Ứng Dụng Amoniac Và Muối Amoni

A. Amoniac

I. Cấu tạo phân tử

Trong phân tử amoniac, nguyên tử N liên kết với ba nguyên tử hiđro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực.

Trong phân tử NH3NH3, nguyên tử N còn có một cặp electron hóa trị có thể tham gia liên kết với nguyên tử khác.

II. Tính chất vật lí

– Amoniac là chất khí không màu, có mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí.

– Khí amoniac tan rất nhiều trong nước: ở điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan được khoảng 800 lít khí amoniac.

III. Tính chất hóa học

1. Tính bazơ yếu

a. Tác dụng với nước

Khi tan trong nước, NH3NH3 kết hợp với ion H+H+ của nước, tạo thành ion amoni NH+NH+ và ion hiđroxit OH−OH−, làm cho dung dịch có tính bazơ và dẫn điện.

Trong dung dịch, amoniac là bazơ yếu. Dùng giấy quỳ tím ẩm để nhận biết khí amoniac, quỳ tím sẽ chuyển thành màu xanh.

b. Tác dụng với dung dịch muối

Dung dịch amoniac có thể tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại, tạo thành kết tủa hiđroxit của các kim loại đó.

c. Tác dụng với axit

Amoniac tác dụng với dung dịch axit tạo ra muối amoni.

2. Tính khử

Trong phân tử amoniac, nitơ có số oxi hóa thấp nhất là -3 nên có tính khử.

a. Tác dụng với oxi

Amoniac cháy trong oxi cho ngọn lửa màu vàng, tạo ra khí nitơ và hơi nước.

b. Tác dụng với clo

Clo oxi hóa mạnh amoniac tạo ra nitơ và hiđro clorua, đồng thời NH3NH3 kết hợp ngay với HCl tạo thành “khói” trắng NH4ClNH4Cl.

IV. Ứng dụng

Amoniac được dùng để:

– Sản xuất axit nitric, phân đạm như urê, amoni nitrat, amoni sunfat, …

– Điều chế hiđrazin N2H4N2H4 làm nhiên liệu cho tên lửa.

– Amoniac lỏng được dùng làm chất gây lạnh trong thiết bị lạnh.

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

Khí amoniac được điều chế bằng cách đun nóng muối amoni, thí dụ NH4ClNH4Cl, với Ca(OH)2Ca(OH)2:

2NH4Cl + Ca(OH)2−→toCaCl2+ 2NH3↑ + 2H2O2NH4Cl + Ca(OH)2→toCaCl2+ 2NH3↑ + 2H2O

Để làm khô khí, người ta cho khí amoniac vừa tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống (CaO).

Để điều chế nhanh một lượng nhỏ khí amoniac, người ta đun nóng dung dịch amoniac đậm đặc.

2. Trong công nghiệp

Khí amoniac được tổng hợp từ nitơ và hiđro theo phản ứng thuận nghịch và tỏa nhiệt sau:

N2(k) + 3H2(k)⇆to,p,xt2NH3(k)N2(k) + 3H2(k)⇆to,p,xt2NH3(k)                      ∆H < 0

Với các điều kiện sau:

– Nhiệt độ: 450 – 500 ^oC.

– Áp suất cao: 200 – 300 atm.

– Chất xúc tác là sắt kim loại được trộn thêm Al2O3,K2OAl2O3,K2O, …

Hỗn hợp khí tạo ra được làm lạnh để tách hóa lỏng amoniac.

B. Muối Amoni

I. Tính chất vật lí

Tất cả các muối amoni đều tan nhiều trong nước, khi tan điện li hoàn toàn thành các ion. Ion NH+4NH4+ không có màu.

I. Tính chất hóa học

1. Tác dụng với dung dịch kiềm

Dung dịch muối amoni đậm đặc phản ứng với dung dịch kiềm khi đun nóng sẽ cho khí amoniac bay ra.

Tính chất này dùng để nhận biết ion amoni và điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm.

2. Phản ứng nhiệt phân

Các muối amoni dễ bị phân hủy bởi nhiệt:

– Muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa khi đun nóng dễ bị phân hủy thành amoniac.

– Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa như axit nitrơ, axit nitric khi bị nhiệt phân cho ra N2,N2ON2,N2O (đinitơ oxit).