Bài 8. Amoniac và muối amoni

Bài giảng
Amoniac vµ muèi amoni
Nhóm thực hiện: Linh - Phương -Dịu
Lớp 3A-K53
Khoa Hoá học- ĐHSP Hà Nội
Phần I: Amoniac
Cấu tạo phân tử
Tính chất vật lý
Tính chất hoá học
ứng dụng và điều chế
I - Cấu tạo phân tử NH3
Nguyên tử N có 3 e độc thân, tạo 3 liên kết cộng hoá trị với 3 nguyên tử H.
NH3 cấu tạo hình tháp, đáy tam giác đều, góc HNH=107� .Liên kết N-H là liên kết có cực cặp e chung lệch về N. Do đó NH3 là phân tử có cực.
N còn 1 đôi e tự do.
Mô hình
II-Tính chất vật lí
Là chất khí không màu, mùi khai, xốc.
Nhẹ hơn không khí.
Tan nhiều trong nước: 1l nước hoà tan 800 l NH3.
NH3 tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac.Dung dịch này đậm đặc thường có nồng độ 25%.
Thí nghiệm chứng minh tính tan trong nước của amoniac
III-Tính chất hoá học
1.Tính bazơ yếu:
a) Tan trong nước tạo thành ion amoni và OH?. Dung dịch có tính bazơ yếu.
PT:
NH3 + H2O ? NH4+ + OH ? Kb=1,8.10-5

b) Tác dụng với axit:
Amoniac kết hợp dễ dàng với ion H+ tạo thành muối amoni.
NH3 +H+ ? NH4+
Thí nghiệm:
Nhúng 2 đũa thuỷ tinh vào 2 bỡnh đựng dung dịch NH3 và HCl. Sau đó đưa 2 đũa lại gần nhau thấy có khói trắng tạo thành.
PT: NH3(k) + HCl(k) ? NH4Cl(r)



c) Cã kh¶ n¨ng lµm kÕt tña nhiÒu hi®roxit cña kim lo¹i khi t¸c dông víi dung dÞch muèi cña chóng.

PT:
Al3+ + 3NH3 + 3H2O ? Al(OH)3? + 3NH4+
Fe2+ + 2NH3 + 2H2O ? Fe(OH)2 ? + 2NH4+
�
2)Khả năng tạo phức :
Dung dịch amoniac có khả năng hoà tan một s? hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại tạo thành phức chất.
PT: Cu(OH)2 + 4 NH3 ? [Cu(NH3)4](OH)2
AgCl +2NH3 ? [ Ag(NH3)2] Cl
Sự tạo thành các ion phức là do các phân tử amoniac kết hợp với các ion kim loại như Cu2+,Ag+ . bằng liên kết cộng hoá trị của cặp e chưa sử dụng của nguyên tử Nitơ và ion kim loại .




Hình ảnh Cu tạo phức với NH3
3)Tính khử:

a)Tác dụng với oxi :
Thí nghiệm: Khi đốt trong khí Oxi, NH3 cháy với ngọn lửa màu lục nhạt tạo ra khí N2 và hơi nước.
PT:
4NH3 + 3 O2 ? 2N2 + 6 H2O
Khi đốt NH3 trong oxi không khí có mặt xúc tác (Pt và iriđi) ở nhiệt độ 850-900 �C tạo ra NO và H2O.
PT: 4NH3 + 5O2 ? 4NO + 6H2O
Thí nghiệm
b)Tác dụng với Cl2


Thí nghiệm : dẫn khí NH3 vào binh chứa khí Cl2. NH3 tự bốc cháy tạo ra ngọn lửa có khói trắng
PT:
2NH3 + 3Cl2 ? N2 + 6HCl
Khói trắng là nh?ng hạt NH4Cl sinh ra do khí HCl vừa tạo thành hoá hợp với NH3 .
c)Tác dụng với một số oxit kim loại:

Thí nghiệm : NH3 đi qua ống nghiệm đựng bột
CuO có màu đen tạo ra Cu màu đỏ H2O và N2.
PT:
2NH3 +3CuO ? 3Cu + N2 + 3H2O
phản ứng xảy ra tương tự với PbO và Fe2O3







IV: ứng dụng:
Amoiac có vai trò rất quan trọng trong đời sống và sản xuất (nông nghiệp là chủ yếu).
S?n xu?t axit HNO3, các loại phân đạm (NH4)2SO4 urê, NH4NO3, điều chế hiđrazin làm chất đốt cho tên lửa.
NH3 dùng để đánh sạch bề mặt kim loại.
Amoniac lỏng làm chất gây lạnh trong máy lạnh

Xem

V-®IÒu chÕ:

1.Trong phòng thí nghiệm:
Cho muối amoni tác dụng với kiềm và đun nhẹ:
Ví dụ:
2NH4Cl + Ca(OH)2 ? 2NH3 ? + CaCl2 + 2H2O
Th?c t?:
2NH4Cl (r) + CaO (r) ? 2NH3 ? + CaCl2 + H2O



2. Trong công nghiệp:
T?ng h?p từ khí N2và H2 theo phương trỡnh:
N2(k) +3H2(k) ? 2NH3(k) ?H= -92KJ
Nhận xét về phản ứng
Thuận nghịch
Tỏa nhiệt
Tổng số mol khí: vế trái lớn hơn vế phải

Muốn thu được NH3 với hiệu suất cao, cần phải tiến hành những biện pháp gì (áp dụng nguyên lí L¬ Sa-t¬- li-ª)

Giảm nhiệt độ
Tăng áp suất
Dùng dư N2 hoặc H2
Sử dụng xúc tác

Cơ chế xúc tác

Thực tế thực hiện phản ứng ở nhiệt độ khoảng 450-500�C áp suất kho?ng 300-100 atm , chất xúc tác là Fe kim loại được hoạt hoá bằng hỗn hợp Al2O3 và K2O.
Vỡ n?u nhi?t d? qua th?p thỡ ph?n ?ng x?y ra r?t ch?m cũn n?u ỏp su?t cao thỡ dũi h?i thi?t bi c?ng k?nh.



Chu trình sản xuất
Câu hỏi phần 1
Viết công thức cấu tạo của amoniac. Giải thích vì sao nói amoniac là phân tử có cực ?
Trình bày các tính chất của dung dịch NH3. Viết các phương trình phản ứng và cho biết đó thuộc lọai phản ứng gì?
Từ đặc điểm cấu tạo của NH3 nêu ra tính chất hoá học nổi bật của nó. Viết các phương trình phản ứng minh hoạ. (Gợi ý:Tính khử)


4) T¹i sao amoniac l¹i cã kh¶ n¨ng t¹o phøc chÊt víi mét sè ion kim lo¹i. Cho vÝ dô vµ viÕt ph­¬ng tr×nh ph¶n øng chøng minh tÝnh chÊt trªn.
5) Nªu øng dông cña NH3.
6) Trong c«ng nghiÖp ng­êi ta tæng hîp NH3 theo ph­¬ng ph¸p nµo? T¹i sao l¹i sö dông ®iªï kiÖn nhiÖt ®é , ¸p suÊt vµ xóc t¸c nh­ vËy. Gi¶i thÝch?
Bài tập củng cố
Bài 1: Viết phương trinh khi cho NH3 phản ứng với các chất sau:
HCl ; Al(NO3)3 ; CuCl2; Fe2O3 ; O2 ; Cl2
Bài 2: Viết các phương trinh phản ứng thực hiện dãy biến hoá sau đây :
Khí NH3 dung dịch NH3 muối amoniclorua khí NH3 N2
Bài 3 : Nhận biết các dung dịch mất nhãn sau đây (Chỉ dùng phenolphtalein):
NH3 ; Al(NO3)3 ; CuCl2 ; NH4Cl
Bài tập về nhà
Học sinh làm tất cả các bài tập trong SGK và một số bài trong SBT.
Phần II : Muối amoni
Khái quát chung về muối amoni
Tính chất vật lí
Tính chất hoá học
ứng dụng
I - Khái quát về muối amoni
Muối amoni là sản phẩm của phản ứng giữa NH3 và axit .
Muối amoni là những hợp chất ion gồm cation NH4+ và anion gốc axit.
Trong ion amoni NH4+ có 4 liên kết cộng hoá trị giữa N và 4H. Trong số này có một liên kết được tạo bởi cặp e là hoàn toàn của N. Kiểu liên kết này còn gọi là liên kết cho nhận.
II- Tính chất vật lí
Muối amoni là những hợp chất tinh thể ion,phân tử gồm cation NH4+ và anion gốc axit. VD: NH4Cl,..
Tất cả các muối amoni đều dễ tan trong nước và khi tan điện li hoàn toàn. Ion amoni không màu.
NH4NO3 = NH4+ + NO3
Muối amoni là những chất điện li mạnh.

III- Tính chất hoá học
1) Phản ứng trao đổi ion:
Dung dịch đậm đặc của muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm khi đun nóng sẽ cho khí NH3 bay ra .
Ví dụ: NH4Cl + NaOH ? NH3 + NaCl +H2O
PT ion: NH4+ + OH ? ? NH3 + H2O

Giải thích : Ion NH4 + nhường H+ cho ion OH ? vậy trong dung dịch ion NH4+ là một axit .


Dựa vào phản ứng này người ta nhận biết ion amoni và điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm.
Ngoài ra, muối amoni có thể tham gia phản ứng trao đổi với một số dung dịch muối khác.
2) Phản ứng nhiệt phân
Khi đun nóng các muối amoni dễ bị phân huỷ tạo ra các sản phẩm khác nhau .
a) Muối amoni tạo bởi axit không có tính oxi hoá :
Khi đun nóng bị phân huỷ thành amoniac và axit .
PT:
NH4Cl(r) ? NH3 (k) + HCl (k)
ThÝ nghiÖm: NhiÖt ph©n NH4Cl

Hiện tượng : Tạo thành tinh thể màu trắng bám lên thành ống.

Giải thích: NH4Cl bị nhiệt phân tạo thành khí NH3 và HCl. Khi bay lên ở nhiệt độ thấp hơn chúng kết hợp với nhau tạo tinh thể NH4Cl màu trắng bám lên thành ống. Bởi vậy người ta nói NH4Cl thăng hoa .




b) Muối amoni tạo bởi axit có tính oxi hoá như axit nitrơ, axit nitric khi bị nhiệt phân cho ra N2 hoặc N2O và nước .

PT:
NH4NO3 ? N2 + 2H2O
NH4NO3 ? N2O +2H2O
ứng dụng: dùng để điều chế các khí N2 và N2O trong phòng thí nghiệm
IV: ứng dụng
Muối amoni có vai trò quan trọng trong sản xuất phân đạm.
Muối amoni dùng để điều chế NH3, N2, N2O trong phòng thí nghiệm.
NH4Cl còn được dùng trong việc hàn kim loại.
C©u hái phÇn 2
Nêu thành phần cấu tạo , tính chất vật lí của muối amoni ?
Nêu tính chất hoá học đặc trưng của muối amoni.Viết các phương trình phản ứng minh hoạ.
Nêu ứng dụng của muối amoni. Tại sao muối amoniclorua lại được dùng để hàn kim lọai?
Bài tập củng cố
Học sinh làm tất cả các bài tập tromg SGK và một số bài trong SBT.
Bài giảng có sử dụng tư liệu hình ảnh của:
Thầy giáo Nguyễn Đức Chuy
Đoàn Thị Hiền
Các tư liệu hình ảnh trong thư viện hóa học và Internet.