Tính chất hóa học của Ammonia NH3, muối Ammonium? Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí Ammonia và ứng dụng? Hóa 11 bài 5 KNTT

Vậy Tính chất hóa học của Ammonia, muối Ammonium như nào? Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí của Ammonia ra sao? Ứng dung và sản xuất Ammonia, muối Ammonium như nào? được hayhochoi trình bày ngắn gọn, dễ hiểu trong bài viết này.

I. Ammonia (NH₃)

1. Cấu tạo phân tử ammonia

- Phân tử ammonia được tạo bởi một nguyên tử nitrogen liên kết với ba nguyên tử hydrogen và có dạng hình học là chóp tam giác.

- Đặc điểm cấu tạo của phân tử ammonia:

+ Nguyên tử nitrogen còn một cặp electron không liên kết, tạo ra vùng có mật độ điện tích âm trên nguyên tử nitrogen.

+ Liên kết N–H phân cực, cặp electron dùng chung lệch về nguyên tử nitrogen làm cho nguyên tử hydrogen mang một phần điện tích dương.

+ Liên kết N–H tương đối bền với năng lượng liên kết là 386 kJ/mol.

2. Tính chất vật lí của Ammonia

- Ammonia tồn tại ở cả trong môi trường đất, nước, không khí. Trong cơ thể người, ammonia được tạo ra trong quá trình chuyển hoá thức ăn chứa protein.

- Ở điều kiện thường, ammonia tồn tại ở thể khí, không màu, nhẹ hơn không khí, mùi khai và xốc. Ammonia tan nhiều trong nước. Ở điều kiện thường, 1 lít nước hoà tan được khoảng 700 lít khí ammonia. Ammonia dễ hoá lỏng (hoá lỏng ở –33,3 °C) và dễ hoá rắn (hoá rắn ở –77,7 °C).

3. Tính chất hoá học của Ammonia

a) Tính base

- Trong dung dịch, một phần số phân tử ammonia nhận proton của nước, tạo thành ion ammonium (NH₄⁺).

- Dung dịch ammonia có môi trường base yếu, làm quỳ tím chuyển sang màu xanh, phenolphthalein chuyển sang màu hồng.

- Ở thể khí, ammonia cũng có khả năng nhận proton, thể hiện tính chất của một base Bronsted – Lowry.

Ví dụ: NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s).

b. Tính khử

- Trong phân tử ammonia, nguyên tử nitrogen có số oxi hoá –3 (số oxi hoá thấp nhất của nitrogen) nên ammonia thể hiện tính khử.

- Khi đốt cháy trong oxygen, ammonia cháy với ngọn lửa màu vàng.

4NH₃ + 3O₂  2N₂ + 6H₂O

- Trong công nghiệp, phản ứng giữa ammonia và oxygen được thực hiện ở nhiệt độ 800 °C – 900 °C với xúc tác Pt.

4NH₃ + 5O₂  4NO + 6H₂O

Phản ứng trên là giai đoạn trung gian quan trọng trong quá trình sản xuất nitric acid theo phương pháp Ostwald.

4. Ứng dụng của Ammonia

Một số ứng dụng của ammonia được thể hiện trong sơ đồ sau:

5. Sản xuất Ammonia

Trong công nghiệp, quá trình sản xuất ammonia thường được thực hiện ở nhiệt độ 400 ^oC – 450 ^oC, áp suất 150 – 200 bar, xúc tác Fe.

II. Muối ammonium

1. Tính tan, sự điện li của Ammonium

Một số muối ammonium phổ biến: NH₄Cl, NH₄ClO₄, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄H₂PO₄, (NH₄)₂HPO₄, NH₄HCO₃, (NH₄)₂Cr₂O₇.

Hầu hết các muối ammonia đều tan trong nước và phân li hoàn toàn ra ion.

Ví dụ: 

NH₄Cl → NH₄ + Cl^-

Chú ý: Dạng hình học của ion ammonium:

2. Tác dụng với kiềm – Nhận biết ion ammonium

Khi đun nóng hỗn hợp muối ammonium với dung dịch kiềm, sinh ra khí ammonia có mùi khai.

Ví dụ:

(NH₄)₂SO₄ + 2NaOH  Na₂SO₄ + 2NH₃ + 2H₂O

Phương trình ion rút gọn: NH₄ + OH^-   NH₃ + H₂O

3. Tính chất của muối Ammonium

Các muối ammonium đều kém bền nhiệt và dễ bị phân huỷ khi đun nóng.

Ví dụ:

NH₄Cl  NH₃ + HCl

NH₄HCO₃  NH₃ + CO₂ + H₂O

NH₄NO₃  N₂O + 2H₂O

4. Ứng dụng của muối Ammonium

Một số ứng dụng của muối ammonium được thể hiện ở sơ đồ sau: