Quá trình chuyển đổi từ NH3 ra NH4Cl có ý nghĩa quan trọng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Sự hiểu biết về cơ chế, điều kiện của quá trình này không chỉ làm phong phú thêm kiến thức về hóa học của bạn, mà còn giúp bạn biết cách ứng dụng nó trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp đến y học. Và bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về cách chuyển NH3 thành NH4Cl, cũng như những tính chất và ứng dụng của hợp chất này. Hãy cùng tìm hiểu ngay!
Phương trình chuyển đổi NH3 ra NH4Cl
Khi NH3 và HCl phản ứng với nhau, hai chất này tạo thành muối amoni (NH4Cl). Quá trình xảy ra phản ứng chuyển đổi từ NH3 sang NH4Cl có thể được mô tả như sau:
NH3 + HCl → NH4Cl
Đây là phản ứng trao đổi ion trong đó nhóm hydro của axit HCl được thay thế bằng nhóm amoni NH4+ của NH3. Sản phẩm muối amoni có thể tồn tại dưới dạng dung dịch hoặc tinh thể rắn.
Bản chất của các chất tham gia phản ứng chuyển đổi NH3 ra NH4Cl
Muối amoni (NH4Cl) được tạo thành nhờ NH3 (amoni) là hợp chất có tính kiềm yếu có thể phản ứng với axit mạnh HCl (axit clohidric). Lý giải cho việc NH3 ra NH4Cl khi tác dụng với HCl qua cơ chế phản ứng như sau:
- Axit clohydric (HCl) phân ly thành ion H+ và ion Cl- trong dung dịch.
- Một mol amoni (NH3) tạo ra tác nhân mang tính kiềm yếu, có khả năng hấp thụ ion H+ để tạo thành ion amoni (NH4+).
- Ion H+ và ion amoni (NH4+) tạo thành phân tử muối amoni (NH4Cl).
Hiện tượng khói trắng khi NH3 tác dụng với HCl là do đâu?
Khi NH3 phản ứng với HCl sẽ tạo ra “khói” màu trắng do hình thành các hợp chất khí có chất lượng cao, trong đó có amoni clorua (NH4Cl). Quá trình chuyển đổi từ NH3 ra NH4Cl như sau:
- Ban đầu NH3 sẽ phản ứng với HCl tạo thành muối amoni:
NH3 + HCl → NH4Cl
- Muối amoni (NH4Cl) sau đó tạo thành các hạt nhỏ, các hạt được tạo thành từ các phân tử NH3 và HCl. Những hạt nhỏ này tạo ra hiện tượng “khói” màu trắng.
- Hiện tượng “khói” màu trắng xảy ra do chênh lệch áp suất giữa hai dung dịch. Khi NH3 và HCl tương tác, sản phẩm NH4Cl tạo thành có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiệt độ phòng dẫn đến hợp chất này bay hơi nhanh. Các hạt amoni bay lên, trộn với không khí và tạo thành làn khói mờ.
Tính chất hoá học của NH3
Amoniac có tính bazơ yếu
Amoniac phản ứng với nước
- NH3 + H2O ⇔ NH4+ + OH-
Amoniac phản ứng với Axit tạo thành muối amoni
- NH3 (khí) + HCl (khí) → NH4Cl (khói trắng)
Amoniac tác dụng với dung dịch muối không tan tạo thành bazơ và muối
- NH3 + Muối (dung dịch) → Bazơ + Muối mới
Ví dụ: 2NH3+ MgCl2 + 2H2O → Mg(OH)2 + 2NH4Cl
- Với muối của Cu2+, Ag+ và Zn2+ như: Cu(NH3)4(OH)2; Ag(NH3)2OH; Zn(NH3)4(OH)2 khi tác dụng với Amoniac sẽ có kết tủa nhưng sau đó kết tủa tan do tạo phức chất tan.
Ví dụ: ZnSO4+ 2NH3+ 2H2O → Zn(OH)2↓ + (NH4)2SO4
Amoniac có tính khử mạnh
Nguyên nhân amoniac có tính khử mạnh là bởi vì trong NH3 có nguyên tử N với mức oxi hóa thấp nhất -3.
Amoniac tác dụng với O2
- 4NH3 + 3O2 →2N2↑ + 6H2O (điều kiện thường t0)
- 4NH3 + 5O2 → 4NO↑ + 6H2O (điều kiện 800 độ C, Pt)
Amoniac tác dụng với Cl2
- 2NH3 + 3Cl2 → N2↑ + 6HCl (điều kiện thường t0)
Amoniac tác dụng với oxit của kim loại
- 3CuO + 2NH3 → Cu + 3H2O + N2 (điều kiện thường t0)
Khả năng tạo phức
Dung dịch amoniac có khả năng hòa tan hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại, tạo thành các dung dịch phức.
Dung dịch amoniac với Cu(OH)2
- Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 (màu xanh thẫm)
Dung dịch amoniac với AgCl
- AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]Cl
Sự hình thành các ion phức là do sự kết hợp của các phân tử NH3 với các electron chưa sử dụng của nguyên tử nitơ và các ion kim loại.
Ứng dụng của NH4Cl
Lý do điều chế NH3 ra NH4Cl là để ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp và cả y học. Vì vậy, ở dưới đây sẽ là những công dụng thực thế của hợp chất NH4Cl mà bạn có thể bắt gặp trong đời sống hằng ngày
Trong sản xuất phân bón
NH4Cl có công dụng chính và quan trọng nhất trong ngành nông nghiệp vì nó cung cấp nitơ để sản xuất phân bón. Nguồn nitơ của ứng dụng này chiếm 90% sản lượng amoni clorua của thế giới. Những loại cây chứa nguồn nitơ này là: Lúa ở châu Á, lúa mì, rau, cây gai dầu,..
Trong công nghiệp thực phẩm
Amoni clorua hoặc sal amoniac còn được sử dụng làm phụ gia thực phẩm. Trong nấm men dùng để nướng bánh mì cũng có chứa Amoni để tăng lượng dinh dưỡng của nấm. Ngoài ra nó còn được sử dụng như một chất làm tăng vị ngọt cho cam thảo và là hương liệu trong Salmiakki Koskenkorva Vodka.
Trong công nghiệp luyện kim
NH4Cl được dùng để làm sạch bề mặt phôi bằng cách cho tác dụng với các oxit kim loại để để tạo ra chất oxy hóa như Cl2 (clo) hoặc ClO2 (clo dioxide). Chúng có thể được sử dụng để xử lý và loại bỏ các chất cặn gỉ và oxi hóa từ bề mặt kim loại. Ngoài ra, nó còn được sử dụng làm chất điện phân trong pin kẽm-carbon.
Kết luận
Hy vọng bài viết trên đã giúp bạn biết được NH3 ra NH4Cl phải tác dụng với chất gì. Ngoài ra, những kiến thức về tính chất hóa học của NH3 sẽ giúp bạn dễ dàng hơn trong việc phân tích cơ chế phản ứng với cả những chất khác. Hãy ghi chú những nội dung của bài viết trên để ứng dụng trong môi trường học tập và làm việc của bạn.
