Amoniac [NH3] là một hợp chất vô cơ có tính ứng dụng cao. Do có nhiều ứng dụng nên nó được nghiên cứu, điều chế một cách cẩn thận và tỉ mỉ. Bạn đã biết cách điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm chưa? Việc nghiên cứu điều chế trong thí nghiệm giúp chúng ta nhận biết được gì?
Khái niệm về Amoniac [NH3]
Amoniac [NH3] là một trong những hợp chất được con người tìm kiếm qua nghiên cứu trao đổi dinh dưỡng của thực vật. Đây là một hợp chất hữu cơ trong phân tử có chứa 1 nguyên tử Nitơ liên kết đơn với 3 nguyên tử Hidro.
Cấu tạo phân tử của Amoniac
Bởi vì trong phân tử của hợp chất này còn có một cặp electron hóa trị nên nó có thể tham gia các phản ứng hóa học khác, liên kết thêm với các nhóm nguyên tử khác.
Trong tự nhiên, Amoniac [NH3] được sinh ra từ hiện tượng sấm sét trước cơn mưa rào, những phân tử Nitơ và Hidro trong không khí sẽ kết hợp với nhau, dưới tác động nhiệt của sét, áp suất không khí.
Amoniac [NH3] có tính chất vật lý gì?
Theo kiến thức tổng hợp, Amoniac [NH3] ở điều kiện bình thường sẽ ở dạng thể khí, không có màu, có mùi khai đặc trưng, khi hít phải cảm giác sốc nhẹ. Khí Amoniac [NH3] nhẹ hơn không khí nên khi mở nắp lọ chứa hóa chất, chúng ta sẽ thấy mùi khai bốc lên nhanh chóng.
Với cấu tạo phân tử, khí Amoniac [NH3] có thể dễ dàng tan trong nước, để tạo thành dung dịch Amoniac [NH3].
Amoniac [NH3] có những tính chất hóa học nào?
Amoniac [NH3] có tính chất hóa học nào?
Để hiểu rõ hơn về Amoniac [NH3], chúng ta sẽ nghiên cứu các tính chất hóa học của chúng. Một số phản ứng hóa học thể hiện tính chất của Amoniac [NH3] như:
Đổi màu quỳ tím
Đưa giấy quỳ tím vào khí Amoniac [NH3] ẩm thì rất nhanh quỳ tím sẽ chuyển thành màu xanh.
Phản ứng cháy
Amoniac [NH3] cháy sẽ sinh ra ngọn lửa màu vàng, sản phẩm tạo ra khí nitơ và hơi nước.
Tác dụng với nước
Đây là một trong những tính chất hóa học đầu tiên của Amoniac [NH3]. Khi khí Amoniac [NH3] tan trong nước sẽ kết hợp với ion H+ của nước. Từ đó sẽ tạo thành ion amoni NH4+ & ion hiđroxit OH−. Dung dịch Amoniac [NH3] sau đó có tính bazo nhẹ và có thể dẫn điện.
Phương trình minh họa: NH3 + H2O ⇆ NH4+ + OH-
Tác dụng với axit
Amoniac [NH3] có thể tác dụng axit tạo ra hợp chất muối amoni.
NH3 + HCl → NH4Cl [khói trắng]
NH3 + H2SO4 → NH4HSO4
NH3 + H2SO4 → [NH4]2SO4
Tác dụng với các phi kim [thể hiện tính khử]
Amoniac [NH3] thể hiện tính khử trong các phản ứng với phi kim điển hình, phim kim mạnh. Ví dụ như:
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O [nhiệt độ cao]
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O [nhiệt độ 800oC, xúc tác Pt]
2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl [nhiệt độ cao]
8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl
Tác dụng với oxit kim loại
Amoniac [NH3] khi tác dụng với oxit kim loại sẽ lấy đi oxi, trả lại kim loại tinh khiết.
3CuO + 2NH3 → Cu + 3H2O + N2
Tác dụng với muối
Amoniac [NH3] có thể tác dụng với rất nhiều loại muối kim loại để tạo ra hợp chất kết tủa.
Phương trình minh họa:
3NH3 + AlCl3 +3H2O → Al[OH]3 [kết tủa] + 3NH4Cl
2NH3 + MgCl2 + H2O → Mg[OH]2 + 2NH4Cl
2NH3 + CuSO4 + 2H2O → Cu[OH]2 [kết tủa] +[NH4]2SO4
Chú ý: Với muối của Cu, Ag, Zn thì phản ứng sẽ có kết tủa sau đó chuyển thành phức chất tan.
||Ôn tập kiến thức:
Cách Điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm, để điều chế Amoniac [NH3], chúng ta thực hiện bằng cách đun nóng các loại muối amoni. Khi có tác động bởi nhiệt độ, các muối sẽ bị phân hủy sinh ra khí Amoniac [NH3].
Hình ảnh điều chế Amoniac [NH3]
Phương trình điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm như sau:
2NH4Cl + Ca[OH]2 → CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
Phương pháp điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm để thu được khí NH3 khô, không lẫn hơi nước thì chúng ta sẽ cho khí này đi qua bình đựng vôi sống CaO.
||Xem thêm: Điều Chế HNO3 Trong Phòng Thí Nghiệm
Cách điều chế NH3 trong công nghiệp
Cách điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm khá đơn giản, thu được một lượng khí Amoniac [NH3] nhỏ để phục vụ mục đích nghiên cứu. Đối với việc sản xuất Amoniac [NH3] số lượng lớn, chúng ta sẽ sử dụng cách điều chế công nghiệp, cho Nitơ tác dụng với Hidro.
N2[k] + 3H2[k] ⇆ to,p,xt2NH3[k] ∆H < 0
Điều kiện để xảy ra phản ứng là nhiệt độ từ 450 – 500oC, áp suất 200 – 300atm, các chất xúc tác phản ứng là: Al2O3, K2O, K2OAl2O3,… Khi thu được khí Amoniac [NH3] chúng ta tiến hành làm lạnh nhanh để thu được nó ở thể lỏng.
Ứng dụng của Amoniac [NH3] trong cuộc sống
Ứng dụng của Amoniac [NH3] trong thực tế
Trong cuộc sống, Amoniac [NH3] thường được điều chế dùng để:
- Sản xuất các loại phân bón cho cây trồng như: amoni nitrat, phân đạm như urê, amoni sunfat,…
- Điều chế hidrazin N2H4 [một trong những loại nhiên liệu cho tên lửa]
- Hóa lỏng để làm chất gây lạnh trong các thiết bị điện lạnh.
Bài viết trên chúng tôi đã gửi đến bạn đọc cách điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm cụ thể, tính ứng dụng của NH3 trong thực tế. Chúc các bạn học thật tốt bộ môn Hóa học nhé.
||Bài viết liên quan khác:
NH3 hay còn gọi là khí amoniac là loại khí phổ biến và được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu. Vậy theo những bạn sở hữu bao nhiêu cách điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Hãy cùng thuvienhoidap.net tìm hiểu chủ đề hóa học này nha.
Bạn đang xem: Cách điều chế nh3 trong phòng thí nghiệm
Những cách điều chế NH3
a – Cách điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm, NH3 thường được điều chế bằng tác dụng của muối amoni và kiềm hoặc sự thủy phân tiện dụng của những hợp chất nitơ.
Sử dụng muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm để điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm.
Và cách này cũng được sử dụng để nhận mặt sự hiện diện của những ion amoni.
- 2NH4Cl + Ca[OH]2 → NH3 + CaCl2 + 2H2O
Sử dụng phương pháp thủy phân những hợp chất nitơ trong nước để thu được dung dịch amoniac.
- Li3N + 3H2O → 3LiOH + NH3↑
Phương pháp điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm nhanh nhất là cho nước amoniac đặc và NaOH đặc phản ứng với nhau.
b – Cách điều chế NH3 trong công nghiệp
Với nhiều cách điều chế khí amoniac trong công nghiệp, nhưng cách phổ biến nhất là sử dụng phương pháp Haber thông qua sự kết hợp trực tiếp của N2 và H2 trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao và một chất xúc tác
Sử dụng khí thiên nhiên để điều chế amoniac
Khí thiên nhiên trước hết được khử lưu huỳnh, sau đó thông qua chuyển đổi thứ cấp và sau đó thông qua những quá trình chuyển đổi carbon monoxide, loại bỏ carbon dioxide… để thu được hỗn hợp nitơ-hydro, vẫn chứa khoảng 0,1% tới 0,3% cacbon monoxit và cacbon đioxit, và được metan hóa Sau lúc loại bỏ tác dụng, thu được một khí tinh khiết sở hữu tỉ lệ số mol hiđro trên nitơ là 3, được nén sử dụng máy nén và đi vào mạch vòng tổng hợp amoniac để thu được sản phẩm là amoniac.
Amoniac [NH3] là gì?
Amoniac là một chất vô sinh, sở hữu công thức hóa học là NH3, là chất khí ko màu, sở hữu mùi hắc.
Gồm một nguyên tử nitơ sở hữu 5 electron hóa trị, trong đó sở hữu 3 electron chưa ghép đôi, lúc kết hợp với nguyên tử hydro, mỗi nguyên tử nitơ sở hữu thể kết hợp với 3 nguyên tử hidro để tạo thành phân tử amoniac thông qua liên kết cùng hóa trị sở hữu cực.
Nguyên tử nitơ trong phân tử amoniac sở hữu một cặp electron duy nhất. Cấu trúc ko gian của phân tử amoniac là phân tử hình chóp tam giác.
Amoniac được biết là tự nhiên xuất hiện ở nhiều nơi trong môi trường như đất, ko khí và trong thảm thực vật. Cũng sở hữu thể lưu ý rằng thân thể con người tạo ra amoniac một cách tự nhiên trong lúc phân hủy những thực phẩm chứa protein thành những axit amin.
Tính chất vật lý của NH3
- Là một chất khí ko màu, sở hữu mùi hắc nồng như mùi nước tiểu.
- Hòa tan trong nước, etanol và ete.
- Bị phân hủy thành nitơ và hydro ở nhiệt độ cao, sở hữu tác dụng khử.
- Khối lượng phân tử tương đối: 17.031
- Tỷ trọng của khí amoniac ở điều kiện tiêu chuẩn: 0,771g / L
- Điểm nóng chảy: -77,7 °C
- Điểm sôi: -33,5 ℃
- Rất dễ tan trong nước [khối lượng: 1:700 hoặc khối lượng 53,97g / 100g]
- Điểm đánh lửa tự động: 651,1 ℃
- Áp suất tối đa: 11,2MPa
- Hệ số nén tối đa: 0,242
- Hệ số giãn nở nhiệt chất lỏng: 0,0025 1 / ℃ ở 25 ℃
- Tỷ lệ nhiệt dung riêng của khí: 1,301
Tính chất hóa học của NH3
Vì NH3 là dung dịch bazơ nên nó mang đầy đủ tính chất hóa học của bazơ như tác dụng với axit, muối, oxi hóa…
a – NH3 phản ứng với dung dịch axit
Vì NH3 là một bazơ yếu nên sở hữu thể tác dụng được với nhiều dung dịch axit để tạo thành muối.
NH3 tác dụng với axit HNO3 để tạo thành sản phẩm là muối Amoni nitrat.
NH3 tác dụng với axit H2SO4 để tạo thành sản phẩm là muối amoni sunfat
Amoniac tác dụng với axit HCl để tạo thành muối Amoni clorua
Amoniac tác dụng với axit photphoric để tạo thành muối Amoni photphat
NH3 tác dụng với axit axetic để tạo thành muối Amoni axetat
- NH3 + CH3COOH → CH3COONH4
Amoniac tác dụng với axit cacbonic để tạo thành muối Amoni bicacbonat
b – Phản ứng oxi hóa khử
NH3 sở hữu thể phản ứng với oxi, khí cacbon
NH3 tác dụng với oxi
Khí amoniac bị đốt cháy trong ko khí để tạo thành khí NO và nước
Lúc đốt cháy khí amoniac trong oxi thuần chất thì sản phẩm tạo thành là khí N2 và nước
- 4NH3 + 3O2 [ oxi thuần chất] → 2N2 + 6H2O
Amoniac tác dụng với khí cacbon
c – Phản ứng thế của NH3
Một dạng của phản ứng thay thế là hiđro trong phân tử amoniac được thay thế bởi những nguyên tử hoặc nhóm khác để tạo ra một loạt những chất dẫn xuất amoniac.
Một dạng khác là amoniac thay thế những nguyên tử hoặc nhóm trong những hợp chất khác bằng những nhóm amin hoặc imino của nó.
- COCl2 + 4NH3 → CO[NH]2 + 2NH4Cl
- HgCl2 + 2NH3 → Hg[NH2]Cl + NH4Cl
d – Phản ứng với oxit kim loại
NH3 sở hữu thể khử những oxit kim loại thành kim loại thuần chất.
Ví dụ phản ứng khử đồng ra khỏi hợp chất đồng oxit của NH3
- 2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 2H2O
Đây là một phản ứng oxi hóa – khử , sử dụng amoniac và đồng oxit để đun nóng cùng nhau, thể hiện tính khử của amoniac.
Khí amoniac sở hữu thể khử hợp chất bạc oxit thành bạc thuần chất
- 3Ag2O + 2NH3 → 6Ag + N2 + 3H2O
Hoặc NH3 sở hữu thể khử oxit sắt thành sắt thuần chất
- Fe2O3 + 2NH3 → 2Fe + N2 + 3H2O
e – NH3 tác dụng với dung dịch muối
Vì sở hữu tính bazơ nên NH3 tác dụng với dung dịch muối để tạo thành bazơ mới và muối mới.
Ví dụ phản ứng hóa học giữa amoniac với muối sắt III clorua
- FeCl3 + 3NH3 + 3H2O → Fe[OH]3 + 3NH4Cl
Phản ứng giữa amoniac với muối đồng sunfat
- CuSO4 + 2NH3 + 2H2O → Cu[OH]2↓ + [NH4]2SO4
Phản ứng giữa amoniac với bạc clorua
- AgCl + 2NH3 + H2O → [Ag[NH3]2]OH + HCl
Những phản ứng với dung dịch muối khác
- FeSO4 + 2NH3 + 2H2O → Fe[OH]2 + [NH4]2SO4
- AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al[OH]3 + 3NH4Cl
Cách nhận mặt NH3
Với nhiều cách nhận mặt dung dịch amoniac gồm:
- Cách 1: Thử bằng giấy quỳ đỏ ướt, giấy thử chuyển sang màu xanh lam chứng tỏ sở hữu khí amoniac. Vì NH3 sở hữu tính bazơ yếu nên sở hữu thể đổi màu giấy quỳ tím sang màu xanh.
- Cách 2: Nhúng một đũa thủy tinh vào dung dịch axit clohiđric đặc nếu thấy sở hữu khói trắng, chứng tỏ sở hữu khí amoniac.
- Cách 3: Sử dụng những thiết bị điện tử hay kit test nhanh amoniac để nhận mặt hàm lượng hay nồng độ NH3 trong nước.
- Cách 4: Lúc thêm vào dung dịch đồng sunfat, amoniac làm dung dịch chuyển sang màu xanh lam đậm.
- NH3 + CuSO4 + H2O → [Cu[NH3]4[H2O]]SO4
Ứng dụng của amoniac
- Được sử dụng làm phân bón vì nó làm tăng năng suất cây trồng, những loại phân sở hữu hàm lượng đạm cao như phân urê, phân amoni nitrat… đều sản xuất từ khí amoniac.
- Được sử dụng trong gia đình như một chất tẩy rửa, NH3 được pha với nước để làm sạch thép ko gỉ và thủy tinh.
- Amoniac được sử dụng trong những sản phẩm thực phẩm như một chất kháng khuẩn.
- Được sử dụng nó như một chất làm lạnh, trong những nhà máy nước đá.
- Được sử dụng trong công nghiệp lên men.
- Được sử dụng như một chất điều chỉnh pH trong quá trình lên men.
- NH3 được sử dụng để trung hòa chất ô nhiễm như oxit nitơ thải ra từ động cơ diesel.
- Được tiêu dùng làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa.
- Được sử dụng trong những ngành công nghiệp dệt may, được sử dụng trong sản xuất sợi tổng hợp như rayon và nylon.
Những tác hại mà khí amoniac
Lúc xúc tiếp với amoniac với nồng độ nhẹ
- Nhiễm độc amoniac ở mức độ nhẹ sở hữu biểu hiện như viêm mũi , viêm họng , đau họng và phát âm khàn. Amoniac đi vào khí quản và truất phế quản sở hữu thể gây ho, khạc đờm và sở hữu máu trong đờm.
- Với thể ho ra máu nặng và phù phổi, khó thở, ho sở hữu bọt trắng hoặc đờm sở hữu máu, phổi nổi nhiều bọng nước to, vừa và to. Bệnh nhân đau rát cổ họng, ho, khạc ra máu hoặc ho ra máu, tức ngực và đau sau xương ức .
Lúc xúc tiếp với amoniac thường xuyên
- Ngộ độc amoniac cấp tính biểu hiện chủ yếu là kích ứng niêm mạc đường hô hấp và bỏng. Những triệu chứng thay đổi tùy theo nồng độ amoniac, thời kì hít vào và mức độ nhạy cảm của tư nhân.
- Ngộ độc cấp tính nhẹ: khô họng, đau họng, khàn tiếng , ho, khạc ra đờm, tức ngực và nhức đầu nhẹ, chóng mặt, mỏi mệt, viêm truất phế quản và viêm truất phế quản .
- Ngộ độc cấp tính vừa: Những triệu chứng trên nặng lên, khó thở, thỉnh thoảng sở hữu đờm đỏ ngầu, tím tái nhẹ, xung huyết kết mạc rõ, phù nề thanh quản, phổi sở hữu ran ẩm ướt và khô.
- Ngộ độc nặng cấp tính: ho dữ dội, nhiều đờm sở hữu bọt màu hồng, khó thở, tim đập nhanh, khó thở, nặng hơn nữa là phù thanh quản, tím tái rõ ràng, hoặc hội chứng suy hô hấp cấp , tràn khí màng phổi nặng và khí truất phế thũng trung thất.
Bạn đang đọc bài viết từ chuyên mục Hóa học tại website //edu.dinhthienbao.com.