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 Cấu tạo và tính chất vật lý • • • • • • Ở điều kiện thường, NH3 chất khí không màu, mùi khai, ngạt, hóa lỏng -33,35 oC hóa rắn -77,75oC Tỷ khối hơi: 0,5962; nhiệt độ phòng áp suất 67atm hóa lỏng Trong phân tử NH3 nguyên tử N trạng thái lai hóa sp3, cặp electron chưa liên kết định hướng rõ rệt không gian , phân tử có cấu trúc chóp đáy tam giác với độ dài liên kết d(N↔H)=1,015Ǻ góc (HNH)=107o, ứng với cấu hình Có momen lưỡng cực lớn =1,48D, phân tử hình thành liên kết hidro nên NH dễ bị nén, có nhiệt hóa cao (23,43kJ/mol) tan nhiều nước (một thể tích nước 0oC hấp thụ 1200 thể tích NH3, 20oC 700 thể tích NH3 NH3 lỏng không dẫn điện, dung dịch NH3 có tính dẫn điện NH3 dung môi tốt cho mốt số lớn hợp chất hữu nhiều hợp chất vô 2 Các tính chất hóa học điển hình Về mặt hóa học, NH3 chất hoạt động, có cặp electron tự nguyên tử N:  Tan nước, kết hợp với H2O tạo dung dịch bazơ yếu: NH3 + H2O ↔ NH4+ +OH-  Khi thêm axit mạnh HCl, HNO 3, H2SO4 vào dung dịch NH3, phân tử NH3 kết     hợp với phân tử axit tạo thành muối amoni: NH3.H2O + HNO3  NH4NO3 + H2O Muối amoni tạo thành cho NH3 phản ứng trực tiếp với axit thường phát nhiệt lượng lớn: NH3khí + HClkhí  NH4Cl(khói trắng) -175,7kJ/mol Phân tử NH3 kết hợp với muối nhiều kim loại tạo hợp chất amoiacat tương tự hidrat: CaCl2.8NH3; CuSO4.4NH3; ZnCl2.4NH3; AlCl3.NH3 Thể tính khử N rạng thái oxi hóa thấp nhất, với điều kiện xúc tác thích hợp, bị oxi hóa đến trạng thái oxi hóa khác nhau: o 4NH3 + 3O2  2N2 + 6H2O; 4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O (Pt, 800-9000C) o 4NH3 + 3F2  NF3 + 3NH4F ; 8NH3 + 3Cl2  N2 + 6NH4Cl o NH3 + 3Cl2  NCl3 + 3HCl o Khử số oxit kim loại nung nóng: 3CuO + 2NH3  3Cu + N2 + 3H2O o Phân hủy nung nóng: 2NH3  N2 + 3H2 Phản ứng thế: nhiệt độ cao, nguyên tử H NH3 lần lược thay kim loại hoạt động tạo thành amidua(NH2-), imidua(NH2-) nitrua(N3-) 2NH3 + 2Na  2NaNH2 + H2 Là bazơ lewis mạnh, cặp e chưa liên kết đóng vai trò phối tử tạo phức amin với nhiều kim loại: Ag+ + 2NH3 ↔ [Ag(NH3)2]2+ Điều chế: Trong công nghiệp: điều chế phương pháp haber: N2 + 3H2↔ 2NH3 -46,2kJ/mol Xúc tác: Al Fe; nhiệt độ: 400-5000C; áp suất: 100-500atm Phương pháp xianamit: CaCN2 + 3H2O  CaCO3 + 2NH3 -44,2kJ Canxi xianamit điều chế nung CaC2 N2: CaO + 3C  CaC2 + CO↑; CaC2 + N2  CaCN2 + C Trong phòng thí nghiệm: thường cho dung dịch kiềm đặc tác dụng với muối amoni: NH4X + OH-  NH3↑ + H2O + XPhân hủy nitrua kim loại: Na3N + 3H2O  3NaOH + NH3 Ứng dụng  Sản xuất HNO3 phân đạm  Ứng dụng kỹ thuật làm lạnh, kỹ thuật điện tử, phòng thí nghiệm phân tích  NH3 đuợc dùng y học, công nghệ sản xuất dầu khí, thuốc Urê Cấu tạo và tính chất vật lý • Urê hợp chất hữu cacbon, nitơ, oxy hydro, với công thức phân tử CON2H4 hay (NH2)2CO, công thức cấu tạo: • Dạng tinh thể hình dạng bề ngoài: dạng kim, lăng trụ, tứ giác • Urê dạng tinh thể không màu, nhiệt độ nóng chảy 132,4 0C, dễ hòa tan nước, dễ bị nhiệt phân tạo nhiều sản phẩm khác • Nhẹ, dễ chảy nước tất loại phân đạm khác • Khi đốt có mùi khai, cho vào kiềm 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 Tính chất hoá học : • Giống 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 nhiệt: Ở 800C : (NH2)2CO → NH3 + HNCO HNCO tương tác lại với urê: HNCO + (NH2)2CO → NH2CONHCONH2 biuret NH2CONHCONH2 → NH3 +HNCO Ở nhiệt độ 1300C: (NH2)2CO Các phương pháp sản xuất urê: + H2O + H2O → 2NH3 + CO2 a) HOCN + NH3 = (NH2)2CO Phương pháp dùng xảy t0,p cao, HOCN độc b) COCl2 + 2NH3 = (NH2)2CO + 2HCl Tuy nhiên có xảy phản ứng phụ: NH3 + HCl = NH4Cl làm cho lượng NH3 thực tế sử dụng lớn lý thuyết Do phương pháp sử dụng c) COS + 2NH3 = NH2COSNH4 thiô carbamat amôn → (NH2)2CO + H2 S Nhiệt phân: NH2COSNH4 COS độc, thường dùng làm chất độc chiến tranh Hơn phương pháp đòi hỏi nhiệt độ, áp suất cao nên sử dụng d) 2NH3 + CO2 = NH2COONH4 (1) NH2COONH4 t0 , p → (NH2)2CO + H2O (2) Đây trình ngược với trình thủy phân carbamat amôn, hay nói cách khác trình dehydrat hóa Ứng dụng urê: • Làm phân bón • Là chất bổ sung vào thức ăn cho động vật • Các loại nhựa urê polyme hóa phần để dùng cho ngành công nghiệp dệt Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt nhựa urê – formaldehyd • Là chất thay cho muối việc loại bỏ băng hay sương muối lòng đường hay đường băng sân bay • Được dùng số ngành sản xuất thuốc trừ sâu • Là thành phần số dầu dưỡng tóc, sữa rửa mặt, dầu tắm nước hoa • Nó sử dụng chất chất phản ứng số gạc lạnh để sơ cứu, phản ứng thu nhiệt tạo trộn với nước • Thành phần hoạt hóa để xử lý khói thải từ động diesel  ... 4NH3 + 3O2  2N2 + 6H2O; 4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O (Pt, 800-9000C) o 4NH3 + 3F2  NF3 + 3NH4F ; 8NH3 + 3Cl2  N2 + 6NH4Cl o NH3 + 3Cl2  NCl3 + 3HCl o Khử số oxit kim loại nung nóng: 3CuO + 2NH3. .. NH4Cl(khói trắng) -175,7kJ/mol Phân tử NH3 kết hợp với muối nhiều kim loại tạo hợp chất amoiacat tương tự hidrat: CaCl2. 8NH3; CuSO4. 4NH3; ZnCl2. 4NH3; AlCl3 .NH3 Thể tính khử N rạng thái oxi hóa... phân tử NH3 kết     hợp với phân tử axit tạo thành muối amoni: NH3. H2O + HNO3  NH4NO3 + H2O Muối amoni tạo thành cho NH3 phản ứng trực tiếp với axit thường phát nhiệt lượng lớn: NH3khí +