Amoniac

Revision as of 12:50, 27 December 2018 by Minhngoc25a (talk) (Đã lùi lại sửa đổi của 113.168.111.77 (Thảo luận) quay về phiên bản cuối của Tuanminh01)
(diff) ← Older revision | Latest revision (diff) | Newer revision → (diff)

Template:Dữ liệu hóa chất Amoniac (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp ammoniac /amɔnjak/),[1] còn được viết là a-mô-ni-ắc,[1] là một hợp chất vô cơ có công thức phân tử NH3. Trong tự nhiên, amoniac sinh ra trong quá trình bài tiết và thối rữa xác sinh vật.

Cấu tạo phân tử

Do có 3 electron độc thân, nên nguyên tử nitơ trong phân tử amoniac tạo thành ba liên kết cộng hóa trị với ba nguyên tử hidro.

Phân tử NH3 có cấu tạo hình chóp, với nguyên tử nitơ ở đỉnh và ba nguyên tử hidro ở đáy tạo thành một tam giác. Ba liên kết N - H đều là liên kết cộng hóa trị có phân cực: Ở N có dư điện tích âm, ở các nguyên tử H có dư điện tích dương.

Tính chất vật lý

  • điều kiện tiêu chuẩn, nó là một chất khí độc, có mùi khai, tan nhiều trong nước (ở điều kiện thường 1 lít nước hòa tan được 800 lít amoniac) do hình thành liên kết hiđro với phân tử nước.
  • NH3 có độ phân cực lớn do phân tử NH3 có cặp electron tự do và liên kết N–H bị phân cực. Do đó NH3 là chất dễ hoá lỏng.
  • NH3 là dung môi hoà tan tốt: NH3 hoà tan các dung môi hữu cơ dễ hơn nước do có hằng số điện môi nhỏ hơn nước. Kim loại kiềm và các kim loại Ca, Sr, Ba có thể hòa tan trong NH3 lỏng tạo dung dịch xanh thẫm.

Tính chất hóa học

  • Trong amoniac, nitơ có số oxi hóa thấp nhất nên amoniac có tính khử. Ví dụ như trong phản ứng hóa học:
2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O (500°C)
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (xúc tác Pt, 800°C)
2NH3 + 3CuO → N2 + 3Cu + 3H2O (đun nóng)
  • Thêm nữa, amoniac tương đối kém bền bởi nhiệt. Nó có thể bị phân hủy tại nhiệt độ cao (600 °C) theo phản ứng hóa học:
2NH3 <math>\rightleftarrows</math> N2 + 3H2
  • Tác dụng với ion kim loại chuyển tiếp tạo ion phức: 2NH3 + Ag+ → [Ag(NH3)2]+
  • Nguyên tử hiđrô trong amoniac có thể bị thế bởi nguyên tử kim loại loại kiềm hoặc nhôm:

2NH3 + 2Na →  2NaNH2 + H2 (350 °C)

2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2 (800-900 °C)

  • Tác dụng với dung dịch muối: 3NH3 + AlCl3 +3H2O ---> Al(OH)3 + 3NH4Cl

Tính bazơ yếu

Tan trong nước

Theo học thuyết Brønsted-Lowry, NH3 khi tan trong nước, một phần nhỏ các phân tử amoniac kết hợp với ion H+ của nước tạo thành cation amoni NH4+ và giải phóng anion OH-, lúc này nước sẽ đóng vai trò là axit.
NH3 + H2O → NH4+ + OH-
Ion OH- làm cho dung dịch có tính bazơ, tuy nhiên so với dung dịch kiềm mạnh (thí dụ xút, potat, nước vôi trong...) cùng nồng độ thì nồng độ anion OH- do amoniac tạo thành nhỏ hơn nhiều. Do có tính bazơ nên dung dịch amoniac làm cho quỳ tím hóa xanh còn dung dịch phenolphtalein từ không màu chuyển thành hồng. Do đó để phát hiện amoniac, người ta dùng quỳ tím ẩm để nhận ra khí này.

Dễ phân hủy

NH4OH dễ bị phân hủy trong dung dịch giải phóng khí amoniac theo phương trình ion rút gọn sau:
NH4+ + OH- → NH3 + H2O

Tác dụng với axit

nhỏ|H.1 Sự tạo thành "khói" amoni clorua Amoniac (ở dạng khí cũng như dung dich) dễ dàng trung hòa axit tạo thành muối amoni.

Thí dụ: 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 hay NH3 + H+ → NH4+

Khi đặt hai bình mở nút đựng dung dịch HCl đặc và dung dịch NH3 ở gần nhau thì thấy có "khói" màu trắng tạo nên (hình 1). Do HCl và NH3 là những hợp chất dễ bay hơi nên chúng đã hóa hợp với nhau tạo thành tinh thể muối amoni clorua, chính tinh thể này đã tạo nên hiện tượng "khói".
NH3 (k) + HCl (k) → NH4Cl (r)
Phản ứng này được dùng để nhận biết khí amoniac.

Tác dụng với dung dịch muối

nhỏ|261.96x261.96px|H.2 Sục khí amoniac vào dung dịch đồng (II) sunfat tạo kết tủa xanh lam và dung dịch amoni clorua. Dung dịch amoniac có khả năng tạo kết tủa nhiều hidroxit kim loại khi tác dụng

Thí dụ trong hình 2, dung dịch amoniac đã phản ứng với dung dịch đồng (II) sunfat tạo kết tủa xanh lam:
NH3 + H2O + CuSO4 → (NH4)2SO4 + Cu(OH)2

Khả năng tạo phức

Điều chế

  1. Trong phòng thí nghiệm: 2NH4Cl + Ca(OH)2 → NH3 + CaCl2 + H2O
  2. Trong công nghiệp:
  • Phần lớn NH3 (90%) được sản xuất theo phương thức Haber-Bosch với <math>\mathrm{N_2}</math> từ không khí, <math>\mathrm{H_2}</math> từ khí Mêtan (<math>\mathrm{CH_4}</math>) và nước.
CH4 + H2O <math>\rightleftarrows</math> CO + 3H2 (xúc tác Ni, nhiệt độ cao)

N2 + 3H2 <math>\rightleftarrows</math> 2NH3 (ΔH = –92 kJ/mol)

Phản ứng trên thuận nghịch và tỏa nhiệt, do đó phải có các điều kiện phù hợp để chuyển dịch cân bằng về bên phải theo nguyên lý Le Chatelier. Thực tế, phản ứng này thường được thực hiện ở 450-500°C, 200-300 atm, xúc tác là hỗn hợp Fe, Al2O3, K2O... nhưng hiệu suất chỉ từ 20-25%.
  • Phương thức CaCN2 của Rothe-Frank-Caro:
CaCN2 + 3H2O → CaCO3 + 2NH3
  • Phương thức Persek từ nitrua nhôm AlN và nước:
2AlN + 3H2O → Al2O3 + 2NH3
  • Từ NO và H2:
2NO + 5H2 → 2NH3 + 2H2O

Ứng dụng

Ứng dụng chủ yếu của amoniac là điều chế phân đạm, điều chế axit nitric, là chất sinh hàn, sản xuất hiđrazin N2H4 dùng làm nhiên liệu cho tên lửa. Ngoài ra, dung dịch amoniac còn được dùng làm chất tẩy rửa gia dụng.

Nguy hiểm

Nếu hít nhiều amoniac sẽ bị bỏng đường hô hấp (rát cổ họng).

Tham khảo

  1. 1,0 1,1 Đặng Thái Minh, “Dictionnaire vietnamien - français. Les mots vietnamiens d’origine française”, Synergies Pays riverains du Mékong, n° spécial, năm 2011. ISSN: 2107-6758. Trang 49.
  1. Hóa học vô cơ, tập hai, Hoàng Nhâm, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.
  2. Sách giáo khoa Hóa học 11 nâng cao, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.

Liên kết ngoài

Template:Hợp chất nitơ Template:Thể loại Commons

Thể loại:Hợp chất hydro Thể loại:Hợp chất nitơ Thể loại:Bazơ Thể loại:Chu trình nitơ Thể loại:Độc chất học Thể loại:Hóa chất gia dụng

Thể loại:Từ gốc Pháp