Tính Chất Hóa Học Của NH3 Và Cấu Tạo Phân Tử Muối Amoni

1. Công thức hóa học của Amoniac 

Amoniac là một từ được bắt nguồn từ tiếng Pháp và là một hợp chất vô sinh với công thức phân tử là NH3

Xét trong hình ảnh, một phân tử NH3 là sự tương tác giữa Nitơ và ba nguyên tử Hidro bằng ba liên kết cùng hóa trị phân cực. Sự phân cực này là do ở Nitơ với thừa electron (điện tích âm) và ở Hydro lại thừa điện tích dương. Cấu tạo của NH3 là hình chóp với nguyên tử Nitơ ở đỉnh. Ta với thể thấy trong hình ảnh rằng Nitơ còn một cặp electron. Đây chính là nguyên nhân tính bazơ của NH3.

2. Tính chất vật lý của NH3

Khí amoniac với mùi đặc trưng là mùi khai. Một lượng nhỏ khí NH3 trong tự nhiên được sinh ra ở thận (ở con người) nên nước tiểu thường với mùi khai đặc trưng của khí amoniac. Nồng độ amoniac to với khả năng gây chết người. 

Ngoài ra, NH3 còn tan nhiều trong nước. Nguyên nhân của hiện tượng này là do hidro dễ hình thành liên kết với nước. 

Chất khí Amoniac với tính chất dễ hóa lỏng và với độ phân từ khá to bởi liên kết N - H với tính phân cực to. Do đó, đây là dung môi hòa tan của nhiều chất. Bởi đặc tính là chất hòa tan dung môi hữu cơ dễ tương đối nước vì NH3 với hằng số điện môi nhỏ hơn nước. Vì vậy, lúc tác dụng với kim loại kiềm và những kim loại Ca, Sr và Ba sẽ hòa tan NH3 lỏng tạo ra dung dịch xanh thẫm.

3. Tính chất hóa học của NH3

Tính chất hóa học cơ bản của NH3 là tính khử và tính bazơ yếu. Để hiểu được những ứng dụng của NH3 trong thực tế cũng như giải được những bài tập, học trò cần nắm vững được những tính chất hoá học của NH3 dưới đây.

3.1. NH3 với tính bazơ yếu

Dung dịch amoniac làm cho quỳ tím hóa xanh và dung dịch phenolphtalein chuyển hồng. Điều này thể hiện cho việc amoniac với tính bazo. Nguyên nhân của vấn đề này là do cặp electron chưa tham gia liên kết ở nguyên tử Nitơ.  

Tính bazơ của amoniac yếu hơn NaOH và mạnh hơn Mg(OH)2. Xếp theo thứ tự giảm dần tính bazo, ta với: Ba(OH)2 → NaOH → NH3 → Mg(OH)2 → Al(OH)3

  • Amoniac phản ứng với nước để tạo ra OH-. Chính OH- làm xanh quỳ tím và làm hồng phenolphtalein. 

NH3 + H2O ⇔ NH4+ + OH-

  • Amoniac phản ứng với acid để tạo ra muối Amoni. 

VD: NH3 (khí) + HCl (khí) → NH4Cl (khói trắng)

  • Amoniac tác dụng với dung dịch muối của những kim loại mà hidroxit ko tan sẽ tạo ra bazo và muối. 

NH3 + Muối (dung dịch) → Bazơ + Muối mới

Lưu ý: Lúc amoniac phản ứng với muối của Cu2+, Ag+ và Zn2+ sẽ tạo ra kết tủa nhưng sau đó kết tủa sẽ tan do quá trình tạo phức chất tan.

3.2. NH3 với tính khử mạnh

Do nguyên tử Nitơ trong phân tử NH3 với mức oxi hóa thấp nhất -3 nên NH3 với tính khử mạnh. 

Vậy nên, amoniac với khả năng tác dụng với O2, Cl2 và oxit của kim loại. 

Chúng ta với những ví dụ sau

4NH3 + 3O → 2N2↑ + 6H2O (dưới tác dụng của nhiệt độ) 

8NH3 + 3Cl2 → N2↑ + 6NH4Cl

3CuO + 2NH3 → Cu + 3H2O + N2↑ (dưới tác dụng của nhiệt độ)

Ta với thể thấy rằng, khí NH3 kém bền với nhiệt, chúng dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao.

3.3. NH3 với khả năng tạo phức

Những dung dịch phức chất được tạo ra bởi quá trình dung dịch amoniac với khả năng hòa tan hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại.

Sự kết hợp những phân tử NH3 bằng những electron chưa sử dụng của nguyên tử Nitơ với ion kim loại tạo nên sự tạo thành những ion phức. 

Ví dụ: Lúc amoniac tác dụng với Cu(OH)2 sẽ tạo ra phức màu xanh thẫm. 

Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 (màu xanh thẫm)

4. Phương pháp điều chế Amoniac 

4.1. Trong phòng thí nghiệm

Dưới điều kiện của phòng thí nghiệm, NH3 thường được điều chế nhờ quá trình tương tác của muối amoni và kiềm hoặc nhờ sự phân hủy của những hợp chất nitơ. 

Sự tương tác của dung dịch amoniac đặc và Ca(OH)2 đặc là phương pháp điều chế NH3 nhanh nhất trong phòng thí nghiệm.

4.2. Trong công nghiệp

Phương pháp phổ biến nhất để điều chế khí NH3 trong công nghiệp là sử dụng phương pháp Haber thông qua quá trình kết hợp trực tiếp của N2 và H2 dưới điều kiện nhiệt độ cao, áp suất to và sự tương trợ của chất xúc tác. 

Phương trình hóa học: N2 + 3H2 ⇌ 2NH3

Ngoài phương pháp trên, chúng ta với thể sử dụng khí tự nhiên để điều chế amoniac. Khí tự nhiên sau lúc được khử lưu huỳnh sẽ thông qua chuyển đổi thứ cấp. Cuối cùng sau lúc thông qua những quá trình chuyển đổi CO, loại bỏ CO2,... chúng ta sẽ thu được hỗn hợp khí nito - hidro. Hỗn hợp này vẫn sẽ chứa khoảng 0.1 - 0.3% CO và CO2. Sau lúc thông qua quá trình tinh sạch, chúng ta sẽ thu được khí tinh khiết với tỉ lệ số mol Hidro: Nitơ là 3 : Một và sẽ được đưa vào máy nén, gắn thêm mạch vòng tổng hợp amoniac để thu được sản phẩm cuối cùng là NH3

5. Ứng dụng của NH3

Amoniac được sản xuất axit nitric. Ngoài ra chúng được sử dụng để sản xuất những loại phân với hàm lượng đạm cao như phân ure (NH2)2CO; phân amoni nitrat NH4NO3;…. 

Hidrazin (N2H4) làm nhiên liệu cho tên lửa và Amoni lỏng tiêu dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh đều được điều chế từ NH3

Ngoài ra, NH3 còn sự sử dụng với vai trò trung hòa chất ô nhiễm như oxit nitơ được thải ra từ động cơ diesel. 

6. Những tính chất của muối Amoni

Tinh thể ion gồm cation NH4+ và anion gốc acid được gọi là muối amoni. 

6.1. Tính chất vật lý

Những hợp chất tinh thể ion bao gồm Nh4+ và gốc acid được gọi là muối amoni. Cấu trúc của một phân tử muối amoni sẽ bao gồm cation NH4+ và anion gốc acid. 

Tính chất vật lý đặc trưng của muối amoni là tan nhiều trong dung dịch nước. Trong nước, muối amoni sẽ điện li hoàn toàn thành những ion.

6.2. Tính chất hóa học

Tính chất hóa học của amoni được đặc trưng bởi ba phản ứng. 

Thứ nhất, phản ứng thủy phân của muối amoni sẽ tạo ra môi trường với tính acid (làm đỏ quỳ tím).

Phản ứng hóa học: NH4+ + H-OH → NH3 + H3O+ 

Thứ hai, muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm. Vai trò của phản ứng này rất quan yếu. Phản ứng được sử dụng để nhận mặt những ion amoni và điều chế amoniac trong điều kiện phòng thí nghiệm. 

Thứ ba, phản ứng nhiệt phân của muối amoni. Do chứa gốc acid trong cấu trúc của phân tử amoni sẽ ko bị oxi hóa. Nên lúc nung nóng, muối amoni sẽ bị thủy phân thành NH3

Ví dụ như NH4HCO3 (bột nở) sản sinh ra khí NH3 tạo ra những lỗ trống để làm bông bánh trong thứ tự làm bánh. 

Ngoài ra, muối amoni cũng bị nhiệt phân cho sản phẩm là N2, N2O

7. Bài tập vận dụng về tính chất hóa học của NH3

Câu 1: Trong phòng thí nghiệm, với thể thu được khí NH3 bằng cách nào trong những phương án dưới đây: 

A. Sử dụng khí NH3 đẩy ko khí bằng cách ngửa bình 

B. Thu khí NH3 bằng cách sục khí NH3 qua nước 

C. Sử dụng khí NH3 đẩy ko khí bằng cách úp bình 

D. Tất cả những đáp án đều sai

→ Đáp án đúng là C. Sử dụng khí NH3 đẩy ko khí bằng cách úp bình 

Giảng giải: Do NH3 nhẹ hơn so với ko khí nên trong điều kiện phòng thí nghiệm, người ta sẽ thu khí amoniac bằng phương pháp đẩy ko khí với mồm bình úp xuống. 

Câu 2: Hút dung dịch (NH4)2SO4 rồi nhỏ từ từ vào dung dịch Ba(OH)2. Hiện tượng xảy ra là?

A. Phản ứng xuất hiện kết tủa trắng 

B. Phản ứng ko với hiện tượng 

C. Phản ứng với khí mùi khai bay lên và với kết tủa keo trắng 

D. Phản ứng với khí mùi lúc bay lên

→ Đáp án đúng là C. Với khí mùi khai bay lên và với kết tủa keo trắng

Giảng giải: Do lúc (NH4)2SO4 tác dụng với Ba(OH)2 sẽ tạo ra khí amoniac bay lên (khí với mùi khai đặc trưng) và tạo ra BaSO4 kết tủa (màu trắng). 

 

Câu 3: Những tính chất hóa học đặc trưng của khí NH3 là gì? 

A. NH3 với tính khử mạnh 

B. NH3 với tính khử và tính bazơ yếu 

C. NH3 với tính oxh mạnh 

D. NH3 với tính khử mạnh và tính oxh yếu 

→ Đáp án đúng là B. NH3 với tính khử và tính bazơ yếu

Giảng giải: 

Do lúc hoà tan với nước, NH3 với phản ứng: NH3 + H2O → NH4+ + OH- nên NH3 là một chất với tính bazơ yếu. 

Ngoài ra, trong phân tử NH3, N với số oxi hóa là -3, là số oxi hóa thấp nhất. Vì vậy, NH3 với tính khử. 

Câu 4: Mệnh đề nào sau đây về NH3 là đủ nhất? 

A. NH3 là một bazơ mạnh 

B. NH3 là một chất khử

C. NH3 vừa với tính khử của một chất khử mạnh vừa với tính chất của một bazơ mạnh

D. NH3 chỉ với tính bazơ yếu và tính khử mà ko thể hiện tính oxi hóa

→ Đáp án đúng là B. NH3 là một chất khử

Giảng giải: 

Do nguyên tử Nitơ trong phân tử NH3 với mức oxi hóa thấp nhất -3 nên NH3 với tính khử mạnh. 

 

Câu 5: Nhờ phản ứng với dung dịch kiềm mạnh, đun nóng mà chúng ta với thể  phân biệt muối amoni với những muối khác. Sau đó, lúc những chất đã tương tác với nhau thì  ống thử đựng muối amoni sẽ với hiện tượng nào: 

A. Muối nóng chảy ở nhiệt độ khó xác định 

B. Thoát ra chất khí với màu đỏ

C. Thoát ra chất khí ko màu và với mùi sốc 

D. Thoát ra chất khí màu hồng, ko mùi, ko vị 

→ Đáp án đúng là C. Thoát ra chất khí ko màu với mùi sốc 

Giảng giải: 

Do quá trình phân hủy muối amoni tạo ra khí NH3 (ko màu, với màu khai đặc trưng). Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân của muối amoni sẽ tùy theo thực chất của amoni gốc acid với trong muối (với hay ko với tính oxi hóa) mà sản phẩm của quá trình nhiệt phân muối amoni sẽ thay đổi theo.

 

Câu 6: Mệnh đề  nhận xét về muối amoni nào sau đây là sai? 

A. Muối amoni bền với nhiệt 

B. Những muối amoni đều là chất điện li cực mạnh 

C. Tất cả những muối amoni đều tan trong nước 

D. Những muối amoni đều bị thủy phân trong điều kiện môi trường thường ngày.

→ Đáp án đúng là A. Muối amoni bền với nhiệt 

Giảng giải: 

Tất cả những muối amoni đều kém bền với nhiệt và sẽ bị thủy phân trong điều kiện nhiệt độ cao. Nguyên nhân của hiện tượng này là do cấu trúc của ion ko bền.

 

Câu 7: Để tách riêng NH3 ra khỏi hỗn hợp những khí bao gồm N2, H2, NH3 trong công nghiệp, người ta đã: 

A. Cho hỗn hợp qua nước vôi trong dư 

B. Cho hỗn hợp qua bột CuO nguội lạnh

C. Đưa và máy nén và làm lạnh hỗn hợp để hóa lỏng NH3

D. Cho hỗn hợp qua dung dịch H2SO4 đặc

→ Đáp án đúng là C. Đưa vào máy nén và làm lạnh hỗn hợp để hóa lỏng NH3

Giảng giải: Sau lúc thông qua quá trình tinh sạch khí amoniac, chúng ta sẽ thu được khí tinh khiết với tỉ lệ số mol Hidro : Nitơ là 3 :Một và sẽ được đưa vào máy nén, gắn thêm mạch vòng tổng hợp amoniac để thu được sản phẩm cuối cùng là NH3

Câu 8: Chất nào sau đây với khả năng làm khô khí NH3 với lẫn tương đối nước

A. P2O

B. H2SO4 đặc 

C. CuO bột 

D. NaOH rắn

→ Đáp án đúng là D. NaOH rắn

Giảng giải: 

NaOH xảy ra phản ứng mãnh liệt với nước nhưng ko tác dụng với NH3. Nên chúng với tác dụng làm khô khí NH3 với lẫn tương đối nước. 

Câu 9: Nguyên nhân của tính bazơ ở NH3

A. Trên Nito còn cặp electron tự do 

B. Phân tử với ba liên kết cùng hóa trị 

C. NH3 tan trong nhiều trong H2

D. NH3 tác dụng với nước tạo thành nhiều NH4OH

→ Đáp án đúng là A. Trên Nito còn cặp e tự do

Giảng giải: 

Dung dịch amoniac làm cho quỳ tím hóa xanh và dung dịch phenolphtalein chuyển hồng. Nguyên nhân của vấn đề này là do cặp electron (điện tích âm) chưa tham gia liên kết ở nguyên tử Nitơ.

Câu 10: Trong quá trình làm bánh, người ta thường tiêu dùng muối nào sau đây để bánh nở to?

A. (NH4)2SO

B. NH4HCO

C. CaCO

D. NaCl

→ Đáp án đúng là B. NH4HCO3 

Giảng giải: 

Trong đời sống hằng ngày, người ta hay sử dụng NH4HCO3 trong thứ tự làm bánh là do trong quá trình nướng bánh, NH4HCO3 sẽ bị phân hủy tạo ra khí NH3 và CO3. Do đó, bánh nở to và tạo nhiều lỗ trống, bánh sẽ trở nên mềm và xốp hơn. 

Trên đây là toàn bộ những thông tin cần thiết liên quan tới tính chất hóa học của NH3 của chương trình hóa học. Đây là một phần rất quan yếu trong chương trình ôn thi đại học và đòi hỏi những em phải nắm thật chắc. Chúc những em ôn tập tốt. Ngoài ra, em với thể truy cập ngay vào Vuihoc.vn để học thêm nhiều bài giảng hoặc liên hệ trung tâm tương trợ để được hướng dẫn thêm nhé!

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *