Bài 8: Amoniac và muối amoni
A. AMONIAC (NH3)
I. Cấu tạo phân tử:
Cấu tạo hình chóp, đỉnh là N (mang điện âm), đáy là 3 nguyên tử H (mang điện dương)
- NH3 là phân tử phân cực.
- Nguyên tử N trong phân tử NH3 có số oxh -3 là thấp nhất trong các số oxh có thể có của N
II. Tính chất vật lý:
- Chất khí, không màu, mùi khai và xốc.
- Nhẹ hơn không khí .
- Tan nhiều trong nước, tạo dd kiềm. (1 lít nước hòa tan 800lít NH3).
- Dung dịch đậm đặc có C% = 25%. (d = 0,91g/ml).
III. Tính chất hóa học :
1) Tính bazơ yếu:
a) Tác dụng với nước: Khi hòa tan khí NH3 vào nước một phần các phân tử NH3 phản ứng
NH3 + H2O D NH4+ + OH-
Dung dịch dẫn điện yếu và làm xanh giấy quỳ ẩm, phenolphtalein hóa hồng.
b. Tác dụng với axit: Khí NH3 và dd NH3 đều tác dụng được.
NH3 + HCl D NH4Cl.
(Amoniclorua)
Khí NH3 và khí HCl phản ứng tạo muối dạng khói trắng.
c) Tác dụng với axit:
Vd : NH3 + 2H2SO4 → (NH4)2SO4
NH3 (k) + HCl(k)→ NH4Cl
(không màu) (không màu) ( khói trắng )
→ nhận biết khí NH3
3. Tính khử:
a) Tác dụng với O2 :
b) Tác dụng với Cl2 :
2. Tính khử:
a. Với oxi: cháy với ngọn lửa vàng.
Có Phương trình xác tác , sẽ tạo NO
b) Tác dụng với Cl2 :
IV. Ứng dụng:
- Sản xuất HNO3, phân đạm.
- Sản xuất N2H4 (hidrazin) làm nhiên liệu cho tên lửa.
- NH3 lỏng làm chất gây lạnh trong các thiết bị lạnh.
V. Điều chế :
1. Trong phòng thí nghiệm:
- Muối amoni phản ứng với dung dịch kiềm
Ví dụ:
NH4Cl + NaOH →NH3 + NaCl + H2O
NH4+ + OH- → NH3 + H2O
- Đun nóng dung dịch NH3 đậm đặc.
2. Trong CN : Tổng hợp từ các nguyên tố
Các biện pháp khoa học đã áp dụng:
Tăng áp suất: 200-300 atm.
Giảm nhiệt độ : 450-500oC.
Chất xúc tác : Fe/Al2O3.K2O
Vận dụng chu trình khép kín để nâng cao hiệu suất phản ứng.
B. Muối amoni : (NH4)nX
I. Ví dụ và định nghĩa:
Ví dụ: NH4Cl, NH4NO3, NH4HSO4, (NH4)2CO3...
Định nghĩa : Muối amoni là chất tinh thể ion, gồm cation NH4+ và anion gốc axit.
II. Tính chất vật lí :
- Muối amoni là hợp chất tinh thể ion, phân tử gồm cation NH4+ và gốc axit.
- Tất cả muối amoni đều tan, là chất điện li mạnh.
III. Tính chất hóa học:
1. Tác dụng với bazơ kiềm.
Tác dụng với dd kiềm:
VD: Ca(OH)2 + 2NH4Cl -t0-> CaCl2 + NH3 + H2O.
Phương trình ion thu gọn:
OH- + NH4+ --> NH3 + H2O.
→ điều chế NH3 trong PTN và nhận biết muối amoni.
Tác dụng với dd muối:
VD: NH4Cl + AgNO3 → AgCl + NH4NO3.
Phương trình ion thu gọn : Cl- + Ag+ → AgCl.
* Tác dụng với dd axit:
VD:
(NH4)2CO3 + 2HCl → 2NH4Cl +CO2 + H2O.
Phương trình ion thu gọn :
CO32- + 2H+ → CO2 + H2O.
2. Phản ứng nhiệt phân:
Tất cả các muối amoni đều bị nhiệt phân.
Muối chứa gốc của axit không có tính oxi hóa --t0-> NH3 + axit tương ứng.
Vd:
Muối chứa gốc của axit oxi hóa như NO2-, NO3-, SO42- -t0--> hỗn hợp sản phẩm.
III. Ứng dụng:
Được dùng để sản xuất phân bón. Sản xuất thuốc nổ đen chứa 75% KNO3, 10% S và 15% C.
C. CHU TRÌNH NITƠ TRONG TỰ NHIÊN:
- Động vật, Thực vật chuyển Nitơ trong đất → protein Thực vật và Động vật
- Phân, xác chết... → Nitơ cho đất, một phần bị vi khuẩn phân hóa thành nitơ không khí.
- Không khí (xúc tác sấm sét) → HNO3 → đất.
- Vi khuẩn chuyển nitơ trong không khí → thành hợp chất cho cây.
- Các loại phân bón tăng N cho đất.