Amoniac NH3 là gì? Tìm hiểu tính chất vật lý, hóa học và cách điều chế NH3

♻️1. Amoniac (NH3) là gì? Cấu tạo phân tử của NH3

Amoniac là tên gọi bắt nguồn từ tiếng Pháp và khi phiên dịch ra tiếng Việt thì được gọi là a-mô-ni-ắc. Amoniac là chất khí có công thức phân tử là NH3. Cấu tạo của amoniac được hình thành từ một nguyên tử nitơ và một nguyên tử hidro tạo ra một liên kết kém bền. 

Cấu tạo một của phân tử NH3 có dạng hình chóp, nguyên tử nitơ nằm ở đỉnh liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử hidro ở đáy tam giác. Nhìn vào cấu tạo này có thể thấy nito có ba electron độc thân nên có thể tạo ra 3 liên kết cộng hóa trị với hidro. 

Trong tự nhiên cũng tồn tại hợp chất amoniac do cơ quan thận của con người sản sinh ra một lượng nhỏ khí NH3. Do đó nước tiểu sẽ có mùi khai rất đặc trưng của khí amoniac. Ngoài ra, hợp chất khí này còn được hình thành từ xác động vật hoặc thực vật sau một thời gian phân hủy khi được tác động bởi các vi sinh vật để tạo thành khí NH3.

♻️2. Các tính chất đặc trưng của NH3

Giống như bao hợp chất khác, Amoniac NH3 đều có tính chất vật lý và hóa học. Chúng ta sẽ cùng phân tích tính chất chất của hợp chất này ngay sau đây: 

2.1. Tính chất vật lý của NH3

NH3 là hợp chất thường tồn tại ở dạng khí có mùi hôi khó chịu, không màu. Với nồng độ amoniac đậm đặc có thể gây ảnh hưởng đến tính mạng. Bên cạnh đó phân tử NH3 có cặp electron tự do và liên kết N-H bị phân cực nên nó rất dễ bị hóa lỏng và tồn tại ở dạng dung dịch. 

Dung dịch NH3 là chất dung môi có khả năng hòa tan rất tốt. Khả năng hòa tan của hợp chất này còn được đánh giá tốt hơn cả nước do nó có hằng số điện môi nhỏ hơn nước. Dung dịch amoniac lỏng có thể hòa tan các kim loại kiềm như Ca, Sr, Ba tạo thành dung dịch lỏng màu xanh thẫm.

2.2. Tính chất hóa học của NH3

– Khi NH3 hòa tan với nước thì một phần nhỏ phân tử amoniac kết hợp với ion H+ của nước tạo thành cation anion và giải phóng anion. Khi đó nước sẽ đóng vai trò như một axit. 

– Dung dịch amoniac có tính bazo nên nó có khả năng đổi màu quỳ tím thành xanh. Vì vậy chúng ta có thể dễ dàng nhận biết hợp chất này bằng quỳ tím. 

– Hợp chất này rất dễ phân hủy trong dung dịch nên có thể giải phóng khí amoniac. 

– NH3 có khả năng tác dụng với axit: đây là hợp chất lỏng rất dễ để trung hòa axit để tạo thành muối amoni.

– Amoniac có khả năng tác dụng với dung dịch muối: hợp chất này có khả năng tác dụng với các hidroxit kim loại khí tạo kết tủa.

– Tính chất hóa học của NH3 là có tính khử.

– Nó là hợp chất kém bền với nhiệt nên dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Phương trình ứng hóa học diễn ra như sau:

➡️ 2NH3 → N2 + 3H2   

➡️ N2 + 3H2 → 2NH3.

– Tác dụng amoniac với ion kim loại chuyển tiếp sẽ tạo thành ion phức. Phương trình phản ứng hóa học diễn ra như sau:

➡️ 2NH3 + Ag+ → [Ag(NH3)2]+

– Các nguyên tử hidro có trong phân tử amoniac có thể dễ bị thay thế bởi kim loại kiềm hoặc nhôm. Phương trình phản ứng hóa học diễn ra như sau: 

➡️ 2NH3 + 2Na →  2NaNH2 + H2 (350 °C)

➡️ 2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2 (800-900 °C)

– Phản ứng của NH3 cháy trong Oxi 

➡️ NH3 + O2 → NO + H2O là phương trình NH3 cháy trong O2 để tạo ra khí NO và H2O

♻️3. Phương pháp điều chế NH3

Khí amoniac có thể điều chế theo hai phương pháp là trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. 

– Trong phòng thí nghiệm có thể điều chế NH3 bằng cách cho amoni clorua tác dụng với vôi tôi. Phương trình phản ứng hóa học diễn ra như sau: 

2NH4Cl + Ca(OH)2 → NH3 + CaCl2 + H2O

– Trong công nghiệp có thể điều chế amoniac bằng cách lấy azot thu từ không khí còn hydro từ nước đem sấy khô rồi hâm nóng và nén ở 530 độ C. Hỗn hợp sẽ được cho qua các liên kết muối và tạo thành khí NH3.

Để điều chế NH3 trong công nghiệp thì có thể sử dụng nhiều công nghệ sản xuất như: Haldor Topsoe, M.W.Kellogg, Krupp Uhde, ICI, Brown & Root. Trong số những công nghệ này thì công nghệ Haldor Topsoe được ứng dụng phổ biến nhất. 

♻️4. Ứng dụng NH3 trong cuộc sống và ngành công nghiệp

Amoniac là hợp chất có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống và ngành công nghiệp. Nổi bật trong đó phải kể đến một số ứng dụng như:

– Làm phân bón: Bạn sẽ phải bất ngờ bởi có đến 83% dung dịch NH3 lỏng được dùng để làm phân bón. Sở dĩ có điều  này là bởi phân tử nitơ có trong amoniac rất cần thiết cho sự phát triển của cây. 

– Sử dụng làm thuốc tẩy: Dung dịch NH3 có thể sử dụng là chất tẩy rửa nhiều bề mặt trong gia đình  như thủy tinh, đồ sứ và thép không gỉ, làm sạch lò nướng và ngâm đồ để làm sạch bụi,…

– Ứng dụng trong ngành dệt may: Trong ngành dệt may dung dịch amoniac lỏng được dùng làm nguyên liệu bông, bên cạnh đó nó còn được dùng để rửa tiền len. 

– Ứng dụng trong xử lý môi trường khí thải: Hợp chất này còn được sử dụng trong xử lý môi trường để loại bỏ các chất Nox, Sox trong khí thải đốt các nguyên liệu hóa thạch như than đá. 

– NH3 được sử dụng trong ngành công nghiệp chế biến gỗ

Dung dịch amoniac được sử dụng làm màu sắc gỗ đậm hơn bởi hợp chất này có khả năng phản ứng với gỗ. Nhờ vậy gỗ sẽ có màu sắc đẹp mắt, bóng bẩy hơn. 

– Amoniac được sử dụng trong ngành dầu khí: Dung dịch Amoniac có khả năng trung hòa acid – một thành phần của dầu thô để bảo vệ các thiết bị lọc hóa dầu không bị ăn mòn.

– Sử dụng trong công nghiệp khai thác mỏ: Hợp chất được sử dụng để khai thác kim loại niken và molypden từ quặng. 

🚫 5. Tác hại của amoniac NH3 và cách xử lý

Amoniac là hợp chất có nhiều ứng dụng quan trọng đối với đời sống và công nghiệp. Tuy nhiên nhiều người đặt ra câu hỏi amoniac có độc không?

Nếu bạn tiếp xúc với chất khí amoniac ở nồng độ đậm đặc có thể gây hại cho sức khỏe con người. Các tác hại của hợp chất này cụ thể như sau: 

– Khi hít phải khí NH3 đậm đặc có thể gây bỏng niêm mạc mũi. cổ họng và đường hô hấp. Điều này có thể gây phá hủy đường thở từ đó có thể dẫn đến suy hô hấp. 

– Nếu không may tiếp xúc trực tiếp với amoniac có thể gây bỏng da, mắt, họng, phổi thậm chí có thể gây mù, bệnh phổi và tử vong. 

– Tệ hơn nữa nếu bạn nuốt phải amoniac đậm đặc thì có thể gây bỏng miệng, cổ họng và dạ dày, nôn. 

Khi gặp phải các tình trạng hít, tiếp xúc hoặc nuốt phải NH3 đậm đặc bạn cần thực hiện các biện pháp sơ cứu sau đây. 

– Trong trường hợp hít phải khí amoniac thì cần di chuyển đến nơi thoáng khí và cởi sạch quần áo có dính khí. 

– Nếu bạn nuốt phải amoniac thì cần súc miệng với nước sạch ngay lập tức và uống 1-2 cốc sữa. 

– Khi vô tình tiếp xúc với dung dịch amoniac thì bạn hãy rửa sạch với xà phòng và nước, đặc biệt nên rửa mắt sạch với nhiều nước. 

– Sau khi đã thực hiện các biện pháp sơ cứu bạn phải đến trạm y tế hoặc bệnh viện gần nhất. 

Chắc hẳn với những thông tin mà Ecomax đã cung cấp trên đây đã giúp bạn hiểu rõ về hợp chất amoniac NH3. Đây là hợp chất có vai trò quan trọng được ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Tuy nhiên với nồng độ khí amoniac đậm đặc có thể gây hại đến sức khỏe và tình mạng của con người nên bạn cần phải cẩn thận tuyệt đối.