Amoniac (NH3) là một hợp chất vô cơ quan trọng, đặc biệt được quan tâm trong chương trình Hóa học THPT. Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào Tính Bazơ Của Nh3, một trong những tính chất hóa học đặc trưng và quan trọng nhất của nó, đồng thời khám phá các ứng dụng thực tế liên quan.
Công Thức Hóa Học và Cấu Trúc Phân Tử NH3
NH3 là công thức phân tử của Amoniac, một hợp chất được tạo thành từ một nguyên tử Nitơ (N) và ba nguyên tử Hydro (H). Liên kết giữa các nguyên tử này tương đối kém bền, điều này ảnh hưởng đến các tính chất hóa học của NH3, đặc biệt là tính bazơ.
Tính Chất Hóa Học Đặc Trưng của NH3: Tính Bazơ
NH3 Thể Hiện Tính Bazơ Yếu
Amoniac thể hiện tính bazơ yếu, điều này được chứng minh qua khả năng làm quỳ tím hóa xanh và làm dung dịch phenolphtalein chuyển sang màu hồng.
Nguyên nhân chính của tính bazơ của NH3 là do sự hiện diện của cặp electron chưa liên kết trên nguyên tử Nitơ. Cặp electron này cho phép NH3 nhận proton (H+) từ các axit, thể hiện vai trò là một bazơ theo thuyết Bronsted-Lowry. So sánh độ mạnh bazơ của NH3 với một số bazơ khác, ta có thể thấy:
Ba(OH)2 > NaOH > NH3 > Mg(OH)2 > Al(OH)3
Do có tính bazơ, amoniac có khả năng phản ứng với nước, axit và dung dịch muối.
Phản Ứng Của Amoniac Với Nước
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH–
Phản ứng này thể hiện sự nhận proton của NH3 từ nước, tạo ra ion amoni (NH4+) và ion hydroxit (OH-), làm tăng tính bazơ của dung dịch.
Phản Ứng Của Amoniac Với Axit
NH3(khí) + HCl(khí) → NH4Cl(khói trắng)
Phản ứng này tạo ra muối amoni clorua (NH4Cl), một chất rắn màu trắng. Phản ứng này thường được sử dụng để nhận biết khí NH3.
NH3 + H2SO4 → NH4HSO4
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
Tùy thuộc vào tỉ lệ mol giữa NH3 và axit sulfuric (H2SO4), có thể tạo ra muối amoni bisulfat (NH4HSO4) hoặc amoni sulfat ((NH4)2SO4).
Phản Ứng Của Amoniac Với Dung Dịch Muối
Amoniac có thể phản ứng với dung dịch muối của các kim loại có hidroxit không tan, tạo thành bazơ và muối mới:
2NH3 + MgCl2 + 2H2O → Mg(OH)2↓ + 2NH4Cl
3NH3 + AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
Các phản ứng này tạo ra kết tủa hidroxit của kim loại (ví dụ: Mg(OH)2, Al(OH)3).
Lưu ý quan trọng: Khi tác dụng với dung dịch muối của Cu2+, Ag+ và Zn2+, ban đầu sẽ tạo kết tủa, sau đó kết tủa tan do tạo thành phức chất tan: Cu(NH3)4(OH)2, Ag(NH3)2OH, Zn(NH3)4(OH)2.
ZnSO4 + 2NH3 + 2H2O → Zn(OH)2↓ + (NH4)2SO4
Zn(OH)2 + 4NH3 → Zn(NH3)42
Các Tính Chất Hóa Học Khác Của NH3
Ngoài tính bazơ của NH3, amoniac còn thể hiện các tính chất hóa học quan trọng khác.
NH3 Có Tính Khử Mạnh
Do Nitơ trong NH3 có mức oxi hóa thấp nhất là -3, NH3 có tính khử mạnh, có khả năng tác dụng với Oxi, Clo và một số oxit kim loại khác.
Phản Ứng Của Amoniac Với O2
4NH3 + 3O2 → 2N2↑ + 6H2O (khi đốt cháy không xúc tác)
4NH3 + 5O2 → 4NO↑ + 6H2O (khi có xúc tác Pt, 800°C)
Phản Ứng Của Amoniac Với Cl2
2NH3 + 3Cl2 → N2↑ + 6HCl (nếu Cl2 dư)
8NH3 + 3Cl2 → N2↑ + 6NH4Cl (nếu NH3 dư)
Phản Ứng Của Amoniac Với Oxit Kim Loại
3CuO + 2NH3 → 3Cu + 3H2O + N2↑
NH3 Có Khả Năng Tạo Phức
Sự kết hợp của các phân tử NH3 bằng các electron chưa sử dụng của nguyên tử Nitơ với ion kim loại là nguyên nhân tạo phức sau phản ứng.
Cu(OH)2 + 4NH3 → Cu(NH3)42 (dung dịch màu xanh thẫm)
AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]Cl
Ứng Dụng Thực Tế Của NH3
Amoniac có nhiều ứng dụng quan trọng trong sản xuất và đời sống.
Sản Xuất Phân Bón
Khoảng 83% lượng amoniac lỏng được sử dụng để sản xuất phân bón, cung cấp Nitơ cần thiết cho sự phát triển của cây trồng.
Chất Tẩy Rửa
Dung dịch NH3 được sử dụng làm chất tẩy rửa cho nhiều bề mặt, đặc biệt là để làm sạch thủy tinh, đồ sứ và thép không gỉ.
Xử Lý Khí Thải
Amoniac lỏng được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm như NOx và SOx trong khí thải.
Ứng Dụng Trong Công Nghiệp
NH3 được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm dệt may, thực phẩm, dầu khí và khai thác gỗ.
Điều Chế NH3 Trong Phòng Thí Nghiệm và Công Nghiệp
Trong Phòng Thí Nghiệm
- Cho muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm:
NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + H2O
- Nhiệt phân muối amoni:
NH4Cl → NH3 + HCl
NH4HCO3 → NH3 + H2O + CO2
Trong Công Nghiệp
Trong công nghiệp, NH3 được tổng hợp từ N2 và H2 theo phương trình Haber-Bosch:
N2 + 3H2 → 2NH3 (điều kiện: 450°C, áp suất cao, xúc tác Fe)
Thông qua bài viết này, hy vọng bạn đã hiểu rõ hơn về tính bazơ của NH3, cũng như các tính chất hóa học khác và ứng dụng thực tế của nó.
