Tính Chất Hóa Học Của NH3. Công Thức Và Ứng Dụng Của NH3

NH₃ là một hợp chất vô cơ quan trọng trong chương trình Hóa THPT. Vậy cụ thể NH₃ là gì, công thức và tính chất hóa học của NH₃ như thế nào, có những ứng dụng và phương pháp điều chế NH₃ nào? Trong bài viết dưới đây, Marathon Education sẽ giúp các em giải đáp tất cả các thắc mắc này.

>>> Xem thêm: Bazơ Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Bazơ

>>> Xem thêm: Tính Chất Hóa Học Của Lưu Huỳnh, Cách Điều Chế Và Các Ứng Dụng

Công thức hóa học của NH₃

NH₃ là công thức phân tử của Amoniac, tên này bắt nguồn từ tiếng Pháp và được phiên dịch ra tiếng việt là a-mô-ni-ắc. Amoniac được cấu tạo từ 3 nguyên tử Nitơ và 1 nguyên tử Hidro tạo thành một hợp chất vô cơ có liên kết kém bền.

Tính chất hóa học của NH₃

NH₃ có tính bazơ yếu

Amoniac có tính bazơ yếu, dung dịch amoniac có khả năng làm quỳ tím hóa xanh và làm dung dịch phenolphtalein chuyển sang màu hồng.

Nguyên nhân gây ra tính bazơ yếu của NH₃ là do cặp electron chưa tham gia liên kết ở nguyên tử N. Độ mạnh trong tính bazơ của NH₃ so với một số bazơ khác như sau:

Ba(OH)₂ > NaOH > NH₃ > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃

Do có tính bazo nên amoniac có thể phản ứng với nước, axit, dung dịch muối.

• Amoniac phản ứng với nước 

NH₃ + H₂O ⇔ NH₄⁺ + OH^–

• Amoniac phản ứng với axit tạo thành muối amoni

NH_3(khí) + HCl_(khí) → NH₄Cl_{(khói trắng)}

NH₃ + H₂SO₄ → NH₄HSO₄

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

• Amoniac phản ứng với dung dịch muối (của các kim loại mà hidroxit không tan) tạo thành bazơ và muối mới

2NH₃+ MgCl₂ + 2H₂O → Mg(OH)₂ + 2NH₄Cl

3NH₃ + AlCl₃+ 3H₂O →Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

Chú ý: Khi tác dụng với dung dịch muối của Cu²⁺, Ag⁺ và Zn²⁺, sản phẩm thu được có kết tủa sau đó kết tủa tan do tạo phức chất tan như: 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)₃](OH)₂

NH₃ có tính khử mạnh

Do Nitơ trong NH₃ có mức oxi hóa thấp nhất là -3 nên đã khiến cho hợp chất này có tính khử mạnh và do vậy, NH₃ có khả năng tác dụng với Oxi, Clo và một số oxit kim loại khác.

• Amoniac phản ứng với O₂

4NH_3+3O_2\xrightarrow{t^o}2N_2\uparrow+6H_2O\\
4NH_3+5O_2\xrightarrow[Pt]{800^oC}4NO\uparrow+6H_2O

• Amoniac phản ứng với Cl₂

2NH_3+3Cl_2\xrightarrow{t^o}N_2\uparrow+6HCl\\
8NH_3+3Cl_2\xrightarrow+N_2\uparrow+6NH_4Cl

• Amoniac phản ứng với oxit của kim loại

3CuO+2NH_3\xrightarrow{t^o}Cu+3H_2O+N_2\uparrow

NH₃ có khả năng tạo phức

Như đã nói, sự kết hợp các phân tử NH₃ bằng các electron chưa sử dụng của nguyên tử Nitơ với ion kim loại chính là nguyên nhân tạo phức sau phản ứng.

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂ (màu xanh thẫm)

AgCl + 2NH₃ → [Ag(NH₃)₂]Cl

Tính chất vật lý của NH₃

• Trạng thái: NH₃ tồn tại ở dạng khí, không màu, có mùi hôi khó chịu, với nồng độ lớn có thể gây nguy hiểm.
• Độ phân cực: Amoniac có độ phân cực lớn do phân tử NH₃ có cặp electron tự do và liên kết N–H bị phân cực. Do vậy, amoniac là một chất dễ hóa lỏng.
• Độ hòa tan: NH₃ đóng vai trò là một dung môi hòa tan tốt. NH₃ có khả năng hòa tan các dung môi hữu cơ dễ hơn nước (do Amoniac có hằng số điện môi nhỏ hơn nước).

Phương pháp điều chế NH₃

Trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, NH₃ thường được điều chế bằng 2 cách như sau:

• Cho muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm:

NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O

• Nhiệt phân muối amoni

NH_4Cl\xrightarrow{t^o}NH_3+HCl\\
NH_4HCO_3\xrightarrow{t^o}NH_3+H_2O+CO_2

Trong công nghiệp

Trong công nghiệp, NH₃ được tổng hợp từ N₂và H₂:

N_2+3H_2\xrightarrow[Fe]{450^oC,\ p}2NH_3

Ứng dụng của NH₃

Amoniac được ứng dụng nhiều cho sản xuất và đời sống trong các lĩnh vực phổ biến như:

Dùng làm phân bón

Hầu hết lượng Nitơ đều có nguồn gốc từ NH₃, rất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng do vậy mà trên thực tế có khoảng 83% amoniac lỏng được dùng làm phân bón, giúp gia tăng năng suất của cây trồng.

Dùng làm thuốc tẩy

• Amoniac lỏng tạo ra ánh sáng rực rỡ và có khả năng tạo tẩy màu, do vậy trong đời sống, dung dịch NH₃ được sử dụng làm chất tẩy rửa cho nhiều bề mặt. 
• Ngoài ra, amoniac còn được dùng để làm sạch thủy tinh, đồ sứ và thép không gỉ, làm sạch đồ đạc bám bụi bẩn,…

Dùng để xử lý khí thải

Trong xử lý khí thải, amoniac lỏng được ứng dụng nhằm loại bỏ các chất như Nox, Sox. Các chất này có trong các loại khí thải khí đốt các nguyên liệu hóa thạch như than, đá…

Dùng trong công nghiệp (dệt may, thực phẩm, dầu khí, khai thác gỗ…)

• Trong công nghiệp, amoniac được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như dệt may, thực phẩm, dầu khí, khai thác gỗ,… Amoniac lỏng dùng dệt vải, tạo ra chất kiềm bóng.
• Do có tính khử mạnh, Amoniac khan được dùng để giảm hoặc loại bỏ nhiễm khuẩn của thịt bò hiệu quả.
• Amoniac phản ứng với màu tự nhiên trong gỗ và làm thay đổi màu sắc. Do vậy, chúng được ứng dụng trong sản xuất gỗ làm màu sắc của gỗ trở nên đậm hơn.
• Trong công nghiệp dầu khí, amoniac được dùng làm chất trung hòa axit, thành phần của dầu thô và có tác dụng bảo vệ các thiết bị khỏi bị ăn mòn.
• Trong khai thác mỏ, NH₃ được sử dụng để khai thác các kim loại như đồng, niken và molypden,…

Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education

Qua bài viết trên hẳn các em đã nắm được tính chất hóa học của NH₃ cũng như các kiến thức liên quan về tính chất vật lý, cách điều chế, ứng dụng… Để học thêm nhiều kiến thức Toán Lý Hóa bổ ích khác, các em hãy theo dõi website Marathon Education. Chúc các em luôn học tập tốt và đạt điểm cao!

Hãy liên hệ ngay với Marathon để được tư vấn nếu các em có nhu cầu học online trực tuyến nâng cao kiến thức nhé! Marathon Education chúc các em được điểm cao trong các bài kiểm tra và kỳ thi sắp tới!