BÀI 5.  AMMONIA. MUỐI AMMONIUM

MỞ ĐẦU

Từ ammonia, thông qua phản ứng nào có thể sản xuất phân đạm chứa ion ammonium? Ammonia đóng vai trò gì trong phản ứng đó?

Giải nhanh:

NH₃ + HCl → NH₄Cl

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

Ammonia đóng vai trò là base.

I. AMMONIA

Hoạt động: 1. Viết cấu hình electron của các nguyên tử H (Z = 1) và N (Z = 7) 

2. Trình bày các bước lập công thức Lewis của phân tử ammonia.

Giải nhanh:

1. Cấu hình electron của H là 1s¹, N là 1s²2s²2p³

2. - B1: Viết công thức electron:

- B2: Từ công thức electron, thay 1 cặp electron dùng chung bằng 1 gạch nối giữa hai nguyên tử ta được công thức Lewis:

Câu hỏi 1: Từ đặc điểm cấu tạo của phân tử ammonia, hãy giải thích tại sao các phân tử ammonia có khả năng tạo liên kết hydrogen mạnh với nhau.

Giải nhanh:

- Nguyên tử N còn một cặp electron không liên kết, tạo ra vùng có mật độ điện tích âm trên nguyên tử nitrogen.

- Liên kết N – H phân cực, cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử nitrogen làm cho nguyên tử hydrogen mang một phần điện tích dương.

Câu hỏi 2: Hãy giải thích tại sao ammonia tan tốt trong nước.

Giải nhanh:

Giữa các phân tử ammonia và phân tử nước có tương tác mạnh nên ammonia phân tán tốt vào nước, tức tan tốt trong nước. 

Hoạt động: Trong công nghiệp, phản ứng giữa ammonia với acid được dùng để sản xuất phân bón:

          NH₃ + HCl NH₄Cl

          NH₃ + HNO₃ NH₄NO₃

         2NH₃ + H₂SO₄ (NH₄)₂SO₄

Xác định chất cho, chất nhận proton trong mỗi phản ứng trên. Dùng mũi tên để biểu diễn sự cho, nhận đó. 

Giải nhanh:

NH₃ là chất nhận proton còn HCl, HNO₃ và H₂SO₄ là chất cho proton.

Câu hỏi 3: 

Trong hai phản ứng oxi hóa ammonia bằng oxygen ở trên, hãy:

a) Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa.

b) Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử.

Giải nhanh:

a) (1)

(2) 

b) - PT1: + Quá trình oxi hóa:

+ Quá trình khử: 

- PT2: + Quá trình oxi hóa: 

+ Quá trình khử:

Hoạt động: Sưu tầm một số hình ảnh để báo cáo, thuyết trình về ứng dụng của ammonia trong thực tiễn. Sử dụng các tính chất vật lí và hóa học để giải thích cơ sở khoa học của các ứng dụng này.

Giải nhanh:

- Phần lớn được sử dụng làm phân bón như urea, đạm ammonium, ammophos

 - Dùng làm chất làm lạnh trong nhiều hệ thống làm công nghiệp, hệ thống điều hòa không khí tổng 

- Là nguyên liệu trong sản xuất nitric acid theo phương pháp Ostwald, sản xuất soda theo phương pháp Solvey.

- Là dung môi ion hóa được sử dụng khá phổ biến. 

- Dùng trong xử lí môi trường, chất tẩy rửa bề mặt, kiểm soát pH của nước, trung hòa acid để bảo vệ thiết bị khỏi ăn mòn.

Hoạt động: Vận dụng kiến thức về cân bằng hóa học, tốc độ phản ứng, biến thiên enthalpy để giải thích các điều kiện của phản ứng sản xuất ammonia, cụ thể:

1. Nếu tăng hoặc giảm nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng và tốc độ phản ứng như thế nào?

2. Nếu giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều nào? Tại sao không thực hiện ở áp suất cao hơn? 

3. Vai trò của chất xúc tác trong phản ứng là gì? 

Giải nhanh:

1. - Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, làm giảm hiệu suất phản ứng.

- Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, làm tăng hiệu suất phản ứng.

2. - Cân bằng chuyển dịch theo chiều chiều nghịch.

- Vì ở áp suất càng cao thì yêu cầu về chất lượng thiết bị, an toàn lao động càng cao ⟹ tăng chi phí chế tạo, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng thiết bị

3. Làm tăng tốc độ phản ứng khiến hệ nhanh đạt đến trạng thái cân bằng.

II. MUỐI AMMONIUM

Câu hỏi 4: a) So sánh phân tử ammonia và ion ammonium về dạng hình học, số liên kết cộng hóa trị, số oxi hóa của nguyên tử nitrogen

b) Viết phương trình hóa học minh họa tính acid/base của ammonia và ammonium

Giải nhanh:

a)

b) - NH₃: NH₃ + HCl → NH₄Cl

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄.

- NH₄⁺: NH₄NO₃ + NaOH NaNO₃ + NH₃ + H₂O

NH₄Cl + NaOH NaCl + NH₃ + H₂O