Bài 8. Amoniac và muối amoni

A. AMONIAC

I. CẤU TẠO PHÂN TỬ

Trong phân tử amoiac:

N liên kết với H bằng liên kết cộng hóa trị có cực.

Có cấu tạo hình chóp với nguyên tử N ở đỉnh.

Nguyên tử N có cặp electron hóa trị tham gia liên kết với nguyên tử khác.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

- Là chất khí không màu, mùi khai, xốc, nhẹ hơn không khí

- Tan nhiều trong nước, tạo thành dd có tính kiềm  

- Khí NH₃ tan nhiều trong nước làm giảm P trong bình và nước bị hút vào bình. Phenolphtalein chuyển thành màu hồng ⇒ NH₃ có tính bazơ.

- Dung dịch NH₃ đậm đặc trong phòng thí nghiệm có nồng độ 25% (N = 0,91g/cm³).

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1.Tính bazơ yếu

a) Tác dụng với H₂O giải phóng OH- và dẫn điện

b) Tác dụng với dung dịch muối tạo thành kết tủa hiđroxit. Ví dụ

AlCl₃ + 2NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓+ 3NH₄Cl

Al³⁺+3NH₃+3H₂O → Al(OH)₃ ↓  + 3NH₄⁺

c) Tác dụng với axit tạo muối amoni

2NH₃ +  H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

NH₃ +  HCl → NH₄Cl

2.Tính khử

Trong phân tử NH₃ nguyên tử N có số oxi hóa là -3 là số oxi hóa thấp nhất vì vậy amoniac có tính khử.

a) Tác dụng với oxi: 4NH₃ + 3O₂ 2N₂ + 6H₂O 

b)Tác dụng với clo:  NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl.

Kết luận: Amoniac có các tính chất hoá học cơ bản: Tính bazơ yếu và Tính khử     

IV. ỨNG DỤNG

- Sản xuất HNO₃

- Sản xuất phân đạm và dd NH₃ có thể sử dụng trực tiếp làm phân bón

- Điều chế N₂H₄ làm nhiên liệu cho tên lửa

- NH₃ lỏng dùng làm chất làm lạnh cho thiết bị lạnh

- Sử dụng trong công nghiệp đông lạnh (sản xuất nước đá, bảo quản nông phẩm...)

- Sử dụng trong công nghiệp môi trường (loại bỏ một số khí gây ô nhiễm như SO₂...)

V. ĐIỀU CHẾ

1. Trong phòng thí nghiệm

- Đun nóng muối amoni với Ca(OH)₂ hay dd kiềm: 2NH₄Cl+Ca(OH)₂ → CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

- Để làm khô khí, ta cho khí NH₃ có lẫn hơi nước qua bình vôi sống CaO.

- Điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí NH₃, ta đun nóng dung dịch NH3 đậm đặc.

2. Trong công nghiệp

N₂ + 3H₂  2NH₃       △H<0

Nhiệt độ: 450 – 500^oC

Áp suất: 200- 300 atm

Chất xúc tác: Fe/Al₂O₃, K₂O

MUỐI AMONI

Muối amoni là chất tinh thể ion gồm cation amoni NH₄⁺ và anion gốc axít. Ví dụ: NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄, (NH₄)₂CO₃

I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Tất cả các muối amoni đều tan nhiều trong nước, khi tan điện li hoàn toàn tạo thành các ion. Ion NH₄⁺ không màu

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1.Tác dụng với dung dịch kiềm

(NH₄)₂SO₄ + 2NaOH  → Na₂SO₄ + 2NH₃ + 2H₂O.

Phương trình ion thu gọn: NH₄⁺ + OH^- → NH₃  + H₂O 

2.Phản ứng nhiệt phân

Muối amoni tạo bởi axít không có tính oxi hoá: (HCl,H₂CO₃) → NH₃

NH₄Cl  NH₃  + HCl 

(NH₄)₂CO₃   NH₃  + NH₄HCO₃

NH₄HCO₃  NH₃ + CO₂+ H₂O 

Muối amoni tạo bởi axít có tính oxi hoá: (HNO2, HNO3) → N2 , N2O

NH₄NO₂  N₂ + 2H₂O

NH₄NO₃  N₂O + 2H₂O