Номер 7, страница 11, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Почему хлорид аммония $NH_4Cl$ используют при паянии для очистки поверхности меди от оксида меди $CuO$?

Решение

Хлорид аммония ($NH_4Cl$), также известный как нашатырь, используется в качестве флюса при паянии для очистки металлических поверхностей от оксидных пленок. Эффективность хлорида аммония для очистки поверхности меди от оксида меди(II) ($CuO$) обусловлена химическими реакциями, которые происходят при высокой температуре пайки.

Процесс можно разбить на несколько ключевых этапов:

1. Термическое разложение. При нагревании выше 340 o C хлорид аммония подвергается обратимому разложению на два газообразных вещества: аммиак ($NH_3$) и хлороводород ($HCl$).

Уравнение реакции:

$NH_4Cl(тв.) \xrightarrow{t} NH_3(г.) + HCl(г.)$

2. Реакция с оксидом меди. Образовавшийся газообразный хлороводород ($HCl$) является активным химическим реагентом. Он вступает в реакцию с оксидом меди(II) ($CuO$), который покрывает поверхность меди и препятствует смачиванию припоем. В результате этой кислотно-основной реакции образуется хлорид меди(II) ($CuCl_2$) и вода.

Уравнение реакции:

$CuO(тв.) + 2HCl(г.) \rightarrow CuCl_2(тв./ж.) + H_2O(г.)$

В отличие от тугоплавкого оксида меди, хлорид меди(II) является солью, которая при температурах пайки становится либо жидкой, либо достаточно летучей, чтобы легко удаляться с поверхности металла, обнажая чистую медь.

3. Дополнительные реакции. Второй продукт разложения, аммиак ($NH_3$), также способствует очистке. Во-первых, он может связывать образующийся хлорид меди в хорошо растворимый комплексный аммиакат меди, который легко смывается расплавленным припоем.

$CuCl_2 + 4NH_3 \rightarrow [Cu(NH_3)_4]Cl_2$

Во-вторых, при высоких температурах аммиак может действовать как восстановитель, напрямую восстанавливая оксид меди до металлической меди.

$3Cuo + 2NH_3 \xrightarrow{t} 3Cu + N_2 + 3H_2O$

Таким образом, основная функция хлорида аммония как флюса заключается в химическом преобразовании нерастворимой и несмачиваемой оксидной пленки в летучие или легко удаляемые соединения, что обеспечивает создание чистого металлического контакта для качественной пайки.

Ответ:

Хлорид аммония ($NH_4Cl$) используют при паянии, так как при нагревании он разлагается на хлороводород ($HCl$) и аммиак ($NH_3$). Хлороводород вступает в реакцию с оксидом меди ($CuO$), превращая его в летучий хлорид меди($CuCl_2$), который испаряется или удаляется, очищая поверхность меди. Это позволяет припою хорошо смочить поверхность и создать прочное соединение.