Title 5. BÀI 5,6 - AMMONIA - MUỐI AMMONIUM - MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN VỚI OXYGEN (File học sinh).docx ✅

BÀI 5: AMMONIA - MUỐI AMMONIUM - MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN VỚI OXYGEN A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. AMMONIA (NH 3 ) 1. Cấu tạo phân tử - Phân tử ammonia được tạo bởi 1 nguyên tử nitrogen liên kết với 3 nguyên tử hidrogen → Phân tử có dạng hình chóp tam giác. - Đặc điểm cấu tạo của phân tử: + Nguyên tử N còn 1 cặp e không liên kết, tạo ra vùng có mật độ điện tích âm trên nguyên tử N. + Liên kết N-H phân cực về phía N → Nguyên tử H mang một phần điện tích dương. + Liên kết N-H tương đối bền, E N-H = 386 kJ/mol 2. Tính chất vật lý - NH 3 tồn tại trong cả môi trường đất, nước và không khí. - NH 3 là chất khí, không màu, nhẹ hơn không khí, mùi khai và xốc. - Tan nhiều trong nước, hóa lỏng ở -33,3 o C, hóa rắn ở -77,7 o C. 3. Tính chất hóa học a. Tính base - Tác dụng với nước: 324NHHONHOH⇌ (NH 3 nhận proton H + của H 2 O) → Dung dịch NH 3 có môi trường base yếu, làm quỳ tím hóa xanh, làm phenolphtalein hóa hồng. - Tác dụng với acid: + Dạng khí: NH 3(g) + HCl (g) → NH 4 Cl (s) + Dạng dung dịch: 34NHHNH Vd: NH 3 + HNO 3 → NH 4 NO 3 2NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4 ) 2 SO 4 b. Tính khử N trong NH 3 có số oxi hóa -3 (mức oxi hóa thấp nhất của N) → Tính khử - Ammonia cháy trong oxi với ngọn lửa màu vàng: 32224326otNHONHO - Trong công nghiệp: 800900 3224546oC PtNHONOHO 4. Ứng dụng - Tác nhân làm lạnh. - Làm dung môi. - Sản xuất nitric acid. - Sản xuất phân đạm. 5. Sản xuất trong công nghiệp Thực hiện ở 450-500 o C, xúc tác Fe, áp suất 150-200 bar: ,, 2()2()3()232;91,8oxttpo gggrNHNHHkJ⇀ ↽ II. MUỐI AMMONIUM 1. Tính tan và sự điện li - Một số muối ammonium phổ biến: NH 4 Cl, NH 4 ClO 4 , NH 4 NO 3 , (NH 4 ) 2 SO 4 , NH 4 H 2 PO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4 , NH 4 HCO 3 , (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 . - Hầu hết tan trong nước, phân li hoàn toàn ra ion. Vd: 44NHClNHCl
2. Tác dụng với kiềm- Nhận biết ion ammonium Đun nóng muối ammonium với dung dịch kiềm, sinh ra khí ammonia có mùi khai. Phương trình ion rút gọn: 432 o t NHOHNHHO (OH - nhận proton) Vd: (NH 4 ) 2 SO 4 + 2NaOH ot Na 2 SO 4 + 2NH 3 + 2H 2 O 3. Tính chất kém bền nhiệt: Các muối ammonium đều kém bền nhiệt và dễ bị phân hủy khi nung nóng. Vd: NH 4 Cl ot NH 3 + HCl NH 4 HCO 3 ot NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 NO 3 ot N 2 O + H 2 O 4. Ứng dụng - Làm phân bón hóa học. - Làm chất phụ gia thực phẩm. - Làm thuốc long đờm, thuốc bổ sung chất điện giải. - Chất đánh sạch bề mặt kim loại. III-CÁC OXIDE CỦA NITROGEN 1.Công thức, tên gọi -Kí hiệu: NO x (là hợp chất gây ô nhiễm không khí điển hình) -Gồm N 2 O, NO, NO 2 , N 2 O 4 Oxide N 2 O NO NO 2 N 2 O 4 Tên gọi Dinitrogen oxide Nitrogen monoxide Nitrogen dioxide Dinitrogen tetoxide 2.Ngồn gốc phát sinh NO x trong không khí -Trong tự nhiên: NO x sinh ra do sự phun trào núi lửa, cháy rừng, mưa dông có sấm sét, phân hủy hợp chất hữu cơ -Ngoài ra do các hoạt động của con người như: hoạt động giao thông vận tải, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, nhà máy điện và trong đời sống Loại NO x NO x nhiệt (theral- NO x ) NO x nhiên liệu (fuel-NO x ) NO x tức thời (prompt- NO x ) Nguyên nhân tạo thành Nhiệt độ rất cao (trên 3000 0 C) hoặc tia lửa điện làm nitrogan trong không khí bị oxi hóa N 2 + O 2 ⇄ 2NO Nitrogen trong nhiên liệu hoặc sinh khối(vật chất hữu cơ có nguồn gốc sinh vật) kết hợp với oxygan trong không khí Nitrogen trong không khí tác dụng với các gốc tự do ( là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử có electron tự do, chưa ghép đôi),gốc hydrocacbon, gốc hydroxyl *NO x là một trong các nguyên nhân gây mưa axit, sương mù quang hóa, hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozone và hiện tượng phú dưỡng, làm ô nhiễm môi trường. 3.Mưa axit -Nước mưa thường có pH= 5,6 (chủ yếu do CO 2 tan tạo môi trường axit yếu. Khi nước mưa có pH< 5,6 gọi là hiện tượng mưa axit
+) Tác nhân: do SO 2 và NO x phát thải chủ yếu do các hoạt động công nghiệp, nhiệt điện, giao thông, khai thác và chế biến dầu mỏ. +) Quá trình tạo axit: với sự xúc tác của ion kim loại trong khối bụi, khí SO 2 và NO x bị oxi hóa bởi oxygen, ozone, hydrogen peroxide, gốc tự do…rồi hòa tan vào nước tạo thành sulfuric acid và nitric acid xuùctaùc 22224 xuùctaùc 2223 2SO+O+2HO2HSO 4NO+O+2HO4HNO      Các giọt acid li ti tạo thành theo mưa rơi xuống bề mặt Trái Đất +) Tác hại: Mưa acid gây tác hại xấu với môi trường và con người. Mưa acid ăn mòn công trình xây dựng, kiến trúc bằng đá …. IV. NITRIC ACID 1. Cấu tạo Nitric acid (HNO 3 ) có công thức: Đặc điểm cấu tạo: - Số oxi hóa của N là +5 - Liên kết O-H phân cực mạnh về phía oxygen - Liên kết N →O là liên kết cho nhận 2.Tính chất vật lý - Nitric acid tinh khiết là chất lỏng,không màu, có khối lượng riêng D=1,53 g/mL - Nitric acid nóng chảy ở -42 o C và sôi ở 83 0 C. - Nitric acid bốc khối mạnh trong không khí ẩm và tan vô hạn trong nước 3.Tính chất hóa học Nitric acid là một axit rất mạnh và có tính oxi hóa rất mạnh a) Tính acid - Nitric acid có khả năng cho proton, thể hiện tính chất của một acid Bronsted-Lowry +) Làm quỳ tím hóa đỏ +) Tác dụng oxide base, base, muối CuO + 2HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O NaOH + HNO 3 → NaNO 3 + H 2 O BaCO 3 + 2HNO 3 →Ba(NO 3 ) 2 +CO 2 +H 2 O -Trong công nghiệp, nitric acid được sử dụng để sản xuất phân bón giàu dinh dưỡng: ammonium nitrate, calcium nitrate NH 3 + HNO 3 →NH 4 NO 3 CaCO 3 + 2HNO 3 →Ca(NO 3 ) 2 +CO 2 +H 2 O
b)Tính oxi hóa -Nitric acid có tính oxi hóa rất mạnh do chứa nguyên tử N có số oxi hóa cao nhất (+5) →HNO 3 có khả năng nhận electron +) Tác dụng với kim loại tạo sản phẩm khử: NO 2 , NO, N 2 O, N 2 , hoặc NH 4 NO 3 3Cu + 8HNO 3 → 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O 5Mg + 12HNO 3 →5Mg(NO 3 ) 2 + N 2 O + 6H 2 O +) Tác dụng với nhiều chất có tính khử FeO + 4HNO 3 →Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 2H 2 O C+ 4HNO 3 → CO 2 +4 NO 2 + 2H 2 O +) Nitric acid đặc tạo với hydrochloric acid đặc hỗn hợp có tính oxi hóa mạnh gọi là nước cường toan –aqua regia, có khả năng hòa tan Au, Pt Au + HNO 3 + 3HCl 0t AuCl 3 + NO + 2H 2 O - Do có tính oxi hóa mạnh, nitric acid thường được sử dụng để phá mẫu quặng trong việc nghiên cứu, xác định hàm lượng trong quặng V. HIỆN TƯỢNG PHÚ DƯỠNG - Khái niệm: Là hiện tượng sinh vật phù du, rong, tảo phát triển rất mạnh - Nguyên nhân: Do sự dư thừa sinh dưỡng +) Khi làm lượng nitrogen trong nước đạt 300 μg/L và hàm lượng phosphorus đạt 20 μg/L sẽ gây hiện tượng phú dưỡng +) Nước thải, hay các đầm nuôi trồng thủy sản, sự dư thừa thức ăn chăn nuôi cũng gây ra sự dư thừa dinh dưỡng -Tác hại: Cản trở sự hấp thụ ánh sáng mặt trời vào nước, giảm sự quang hợp của thực vật thủy sinh. Rong, tảo phát triển mạnh gây thiếu oxygen, gây mất cân bằng sinh thái. Ngoài ra, xác rong tảo phân hủy gây ô nhiễm môi trường nước, không khí và tạp chất bùn lắng xuống lòng ao.