Amoniac là gì? Kiến thức lý thuyết và các dạng bài tập amoniac và muối amoni? Cách nhận biết muối amoni?… Trong phạm vi bài viết dưới đây, hãy cùng DINHNGHIA.VN tìm hiểu về chủ đề amoniac và muối amoni cùng những nội dung liên quan nhé!.
Amoniac là gì?
Cấu tạo phân tử của Amoniac
- Nguyên tử N liên kết với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết cộng hóa trị có cực.
- Nguyên tử N còn có 1 cặp e hoá trị.
- Nguyên tử N có số oxi hóa thấp nhất -3
- Phân tử có cấu tạo không đối xứng nên phân tử \(NH_{3}\) phân cực.
Tính chất vật lý của Amoniac
- Là chất khí không màu, mùi khai, xốc, nhẹ hơn không khí
- Tan nhiều trong nước, tạo thành dd có tính kiềm
- Khí \(NH_{3}\) tan nhiều trong nước làm giảm P trong bình và nước bị hút vào bình. Phenolphtalein chuyển thành màu hồng \(\rightarrow\) \(NH_{3}\) có tính bazơ.
- Dung dịch \(NH_{3}\) đậm đặc trong phòng thí nghiệm có nồng độ 25% (N = 0,91g/\(cm^{3}\)).
Tính chất hóa học của Amoniac
Tính bazơ yếu
- Tác dụng với nước
- Khi hoà tan khí \(NH_{3}\) vào nước, 1 phần các phân tử \(NH_{3}\) phản ứng tạo thành dd bazơ \(\rightarrow\) dd \(NH_{3}\) là bazơ yếu:
\(NH_{3} + H_{2}O \rightleftharpoons NH_{4}^{+} + OH^{-}\)
- Làm quỳ tím chuyển sang màu xanh
- Tác dụng với dung dịch bazơ
- Dung dịch \(NH_{3}\) có khả năng làm kết tủa nhiều hiđroxít kim loại:
\(AlCl_{3} + 3NH_{3} + 3H_{2}O \rightarrow Al(OH)_{3} + 3NH_{4}Cl\)
\(Al^{3+} + 3NH_{3} + 3H_{2}O \rightarrow Al(OH)_{3} + 3NH_{4}^{+}\)
- Tác dụng với axít
\(2NH_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4}\)
\(NH_{3} + HCl \rightarrow NH_{4}Cl\)
Tính khử
Trong phân tử \(NH_{3}\), N có số oxi hóa là -3. Nitơ có các số oxi hóa là -3,0,+1,+2,+3,+4,+5. Như vậy trong các phản ứng hóa học khi có sự thay đổi số oxi hóa, số oxi hóa của N trong \(NH_{3}\) chỉ có thể tăng lên \(\rightarrow\) thể hiện tính khử.
- Tác dụng với oxi
\(4NH_{3} + 3O_{2} \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} 2N_{2} + 6H_{2}O\)
- Tác dụng với Clo
\(2NH_{3} + 3Cl_{2} \rightarrow N_{2} + 6 HCl\)
Nếu \(NH_{3}\) dư :
\(NH_{3} + HCl \rightarrow NH_{4}Cl\) (khói trắng)
Ứng dụng của Amoniac là gì?
- Sản xuất \(HNO_{3}\)
- Sản xuất phân đạm và dd \(NH_{3}\) có thể sử dụng trực tiếp làm phân bón
- Điều chế \(N_{2}H_{4}\) làm nhiên liệu cho tên lửa
- \(NH_{3}\) lỏng dùng làm chất làm lạnh cho thiết bị lạnh
- Sử dụng trong công nghiệp đông lạnh (sản xuất nước đá, bảo quản nông phẩm…)
- Sử dụng trong công nghiệp môi trường (loại bỏ một số khí gây ô nhiễm như \(SO_{2}\)…)
Điều chế Amoniac như nào?
Trong phòng thí nghiệm
- Đun nóng muối amoni với \(Ca(OH)_{2}\) hay dd kiềm:
\(2NH_{4}Cl + Ca(OH)_{2} \rightarrow CaCl_{2} + 2NH_{3} + 2H_{2}O\)
- Để làm khô khí, ta cho khí \(NH_{3}\) có lẫn hơi nước qua bình vôi sống CaO.
- Điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí \(NH_{3}\), ta đun nóng dung dịch \(NH_{3}\) đậm đặc.
Trong công nghiệp
\(N_{2} + 3H_{2} \overset{450-500^{\circ}C}{\rightarrow} 2NH_{3}\)
\(\Delta H < 0\)
Điều kiện:
- Nhiệt độ: \(450 – 500^{\circ}C\)
- Áp suất: 200 – 300 atm
- Chất xúc tác: \(Fe_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3}, K_{2}O\)
Muối amoni là gì?
Muối amoni là chất tinh thể ion gồm cation amoni \(NH_{4}^{+}\) và anion gốc axít.
Ví dụ: \(NH_{4}Cl, (NH_{4})_{2}SO_{4}, (NH_{4})_{2}CO_{3}\)
Tính chất vật lý của muối Amoni
- Tinh thể
- Đều tan trong nước
- Ion \(NH_{4}^{+}\) không màu
Tính chất hoá học của muối Amoni
- Tác dụng với bazơ kiềm
\((NH_{4})_{2}SO_{4} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + 2NH_{3} + 2H_{2}O\)
Phương trình ion thu gọn:
\(NH_{4}^{+} + OH^{-} \rightarrow NH_{3} + H_{2}O\)
\(\rightarrow\) Điều chế \(NH_{3}\) trong Phòng thí nghiệm và nhận biết muối amoni.
- Phản ứng nhiệt phân
- Muối amoni tạo bởi axít không có tính oxi hoá: \((HCl, H_{2}CO_{3})\rightarrow NH_{3}\)
\(NH_{4}Cl \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} NH_{3} + HCl\)
\((NH_{4})_{2}CO_{3} \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} NH_{3} + NH_{4}HCO_{3}\)
\(NH_{4}HCO_{3} \overset{t^{\circ}}{\rightarrow}NH_{3} + CO_{2} + H_{2}O\)
- \((NH_{4})_{2}CO_{3},NH_{4}HCO_{3}\) ở nhiệt độ thường cũng tự phân huỷ; ở nhiệt độ cao phản ứng xảy ra nhanh hơn. Dùng \(NH_{4}HCO_{3}\) trong bột nở.
- Muối amoni tạo bởi axít có tính oxi hoá: \((HNO_{2}, HNO_{3}) \rightarrow N_{2} ,N_{2}O\)
\(NH_{4}NO_{2} \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} N_{2} + 2H_{2}O\)
\(NH_{4}NO_{3} \overset{t^{\circ}}{\rightarrow} N_{2}O + 2H_{2}O\)
Bài tập về amoniac và muối amoni
Ví dụ 1: Cho dung dịch NaOH dư vào 150,0 ml dung dịch \((NH_{4})_{2}SO_{4}\) 1,00M, đun nóng nhẹ.
- Viết phương trình hoá học ở dạng phân tử và dạng ion rút gọn?
- Tính thể tích khí (đktc) thu được?
Cách giải:
- \(NaOH + (NH_{4})_{2}SO_{4} \rightarrow 2NH_{3} + Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O\)
\(NH_{4}^{+} + OH^{-} \rightarrow 2NH_{3} + H_{2}O\)
- \(n_{(NH_{4})_{2}SO_{4}} = 0,15,1 = 0,15\, (mol)\)
Theo phương trình:
\(n_{NH_{3}} = 2n_{(NH_{4})_{2}SO_{4}} = 0,15.2 = 0,3\, (mol)\)
\(V_{NH_{3}} = 0,3. 22,4 = 6,72\, (l)\)
Ví dụ 2: Phải dùng bao nhiêu lít khí nitơ và bao nhiêu lít khí hiđro để điều chế 17,00 gram \(NH_{3}\). Biết rằng hiệu suất chuyển hoá thành amoniac là 25%. Các thể tích khí được đo ở đktc.
Cách giải:
\(N_{2} + 3H_{2} \rightleftharpoons 2NH_{3}\)
\(n_{NH_{3}} = \frac{17}{17} = 1\, (mol)\)
Theo phương trình:
\(n_{N_{2}} = \frac{1}{2}n_{NH_{3}} = \frac{1}{2}.1 = 0,5\, (mol)\)
\(n_{H_{2}} = \frac{3}{2}n_{NH_{3}} = \frac{3}{2}.1 = 1,5\, (mol)\)
Do hiệu suất 25% nên:
\(n_{N_{2}} = 2\, (mol)\) và \(n_{H_{2}} = 6\, (mol)\)
\(\Rightarrow V_{N_{2}} = 2.22,4 = 44,8\, (l)\)
và \(V_{H_{2}} = 22,4.6 = 134,4 \, (l)\)
Trên đây là tổng hợp kiến thức lý thuyết và bài tập về amoniac và muối amoni. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về chủ đề amoniac và muối amoni. Chúc bạn luôn học tốt!
