15:48:5329/03/2019
Vậy Amoniac NH3 và hợp chất của nó như muối Amoni nitrat NH4NO3 , Amoni Clorua NH4Cl hay Amoni Sunfat [NH4]2SO4 có tính chất hoá học, tính chất vật lý và cấu tạo phân tử như thế nào? được điều chế và ứng dụng gì trong thực tế, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.
A. AMONIAC
I. Cấu tạo phân tử, tính chất vật lý của Amoniac NH3
1. Cấu tạo phân tử của Amoniac
- Amoniac là gì? Amoniac NH3 là hợp chất trong phân tử có 1 nguyên tử Nitơ ở đỉnh liên kết cộng hoá trị với 3 nguyên tử Hidro ở đáy tam giác.
- Cấu tạo phân tử amoniac:
2. Tính chất vật lý của Amoniac
- Là chất khí không màu, mùi khai và xốc.
- Khí NH3 tan rất nhiều trong nước: 1 lít nước ở 800C có thể hòa tan 800 lít khí NH3. Amoniac là chất tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac. Dung dịch amoniac đậm đặc có nồng độ 25%.
II. Tính chất hoá học của Amoniac
1. Amoniac có tính bazơ yếu
- Nguyên nhân: do cặp e chưa tham gia liên kết ở nguyên tử N
Ba[OH]2 > NaOH > NH3 > Mg[OH]2 > Al[OH]3
a] Amoniac phản ứng với nước [NH3 + H2O]
NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-
⇒ Dung dịch NH3 làm cho quỳ tím chuyển màu xanh, phenolphtalein không màu chuyển màu hồng.
b] Amoniac phản ứng với Axit → Muối Amoni
• PTPƯ: NH3 + HCl và NH3 + H2SO4
NH3 [khí] + HCl [khí] → NH4Cl [khói trắng]
NH3 + H2SO4 → NH4HSO4
2NH3 + H2SO4 → [NH4]2SO4
c] Amoniac tác dụng với dung dịch muối của các kim loại mà hidroxit không tan → bazơ và muối
• PTPƯ: NH3 + Muối dd → Bazơ + Muối
2NH3 + MgCl2 + 2H2O → Mg[OH]2 + 2NH4Cl
3NH3 + AlCl3 + 3H2O → Al[OH]3↓ + 3NH4Cl
* Chú ý: Với muối của Cu2+, Ag+ và Zn2+ có kết tủa sau đó kết tủa tan do tạo phức chất tan Cu[NH3]4[OH]2; Ag[NH3]2OH; Zn[NH3]4[OH]2.
CuSO4 + 2NH3 + 2H2O → Cu[OH]2↓ + [NH4]2SO4
Cu[OH]2 + 4NH3 → [Cu[NH3]3][OH]2 [xanh thẫm]
- Khi NH3 dư thì:
CuSO4 + 4NH3 → [Cu[NH3]3]SO4
2. Amoniac có tính khử mạnh
- Nguyên nhân: do N trong NH3 có mức oxi hóa thấp nhất -3
a] Amoniac tác dụng với O2 [NH3 + O2]
4NH3 + 3O2
4NH3 + 5O2
b] Amoniac tác dụng với Cl2 [NH3 + Cl2]
2NH3 + 3Cl2
8NH3 + 3Cl2 → N2↑ + 6NH4Cl
c] Amoniac tác dụng với oxit của kim loại
• PTPƯ: NH3 + CuO
3CuO + 2NH3
III. Điều chế và Ứng dụng của Amoniac
1. Điều chế Amoniac
+ Trong công nghiệp: tổng hợp từ N2 và H2
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 [4500C; Fe, p]
+ Trong phòng thí nghiệm:
◊ Cho muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm:
NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + H2O
◊ Nhiệt phân muối amoni
NH4Cl
NH4HCO3
2. Cách nhận biết Amoniac
- Khí không màu có mùi khai.
- Khí làm cho quỳ tím chuyển màu xanh hoặc làm cho phenolphtalein không màu chuyển màu hồng.
- Tạo khói trắng với HCl đặc.
3. Ứng dụng của Amoniac
- Sản xuất axit nitric, các loại phân đạm; điều chế hiđrazin làm nhiên liệu cho tên lửa.
- Amoniac lỏng được dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh.
B. MUỐI AMONI
I. Công thức cấu tạo, tính chất vật lý của Amoni
1. Công thức phân tử của muối Amoni
- Muối amoni là muối của NH3 với axit.
- Công thức tổng quát: [NH4]xA.
- Ví dụ: Amoni nitrat NH4NO3 , Amoni Clorua NH4Cl hay Amoni Sunfat [NH4]2SO4
2. Tính chất vật lí của muối Amoni
- Tất cả các muối amoni đều tan và là những chất điện li mạnh:
[NH4]xA → xNH4+ + Ax-
- Nếu muối amoni của axit mạnh [A là gốc axit của một axit mạnh] thì thủy phân tạo môi trường axit.
NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+
II. Tính chất hóa học của muối Amoni
1. Muối Amoni tác dụng với dung dịch axit → muối mới và bazơ mới
NH4HCO3 + HCl → NH4Cl + H2O + CO2
2. Muối Amoni tác dụng với dung dịch bazơ → muối mới + NH3 + H2O
NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl
3. Muối Amoni tác dụng với dung dịch muối → 2 muối mới
[NH4]2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NH4Cl
4. Muối amoni còn dễ bị phân hủy bởi nhiệt → NH3 và axit tương ứng.
NH4Cl
NH4HCO3
- Nếu axit tạo ra có tính oxi hóa mạnh thì axit đó sẽ oxi hóa NH3 để tạo thành các sản phẩm khác:
NH4NO2 → N2 + 2H2O
NH4NO3 → N2O + 2H2O
III. Cách điều chế và nhận biết muối Amoni
1. Điều chế muối Amoni
- NH3 + axit.
- Dùng phản ứng trao đổi ion.
2. Nhận biết muối Amoni
- Muối amoni tạo khí mùi khai với dung dịch kiềm
NH4+ + OH- → NH3 + H2O
C. BÀI TẬP VỀ AMONIAC VÀ MUỐI AMONI
Bài 2 trang 37 SGK hóa 11: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau và viết các phương trình hóa học:
Khí A
Biết rằng A là hợp chất của nitơ.
* Lời giải bài 2 trang 37 SGK hóa 11:
- Các phương trình phản ứng hóa học:
[1] Khí NH3 + H2O
[2] NH3 + HCl → NH4Cl
[3] NH4Cl + NaOH → NH3↑ + NaCl + H2O
[4] NH3 + HNO3 → NH4NO3
[5] NH4NO3 → N2O↑ + 2H2O
Bài 3 trang 37 SGK hóa 11: Hiện nay, để sản xuất amoniac, người ta điều chế nitơ và hiđro bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí metan [thành phần chính của khí thiên nhiên]. Phản ứng giữa khí metan và hơi nước tạo ra hiđro và cacbon đioxit. Để loại khí oxi và thu khí nitơ, người ta đốt khí metan trong một thiết bị kín chứa không khí.Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế khí hiđro, loại khí oxi và tổng hợp khí amoniac?
* Lời giải bài 3 trang 37 SGK hóa 11:
- Phương trình điều chế hiđro
CH4 + 2H2O -to, xt→ CO2 + 4H2
- Phương trình loại khí oxi:
CH4 + 2O2 -to→ CO2 + 2H2O
- Phương trình tống hợp amoniac:
N2 + 3H2
Bài 4 trang 38 SGK hóa 11: Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các dung dịch: NH3, Na2SO4, NH4Cl, [NH4]2SO4. Viết phương trình hoá học của các phản ứng đã dùng.
* Lời giải bài 4 trang 38 SGK hóa 11:
- Cho quỳ tím vào từng ống: ống màu xanh là dung dịch NH3; hai ống có màu hồng là NH4Cl và [NH4]2SO4; ống không có hiện tượng gì là Na2SO4.
- Cho Ba[OH]2 vào hai ống làm hồng quỳ tím. Nếu thấy ống nào có khí bay ra mùi khai là NH4Cl, ống vừa có khí bay ra mùi khai vừa có kết tủa là [NH4]2SO4.
[NH4]2SO4 + Ba[OH]2 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O
2NH4Cl + Ba[OH]2 → BaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
Bài 5 trang 38 SGK hóa 11: Muốn cho cân bằng của phản ứng tổng hợp amoniac sang phải, cần phải đồng thời:
A. Tăng áp suất và tăng nhiệt độ.
B. Giảm áp suất và giảm nhiệt độ.
C. Tăng áp suất và giảm nhiệt độ.
D. Giảm áp suất và tăng nhiệt độ.
* Lời giải bài 5 trang 38 SGK hóa 11:
- Đáp án: C. Tăng áp suất và giảm nhiệt độ.
- Phản ứng điều chế NH3:
Chiều thuận: N2 + 3H2