Ammonia và một số hợp chất ammonium SVIP

1. CẤU TẠO PHÂN TỬ AMMONIA

Phân tử ammonia có cấu trúc chóp tam giác, gồm ba liên kết cộng hóa trị phân cực N-H và một cặp electron không liên kết trên nguyên tử nitrogen.

2. TÍNH CHẤT CỦA AMMONIA

➤ Tính chất vật lí

Ammonia là khí không màu, mùi khai, nhẹ hơn không khí và dễ tan trong nước nhờ liên kết hydrogen.

Thí nghiệm tính tan của ammonium trong nước:

➤ Tính chất hóa học

Ammonia có tính khử và tính base.

- Ammonia tan trong nước tạo thành dung dịch có tính base yếu do có khả nhận proton. Dung dịch ammonia có thể làm quỳ tím hóa xanh và phenolphathlein chuyển sang màu hồng.

\(NH_3+H_2O⇌NH_4^++OH^-\)

- NH₃ phản ứng với acid tạo muối ammonium:

\(NH_3+HCl\rightarrow NH_4Cl\)

- Ammonia có thể cháy trong khí oxygen:

\(4NH_3+3O_2\overset{t^o}{\rightarrow}2N_2+6H_2O\)

- Ammonia bị oxi hóa bởi oxygen ở nhiệt độ cao (800 – 900 ^oC) với xúc tác Pt:

\(4NH_3+5O_2\overset{Pt,t^o}{\rightarrow}4NO+6H_2O\)

3. TỔNG HỢP AMMONIA

Ammonia được tổng hợp công nghiệp theo quá trình Haber - Bosch ở 400 - 600 ^oC, 200 bar, xúc tác bột sắt.

\(N_2\left(g\right)+3H_2\left(g\right)\overset{t^{o},p,xt}{\rightleftharpoons}2NH_3\left(g\right)\) \(\Delta_{r}H^{o}=-91,8\) \(kJ\)

Trong quá trình Haber – Bosch, hỗn hợp nitrogen và hydrogen được nén áp suất cao, đun nóng và cho qua xúc tác sắt. Ammonia sinh ra được ngưng tụ bằng làm lạnh để tách khỏi hỗn hợp, phần khí chưa phản ứng được tuần hoàn trở lại buồng phản ứng.

Sơ đồ của quá trình Haber

4. MUỐI AMMONIUM

➤ Tính chất vật lí của muối ammonium

Hầu hết muối ammonium tan tốt trong nước và phân li hoàn toàn tạo thành ion.

Các muối ammonium thường gặp: NH₄Cl, NH₄NO₃, NH₄ClO₄, NH₄HCO₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄H₂PO₄, (NH₄)₂HPO₄, (NH₄)₂Cr₂O₇.

➤ Tính chất hóa học của muối ammonium

Muối amoni phản ứng với kiềm khi đun nóng tạo khí NH₃ có mùi khai đặc trưng. Đây là dấu hiệu nhận biết ion NH₄⁺.

⚡ THÍ NGHIỆM (Nhận biết ion ammonium trong phân đạm)

- Thêm 2 mL nước cất vào ống nghiệm chứa 2 gam phân đạm ammonium và lắc đều cho tan hết.

- Thêm 2 mL dung dịch NaOH đặc vào ống nghiệm.

- Đun nóng nhẹ trên đèn cồn và đưa mẩu giấy pH ẩm vào miệng ống nghiệm.

Khi bị nung nóng, muối ammonium dễ dàng phân hủy do kém bền nhiệt.

Ví dụ:

\(NH_4Cl\overset{t^o}{\rightarrow}NH_3+HCl\)

\(NH_4HCO_3\overset{t^o}{\rightarrow}NH_3+CO_2+H_2O\)

\(NH_4NO_3\overset{t^o}{\rightarrow}N_2O+H_2O\)

5. ỨNG DỤNG

Ammonia và muối ammonium được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất.

➤ Ứng dụng của ammonia

Trong công nghiệp, ammonia được dùng để điều chế HNO₃, sản xuất phân bón, dung môi và chất làm lạnh.

➤ Ứng dụng của muối ammonium

- Ammonium nitrate (NH₄NO₃) là loại phân bón phổ biến, giúp cây phát triển nhanh hơn.

- Các muối ammoni khác được dùng trong sản xuất phân đạm và phân bón tổng hợp.

Phân đạm