Amoniac và muối amoni

Amoniac và muối amoni được Khoahoc biên soạn tổng hợp lại là các nội dung chính trong bài 8 Hóa 11, hy vọng giúp ích cho các bạn học trong quá trình ôn luyện ghi nhớ kiến thức hóa học.

A. Amoniac

I. Cấu tạo phân tử

Trong phân tử amoiac: nguyên tử N liên kết với H bằng liên kết cộng hóa trị có cực.

Phân tử NH₃ có cấu tạo hình chóp với nguyên với nguyên tử N ở đỉnh. Đáy là một tam giác mà đỉnh là ba nguyên tử H. 

Nguyên tử N có cặp electron hóa trị tham gia liên kết với nguyên tử khác.

II. Tính chất vật lí 

Amoniac là chất khí không màu, có mùi khai và sốc, nhẹ hơn không khí.

Khí amoniac tan nhiều trong nước

Ở điều kiện thường, 1 lít nước có hòa tan 800 lít amoniac.

III. Tính chất hóa học

1. Tính bazơ yếu

1.1. Tác dụng với H₂O

NH₃ kết hợp với H⁺ của nước , tạo thành ion amoni NH₄⁺, giải phóng OH^- và dẫn điện

NH₃ + H₂O NH₄⁺ + OH^- 

Trong dung dịch, Amoniac là bazơ yếu. Có thể làm quỳ tím ẩm chuyển thành màu xanh. 

1.2. Tác dụng với dung dịch muối

Dung dịch amoniac tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại tạo thành kết tủa hiđroxit.

Thí dụ:

AlCl₃ + 2NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3NH₄Cl

1.3. Tác dụng với axit 

Khí amoniac cũng như dung dịch amoniac tác dụng với axit tạo muối amoni 

NH₃ + HCl → NH₄Cl (amoni clorua)

NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ (amoni sunfat)

NH₃ + HNO₃ NH₄NO₃

2. Tính khử

Trong phân tử NH₃ nguyên tử N có số oxi hóa là -3 là số oxi hóa thấp nhất vì vậy amoniac có tính khử.

2.1. Tác dụng với oxi

4N^-3H₃ + 3O₂ 2N₂⁰ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂  4NO + 6H₂O

Amoniac cháy trong oxi cho ngọn lửa màu vàng, tạo ra khí nitơ và hơi nước

Khí amoniac cháy trong oxi

2.2. Tác dụng với Clo

Clo oxi hóa mạnh amoniac tạo ra nitơ và hiđro clorua.

2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl

Đồng thời NH₃ kết hợp ngay với HCl tạo thành khói trắng NH₄Cl.

NH_{3 (khí)} + HCl _(khí)  → NH₄Cl

2.3. Tác dụng với oxit của kim loại

3CuO _đen + 2NH₃ 3Cu _đỏ + N₂ + 3H₂O

IV. Ứng dụng

Amoniac được sử dụng chủ yếu để sản xuất axit nitric, phân đạm làm nhiên liệu điều chế tên lửa, làm chất làm lạnh.

 Một số loại đạm 

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

Điều chế bằng cách đun nóng muối amoni (ví dụ NH₄Cl) với Ca(OH)₂.

Phương trình hóa học:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

Điều chế khí amoniac trong phòng thí nghiệm 

Lưu ý:

• Để làm khô khí, người ta cho khí amoniac vừa tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống (CaO).
• Khi muốn điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí NH₃, người ta thường đun nóng dung dịch amoniac đậm đặc.

2. Trong công nghiệp

Tổng hợp từ nitơ và hiđro, theo phản ứng: 

N₂ + 3H₂ 2NH₃ ΔH < 0

B. MUỐI AMONI

Muối amoni là chất tinh thể ion, gồm cation amoni NH₄⁺ và anion gốc axit.

Thí dụ: NH₄Cl (amoni clorua),....

I. Tính chất vật lí

Tất cả các muối amoni đều tan nhiều trong nước, khi tan điện li hoàn toàn tạo thành các ion.

NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^-

II. Tính chất hóa học

1. Tác dụng với dung dịch kiềm

Dung dịch đậm đặc muối amoni + dung dịch kiềm → khí amoniac 

Thí dụ:

NH₄Cl + NaOH NH₃ + NaCl + H₂O

Phương trình ion rút gọn là:

NH₄⁺ + OH⁻ → NH₃↑ + H₂O

⇒ Phản ứng này để nhận biết ion amoni và điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm .

2. Phản ứng nhiệt phân

Muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa khi nung nóng bị phân hủy thành NH₃.

Thí dụ:

NH₄Cl _(r) NH₃↑ + HCl↑

Các muối amoni cacbonat và amoni hiđrocacbonat bị phân hủy dần dần ngay ở nhiệt độ thường, khi đun nóng thì phản ứng xảy ra nhanh hơn 

Thí dụ:

(NH₄)₂CO₃ NH₃↑ + NH₄HCO₃

NH₄HCO_{3 (r)} NH₃↑ + CO₂↑ + H₂O 

Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa như axit nitrơ, axit nitric khi bị nhiệt phân cho ra N₂, N₂O.

Thí dụ:

NH₄NO₂ N₂ + 2H₂O 

NH₄NO₃ N₂O + 2H₂O.