Bài thảo luận Hóa vô cơ - Chủ đề: NH₃

Download

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

Lop L03-Nhóm 32

Nguyễn Thanh Giang :61000783

Dang PutThea: 61004175

Aun Chhoeut: 61004174

Lê Đức Thịnh: 61003200

BÀI BÁO CÁO

NH₃

1. Cấu tạo và tính chất vật lý.

• Ở điều kiện thường, NH₃là chất khí không màu, mùi khai, ngạt, hóa lỏng ở -33,35^oC và

hóa rắn ở -77,75^oC.

• Tỷ khối hơi: 0,5962; ở nhiệt độ phòng dưới áp suất 6-

7atm có thể hóa lỏng.

• Trong phân tử NH₃nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp³,

cặp electron chưa liên kết định hướng rõ rệt trong không

gian , phân tử có cấu trúc chóp đáy tam giác đều với độ

dài liên kết d(N↔H)=1,015Ǻ và góc (HNH)=107^o, ứng

với cấu hình

• Có momen lưỡng cực lớn =1,48D, giữa các phân tử hình thành liên kết hidro nên NH₃

dễ bị nén, có nhiệt hóa hơi cao (23,43kJ/mol) và tan nhiều trong nước (một thể tích

nước ở 0^oC hấp thụ 1200 thể tích NH₃, ở 20^oC là 700 thể tích NH₃.

• NH₃lỏng không dẫn điện, dung dịch NH₃có tính dẫn điện.

• NH₃là dung môi tốt cho mốt số lớn các hợp chất hữu cơ và nhiều hợp chất vô cơ.

2. Các tính chất hóa học điển hình.

Về mặt hóa học, NH₃là chất khá hoạt động, do có cặp electron tự do ở nguyên tử N:

➢ Tan trong nước, kết hợp với H₂O tạo dung dịch bazơ yếu: NH₃+ H₂O ↔ NH₄+OH^-

➢ Khi thêm axit mạnh như HCl, HNO₃, H₂SO₄... vào dung dịch NH₃, phân tử NH₃kết

hợp với phân tử axit tạo thành muối amoni: NH₃.H₂O + HNO₃ NH₄NO₃+ H₂O

Muối amoni cũng được tạo thành khi cho NH₃phản ứng trực tiếp với các axit và

thường phát ra nhiệt lượng lớn:

NH_3khí+ HCl_khí NH₄Cl_{(khói trắng)}-175,7kJ/mol

➢ Phân tử NH₃kết hợp với muối của nhiều kim loại tạo ra hợp chất amoiacat tương tự

các hidrat: CaCl₂.8NH₃; CuSO₄.4NH₃; ZnCl₂.4NH₃; AlCl₃.NH₃

➢ Thể hiện tính khử do N ở rạng thái oxi hóa thấp nhất, với điều kiện và xúc tác thích

hợp, nó có thể bị oxi hóa đến các trạng thái oxi hóa khác nhau:

o 4NH₃+ 3O₂ 2N₂+ 6H₂O;

o 4NH₃+ 3F₂ NF₃+ 3NH₄F ;

o NH₃+ 3Cl₂ NCl₃+ 3HCl

4NH₃+ 5O₂ 4NO + 6H2O (Pt, 800-900⁰C)

8NH₃+ 3Cl₂ N₂+ 6NH₄Cl

o Khử một số oxit kim loại khi nung nóng: 3CuO + 2NH₃ 3Cu + N₂+ 3H₂O

o Phân hủy khi nung nóng: 2NH₃ N₂+ 3H₂

➢ Phản ứng thế: ở nhiệt độ cao, những nguyên tử H trong NH₃có thể được lần lược thay

thế bởi các kim loại hoạt động tạo thành amidua(NH₂), imidua(NH^2-) và nitrua(N^3-)

2NH₃+ 2Na  2NaNH₂+ H₂

➢ Là bazơ lewis mạnh, do còn cặp e chưa liên kết đóng vai trò phối tử tạo phức amin với

nhiều kim loại:

Ag⁺+ 2NH₃↔ [Ag(NH₃)₂]²⁺

3. Điều chế:

Trong công nghiệp: điều chế bằng phương pháp haber: N₂+ 3H₂↔ 2NH₃-46,2kJ/mol

Xúc tác: Al hoặc Fe; nhiệt độ: 400-500⁰C; áp suất: 100-500atm

Phương pháp xianamit: CaCN₂+ 3H₂O  CaCO₃+ 2NH₃-44,2kJ

Canxi xianamit được điều chế khi nung CaC₂trong N₂:

CaO + 3C  CaC₂+ CO↑;

CaC₂+ N₂ CaCN₂+ C

Trong phòng thí nghiệm: thường cho dung dịch kiềm đặc tác dụng với các muối amoni:

NH₄X + OH^- NH₃↑ + H₂O + X^-

Phân hủy các nitrua kim loại: Na₃N + 3H₂O  3NaOH + NH₃

4. Ứng dụng.

➢ Sản xuất HNO₃và phân đạm.

➢ Ứng dụng trong kỹ thuật làm lạnh, kỹ thuật điện tử, trong phòng thí nghiệm và phân

tích.

➢ NH₃đuợc dùng trong y học, công nghệ sản xuất dầu khí, thuốc lá.....

Urê

1. Cấu tạo và tính chất vật lý.

• Urê là một hợp chất hữu cơ của cacbon, nitơ, oxy và hydro, với công thức phân tử

CON₂H₄hay (NH₂)₂CO, và công thức cấu tạo:

• Dạng tinh thể và hình dạng bề ngoài: dạng kim, lăng trụ, tứ giác

• Urê ở dạng tinh thể không màu, nhiệt độ nóng chảy 132,4 ⁰C, dễ hòa tan trong nước, dễ

bị nhiệt phân tạo nhiều sản phẩm khác nhau

• Nhẹ, dễ chảy nước hơn tất cả những loại phân đạm khác

• Khi đốt có mùi khai, nhưng khi cho vào kiềm thì không có mùi khai

• Phân tử lượng : 60,07g/mol ; Khối lượng riêng : 750kg/m3 ; Độ tan : 108g/100ml

(20⁰C)

• Nhiệt độ phân hủy : 132,7 °C (406 ^oK) ; pKa : 0,18 ; pKb : 13,82

2. Tính chất hoá học :

• Giống như những loại phân đạm khác, phân urê acid hóa đất :

(NH₂)₂CO + 4O₂= 2HNO₃+ CO₂+ H₂O

•

Phân urê dễ bị phân hủy :

+ Trong không khí ẩm: 2NO + (NH₂)₂CO + ½O₂= 2N₂+ H₂O + CO₂

+ Trong môi trường đất ẩm : (NH₂)₂CO + 3H₂O ------> CO₂+ 2NH₄OH

+ Phân hủy bởi nhiệt: Ở 80⁰C :

(NH₂)₂CO  NH₃+ HNCO

HNCO tương tác lại với urê: HNCO + (NH₂)₂CO  NH₂CONHCONH₂biuret

NH₂CONHCONH₂ NH₃+HNCO

Ở nhiệt độ <130⁰C :

(NH₂)₂CO + H₂O

 NH₂COONH₄cacbamat amôn

NH₂COONH₄+ H₂O  (NH₄)₂CO₃cacbonat amôn

(NH₄)₂CO₃ NH₃+ CO₂+ H₂O

Ở nhiệt độ > 130⁰C:

(NH₂)₂CO

+ H₂O  2NH₃+ CO₂

3. Các phương pháp sản xuất urê:

a) HOCN + NH₃= (NH₂)₂CO Phương pháp này ít dùng do xảy ra ở t⁰,p cao, HOCN độc.

b) COCl₂+ 2NH₃= (NH₂)₂CO + 2HCl

Tuy nhiên có xảy ra phản ứng phụ: NH₃+ HCl = NH₄Cl làm cho lượng NH₃thực tế sử dụng

lớn hơn lý thuyết. Do đó phương pháp này cũng ít được sử dụng.

c) COS + 2NH₃= NH₂COSNH₄

thiô carbamat amôn

Nhiệt phân: NH₂COSNH₄ (NH₂)₂CO + H₂S

COS rất độc, thường được dùng làm chất độc trong chiến tranh. Hơn nữa phương pháp này đòi

hỏi nhiệt độ, áp suất cao nên cũng ít được sử dụng.

d) 2NH₃+ CO₂= NH₂COONH₄(1)

t⁰, p

NH₂COONH₄

 (NH₂)₂CO + H₂O (2)

Đây là quá trình ngược với quá trình thủy phân carbamat amôn, hay nói cách khác đây là quá

trình dehydrat hóa.

4. Ứng dụng của urê:

• Làm phân bón

• Là chất bổ sung vào thức ăn cho động vật

• Các loại nhựa urê được polyme hóa từng phần để dùng cho ngành công nghiệp dệt

Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê – formaldehyd.

• Là chất thay thế cho muối trong việc loại bỏ băng hay sương muối của lòng đường hay

đường băng sân bay

• Được dùng trong một số ngành sản xuất thuốc trừ sâu.

• Là một thành phần của một số dầu dưỡng tóc, sữa rửa mặt, dầu tắm và nước hoa.

• Nó cũng được sử dụng như là chất là chất phản ứng trong một số gạc lạnh như để sơ

cứu, do phản ứng thu nhiệt tạo ra khi trộn nó với nước.

• Thành phần hoạt hóa để xử lý khói thải từ động cơ diesel.

4 trang Thùy Anh 28/04/2022 7260

Download

Bạn đang xem tài liệu "Bài thảo luận Hóa vô cơ - Chủ đề: NH₃", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

bai_thao_luan_hoa_vo_co_chu_de_nh.docx