Tính chất hóa học Amonia

Trong amonia, nitơ có số oxy hóa thấp nhất nên amonia có tính khử. Ví dụ như trong phản ứng hóa học:

2 NH 3 + 3 Cl 2 ⟶ N 2 + 6 HCl {\displaystyle {\ce {2NH3 + 3Cl2 -> N2 + 6HCl}}} 4 NH 3 + 3 O 2 → 500 o C 2 N 2 + 6 H 2 O {\displaystyle {\ce {4NH3 + 3O2 ->[500^o C] 2N2 + 6H2O}}}

Nguyên tử kim loại loại kiềm hoặc nhôm:

2 NH 3 + 2 Na → 350 o C 2 NaNH 2 + H 2 {\displaystyle {\ce {2NH3 + 2Na ->[350^o C] 2NaNH2 + H2}}} 2 NH 3 + 2 Al → 800 − 900 o C 2 AlN + 3 H 2 {\displaystyle {\ce {2NH3 + 2Al ->[800-900^o C] 2AlN + 3H2}}}

Tác dụng với dung dịch muối:

3 NH 3 + AlCl 3 + 3 H 2 O ⟶ Al ( OH ) 3 + 3 NH 4 Cl {\displaystyle {\ce {3NH3 + AlCl3 +3H2O -> Al(OH)3 + 3NH4Cl}}}

Tính base yếu

Tan trong nước

Theo thuyết Brønsted-Lowry, NH3 khi tan trong nước, một phần nhỏ các phân tử amonia kết hợp với ion H+ của nước tạo thành cation amoni NH4+ và giải phóng anion OH-, lúc này nước sẽ đóng vai trò là axit.

NH 3 + H 2 O ↽ − − ⇀ NH 4 + + OH − {\displaystyle {\ce {NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-}}}

Ion OH- làm cho dung dịch có tính base, tuy nhiên so với dung dịch kiềm mạnh (thí dụ xút, potat, nước vôi trong...) cùng nồng độ thì nồng độ anion OH- do amonia tạo thành nhỏ hơn nhiều. Do có tính base nên dung dịch amonia làm cho quỳ tím hóa xanh còn dung dịch phenolphtalein từ không màu chuyển thành hồng. Do đó để phát hiện amonia, người ta dùng quỳ tím ẩm để nhận ra khí này.

Tác dụng với axit

H.1 Sự tạo thành "khói" amoni chloride

Amonia (ở dạng khí cũng như dung dịch) dễ dàng trung hòa axit tạo thành muối amoni. Thí dụ:

2 NH 3 + H 2 SO 4 ⟶ ( NH 4 ) 2 SO 4 {\displaystyle {\ce {2NH3 + H2SO4 -> (NH4)2SO4}}}

hay

NH 3 + H + ⟶ NH 4 + {\displaystyle {\ce {NH3 + H+ -> NH4+}}}

Khi đặt hai bình mở nút đựng dung dịch HCl đặc và dung dịch NH3 ở gần nhau thì thấy có "khói" màu trắng tạo nên (hình 1). Do HCl và NH3 là những hợp chất dễ bay hơi nên chúng đã hóa hợp với nhau tạo thành tinh thể muối amoni chloride, chính tinh thể này đã tạo nên hiện tượng "khói".

NH 3 ( k ) + HCl ( k ) ⟶ NH 4 Cl ( r ) {\displaystyle {\ce {NH3(k) + HCl(k) -> NH4Cl(r)}}}

Phản ứng này được dùng để nhận biết khí amonia.

Tác dụng với dung dịch muối

H.2 Sục khí amonia vào dung dịch đồng (II) sunfat tạo kết tủa xanh lam và dung dịch amoni sunfat.

Dung dịch amonia có khả năng tạo kết tủa nhiều hydroxide kim loại khi tác dụng

Thí dụ trong hình 2, dung dịch amonia đã phản ứng với dung dịch đồng(II) sunfat tạo kết tủa xanh lam:

NH 3 + H 2 O + CuSO 4 ⟶ ( NH 4 ) 2 SO 4 + Cu ( OH ) 2 ↓ {\displaystyle {\ce {NH3 + H2O + CuSO4 -> (NH4)2SO4 + Cu(OH)2 v}}}

Khả năng tạo phức

Dung dịch amonia có khả năng tạo phức với rất nhiều hợp chất khó tan của kim loại như Cu, Ag, Ni, Pb, Zn,…

Vì các cation này có orbital trống nên có thể tiếp nhận cặp electron chưa liên kết trong nguyên tử N của NH3.

M ( OH ) 2 + 4 NH 3 ⟶ [ M ( NH 3 ) 4 ] ( OH ) 2 {\displaystyle {\ce {M(OH)2 + 4NH3 -> [M(NH3)4](OH)2}}} (với M = Cu, Zn, Pb,…) Ni ( OH ) 2 + 6 NH 3 ⟶ [ Ni ( NH 3 ) 6 ] ( OH ) 2 {\displaystyle {\ce {Ni(OH)2 + 6NH3 -> [Ni(NH3)6](OH)2}}} Ag + + 2 NH 3 ⟶ [ Ag ( NH 3 ) 2 ] + {\displaystyle {\ce {Ag+ + 2NH3 -> [Ag(NH3)2]+}}}

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Amonia http://www.airgasspecialtyproducts.com/UserFiles/l... http://digital.lib.lehigh.edu/eb/supp/3646/index.p... http://www.purdue.edu/newsroom/releases/2015/Q4/an... http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=urn:c... http://edocket.access.gpo.gov/cfr_2008/julqtr/pdf/... //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10360635 http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/historical-... //doi.org/10.1016%2FS0022-2143(99)90190-7 //doi.org/10.1039%2FCT8946500611 //www.worldcat.org/issn/0022-2143