq)
Stężenie: 25% w/w NH₃ w wodzie
Masa molowa (NH₃): 17.03 g/mol
Numer CAS: 1336-21-6
SMILES: N.O
Wygląd: Przezroczysta, bezbarwna ciecz
Zapach: Silny, charakterystyczny, ostry zapach amoniaku

Amoniak wodny 25% jest stężonym roztworem wodnym zawierającym około 25% masowych amoniaku (NH₃). Chociaż amoniak wodny jest często określany jako wodorotlenek amonu, roztwór ten trafniej opisuje się jako układ dynamicznej równowagi zawierający rozpuszczony amoniak cząsteczkowy, jony amonowe, jony wodorotlenkowe oraz wodę. Amoniak działa jako słaba zasada Brønsteda i odwracalnie reaguje z wodą zgodnie z równowagą NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻. Jon amonowy ma pK_a o wartości około 9.25 w 25 °C, co nadaje stężonym roztworom amoniaku silnie zasadowy charakter. Amoniak jest także ważnym ligandem koordynacyjnym i może tworzyć trwałe kompleksy amminowe z licznymi jonami metali przejściowych, dzięki czemu amoniak wodny jest użyteczny w chemii nieorganicznej, analitycznej i koordynacyjnej.

Właściwości chemiczne i fizyczne

Amoniak wodny 25% jest bezbarwną, wysoce lotną cieczą zasadową. Dane doświadczalne i referencyjne dla roztworów o takim stężeniu podają gęstość około 0.90–0.91 g/cm³ w pobliżu temperatury pokojowej.

25% roztwór amoniaku wodnego ma temperaturę wrzenia około 38 °C pod ciśnieniem atmosferycznym oraz temperaturę zamarzania bliską −58 °C. Wartości te znacznie różnią się od właściwych dla czystej wody, ponieważ układ amoniak–woda wykazuje silnie zależne od składu zachowanie równowagi para–ciecz.

Ciśnienie pary 25% roztworu wynosi około 48 kPa w 20 °C. Amoniak preferencyjnie przechodzi do fazy gazowej, dlatego skład odsłoniętego roztworu może się zmieniać wskutek odparowywania amoniaku. Badania doświadczalne równowagi para–ciecz wykazały silnie nieidealne zachowanie mieszanin amoniak–woda w szerokich zakresach temperatury, ciśnienia i składu.

Amoniak jest całkowicie mieszalny z wodą w stężeniach istotnych dla handlowych roztworów wodnych. Jego właściwości zasadowe wynikają z transferu protonu między rozpuszczonym NH₃ a wodą. Oprócz chemii kwasowo‑zasadowej wolna para elektronowa azotu umożliwia amoniakowi koordynację jonów metali, tworząc charakterystyczne kompleksy metal–ammin. Zachowanie to jest szczególnie istotne w układach miedzi, niklu, cynku i innych metali przejściowych.

Zastosowania

Amoniak wodny 25% jest szeroko stosowany jako zasadowy odczynnik laboratoryjny i przemysłowy. Używa się go do regulacji pH, neutralizacji kwaśnych mieszanin reakcyjnych oraz wytwarzania kontrolowanych warunków zasadowych w syntezie chemicznej i procedurach analitycznych.

W chemii nieorganicznej i analitycznej amoniak wodny stosuje się w selektywnym strącaniu i reakcjach kompleksowania. Generowane w roztworze jony wodorotlenkowe mogą sprzyjać wytrącaniu wodorotlenków metali, natomiast sam amoniak może koordynować rozpuszczone jony metali i modyfikować ich rozpuszczalność, specjację i reaktywność.

Amoniak wodny o wysokiej czystości jest ważnym odczynnikiem procesowym w produkcji półprzewodników i mikroelektroniki. Jest składnikiem procesu RCA Standard Clean 1, w którym łączy się wodorotlenek amonu, nadtlenek wodoru i ultraczystą wodę w celu usuwania cząstek i zanieczyszczeń z powierzchni płytek krzemowych. Badania nad procesami półprzewodnikowymi kładą zatem szczególny nacisk na kontrolę śladowych zanieczyszczeń metalicznych w roztworach wodorotlenku amonu o wysokiej czystości.

Amoniak wodny jest również stosowany jako środowisko badawcze w studiach nad termodynamiką roztworów, równowagą para–ciecz, solwatacją molekularną i chemią koordynacyjną. Mieszaniny amoniak–woda były szeroko badane, ponieważ ich właściwości termodynamiczne silnie zależą od stężenia, temperatury i ciśnienia.

Źródła literaturowe

1. PubChem. Ammonium Hydroxide, CID 14923. National Center for Biotechnology Information. Physical properties, composition, identifiers and aqueous ammonia data.
2. Smolen T. M., Manley D. B., Poling B. E. “Vapor-liquid equilibrium data for the ammonia-water system and its description with a modified cubic equation of state.” Journal of Chemical & Engineering Data, 1991, 36(2), 202–208. DOI: 10.1021/je00002a017.
3. Rizvi S. S. H., Heidemann R. A. “Vapor-liquid equilibria in the ammonia-water system.” Journal of Chemical & Engineering Data, 1987, 32(2), 183–191. DOI: 10.1021/je00048a017.
4. Greenlee L. F., Renner J. N., Foster S. L. “The Use of Controls for Consistent and Accurate Measurements of Electrocatalytic Ammonia Synthesis from Dinitrogen.” ACS Catalysis, 2018, 8(9), 7820–7827. DOI: 10.1021/acscatal.8b02120.
5. Manjusha R., Shekhar R., Jaikumar S. “Direct determination of impurities in high purity chemicals by electrolyte cathode discharge atomic emission spectrometry (ELCAD-AES).” Microchemical Journal, 2019, 145, 301–307. DOI: 10.1016/j.microc.2018.10.052.
6. Mace E. J., Vrabec J. “Thermodynamic properties of ammonia-water mixtures in the vapor-liquid, critical, and Widom regions.” The Journal of Chemical Physics, 2025, 163, 184305. DOI: 10.1063/5.0293089.

Safety

Signal Word: Danger

Handling and Storage

• Storage Conditions: Store in tightly closed containers in a cool, well-ventilated area. Keep away from acids and incompatible materials.

• Handling Precautions: Avoid inhalation of vapors. Use with adequate ventilation and wear suitable protective equipment. Prevent contact with skin and eyes.