Amoniac và muối amoni

A. Lý thuyết

AMONIAC

I. Cấu tạo phân tử:
– CTPT : NH₃
– CTCT:

→ phân tử NH₃ phân cực .

II. Tính chất vật lý:
– Là chất khí không màu, mùi khai, xốc, nhẹ hơn không khí
– Tan nhiều trong nước, tạo thành dd có tính kiềm

III. Tính chất hoá học:
1. Tính bazơ yếu:
a. Tác dụng với nước:
– Khi hoà tan khí NH₃ vào nước, 1 phần các phân tử NH₃ phản ứng tạo thành dd bazơ à dd NH₃là bazơ yếu:
$N{{H}_{3}}+{{H}_{2}}O\to NH_{4}^{+}+O{{H}^{-}}$
– Làm quỳ tím chuyển sang màu xanh , phenoltalein từ trắng chuyển sang màu hồng:

b. Tác dụng với dung dịch muối:
– Dd NH₃ có khả năng làm kết tủa nhiều hidroxít kim loại
Al³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3NH₄⁺

c. Tác dụng với axít:
$2N{{H}_{3}}+{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to {{(N{{H}_{4}})}_{2}}S{{O}_{4}}$
$N{{H}_{3(k)}}+HC{{l}_{(k)}}\to N{{H}_{4}}C{{l}_{(r)}}$ (hiện tượng tạo khói trắng)
d. Khả năng tạo phức:

$AgCl+2N{{H}_{3}}\to \text{ }\!\![\!\!\text{ }Ag{{(N{{H}_{3}})}_{2}}\text{ }\!\!]\!\!\text{ }Cl$
$Zn{{(OH)}_{2}}+4N{{H}_{3}}\to \text{ }\!\![\!\!\text{ }Zn{{(N{{H}_{3}})}_{4}}\text{ }\!\!]\!\!\text{ }{{(OH)}_{2}}$
Hiện tượng: NH₃ hòa tan kết tủa Cu(OH)₂, AgCl, Zn(OH)₂.

2. Tính khử:
a. Tác dụng với oxi:
$4N{{H}_{3}}+3{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}2{{N}_{2}}+6{{H}_{2}}O$

b. Tác dụng với Clo:
$2N{{H}_{3}}+3C{{l}_{2}}\to {{N}_{2}}+6HCl$

– Nếu NH₃ dư
$N{{H}_{3(k)}}+HC{{l}_{(k)}}\to N{{H}_{4}}C{{l}_{(r)}}$

* Kết luận: Amoniac có các tính chất hoá học cơ bản:
– Tính bazơ yếu
– Tính khử

IV. Ứng dụng:
– Ứng dụng chủ yếu của amoniac là điều chế phân đạm, điều chế axit nitric, là chất sinh hàn, sản xuất hiđrazin N₂H₄ dùng làm nhiên liệu cho tên lửa.
– Dung dịch amoniac còn được dùng làm chất tẩy rửa gia dụng.

V. Điều chế:
1. Trong PTN:
-Đun nóng muối amoni với Ca(OH)₂ hay dd kiềm
$2N{{H}_{4}}Cl+Ca{{(OH)}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}CaC{{l}_{2}}+2N{{H}_{3}}+2{{H}_{2}}O$

-Để làm khô khí, ta cho khí NH₃ có lẫn hơi nước qua bình vôi sống CaO.
-Điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí NH₃, ta đun nóng dung dịch NH₃ đậm đặc.

2. Trong CN:

* Điều kiện:
t^o: 450 – 500^OC; P: 200- 300 atm; Xúc tác: Fe/Al₂O₃, K₂O

Muối amoni:

-Muối amoni là chất tinh thể ion gồm cation amoni NH₄⁺ và anion gốc axít.
Vd: NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄ , (NH₄)₂CO₃

I. Tính chất vật lý:
– Tinh thể
– Đều tan trong nước
– Ion NH₄⁺ không màu

II. Tính chất hoá học:
1. Tác dụng với bazơ kiềm:
${{(N{{H}_{4}})}_{2}}S{{O}_{4}}+2NaOH\to N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}+2N{{H}_{3}}+2{{H}_{2}}O$

PT ion thu gọn:
→ Điều chế NH₃ trong PTN và nhận biết muối amoni.

2. Phản ứng nhiệt phân:
a. Muối amoni tạo bởi axít không có tính oxi hoá: (HCl,H₂CO₃) → NH₃
$N{{H}_{4}}C{{l}_{(r)}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}N{{H}_{3(k)}}+HC{{l}_{(k)}}$

${{(N{{H}_{4}})}_{2}}C{{O}_{3(r)}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}N{{H}_{3(k)}}+N{{H}_{4}}HC{{O}_{3(r)}}$
$N{{H}_{4}}HC{{O}_{3(r)}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}N{{H}_{3(k)}}+C{{O}_{2(k)}}+{{H}_{2}}O$

b. Muối amoni tạo bởi axít có tính oxi hoá:
$N{{H}_{4}}N{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}{{N}_{2}}+2{{H}_{2}}O$
$N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}{{N}_{2}}O+2{{H}_{2}}O$

B. Bài tập:
VD1: .
Hòa tan 4,48l
NH_{3 (đkc)}vào lượng nước vừa đủ 100 ml dung dịch. Cho vào dd này 100ml dd H₂SO₄ 1M .Nồng độ mol/lít
của các ion NH₄⁺ ,SO₄^2- và muối amoni sunfat là :
A. 1M ; 0,5M ;0,5M C. 1M ; 0,75M ; 0,75M
B. 0,5M ; 0,5M ; 2M D. 2M; 0,5M ; 0,5M
Lời giải:

$2N{{H}_{3}}$	$+{{H}_{2}}S{{O}_{4}}$	$\to {{(N{{H}_{4}})}_{2}}S{{O}_{4}}$
0,2 mol	0,1 mol	0,1 mol

${{(N{{H}_{4}})}_{2}}S{{O}_{4}}\to$	$2NH_{4}^{+}$	$+SO_{4}^{2-}$
0,1 mol	0,2 mol	0,1 mol

Vậy $\displaystyle \text{ }\!\![\!\!\text{ }NH_{4}^{+}\text{ }\!\!]\!\!\text{ }=\frac{0,2}{0,2}=1M$ ; $\displaystyle \text{ }\!\![\!\!\text{ }SO_{4}^{2-}\text{ }\!\!]\!\!\text{ }=0,5M$ ; ${{C}_{{{M}_{{{(N{{H}_{4}})}_{2}}S{{O}_{4}}}}}}=0,5M$ Đáp án A.

VD2: Cho dung dịch NaOH dư vào 150,0ml dung dịch (NH₄)₂SO₄ 1,00M. Đun nóng nhẹ , thể tích khí thu được (đktc) là bao nhiêu ?
A.3,36 lít B.33,60 lít C. 7,62 lít D.6,72 lít
Lời giải

${{(N{{H}_{4}})}_{2}}S{{O}_{4}}$	$+2NaOH\to N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}$	$+2N{{H}_{3}}+2{{H}_{2}}O$
0,15 mol		0,3 mol

Vậy ${{V}_{N{{H}_{3}}}}=0,3.22,4=6,72l$ Đáp án D.

VD3 : NH₃có thể phản ứng được với tất cả các chất trong nhóm nào sau đây (các điều kiện đầy đủ):
A. HCl ,O₂ , Cl_{2 ,}CuO ,dd AlCl_3.
B. H₂SO₄ , PbO, FeO ,NaOH .
C. HCl , KOH , FeCl₃ , Cl₂ .
D. KOH , HNO₃ , CuO , CuCl₂ .
Đáp án A. (xem lại lý thuyết)

VD4: Nhỏ từ từ dd NH₃ đến dư vào dd CuSO₄ và lắc đều dung dịch .Quan sát thấy :
A. Có kết tủa màu xanh lam tạo thành.
B. Có dd màu xanh thẫm tạo thành.
C. Lúc đầu có kết tủa keo xanh lam ,sau đó kết tủa tan dần tạo dung dịch xanh thẫm .
D. Có kết tủa xanh lam ,có khí nâu đỏ thoát ra.
$\displaystyle CuS{{O}_{4}}+2N{{H}_{3}}+2{{H}_{2}}O\to Cu{{(OH)}_{2}}(\downarrow xanh)+{{(N{{H}_{4}})}_{2}}S{{O}_{4}}$

Đáp án C.