Khi học hóa, bạn sẽ biết đến thuật ngữ muối nitrat, đây là một loại muối cực kỳ phổ biến, mang lại nhiều ứng dụng đa dạng. Chất hóa học này được nhiều nhà nghiên cứu chú ý tìm hiểu. Hãy cùng theo dõi nội dung bài viết sau đây để thu thập thêm kiến thức và tham khảo thông tin về loại muối này nhé.
Định nghĩa muối nitrat là gì?
Muối nitrat là một hợp chất gồm nhiều nguyên tử với công thức phân tử được gọi là NO3. Khối lượng phân tử của chất này được tính là 62,0049 g/mol, là chất bazơ liên hợp của axit nitric. Bao gồm nguyên tử nitơ được bao bọc bởi 3 nguyên tử oxi tạo nên mặt phẳng tam giác.
Đa phần các loại muối nitrat đều được hòa tan trong nước và có thể chảy ở nhiệt độ áp suất cao. Đối với hóa học hữu cơ thì muối nitrat sẽ chứa những este của axit nitric và hình thành bởi quá trình “nitroxyl hóa” nhanh. Loại muối này được hình thành và tạo ra từ phản ứng ứng của axit nitric (HNO3) với kim loại.
Thuật ngữ muối nitrat cực kỳ quen thuộc đối với những người đam mê với bộ môn Hóa học cũng như như yêu thích việc nghiên cứu các phản ứng thú vị trong đời sống. Muối này được kết tinh cho phản ứng của ion kim loại (ion amoni) và ion nitrat như: Natri nitrat, kali nitrat, ammonia nitrat, nitrit chì, nitrat strontium, canxi nitrat,…
Đây là một tổ hợp ion hàm chứa ion nitrat NO3- và ion dương như NH4+ trong ammonium nitrate khiến nhiều nhà khoa học mong muốn nghiên cứu. Loại muối này không hòa tan trong nước mà chỉ kết tủa bởi các dung dịch. Là một loại muối của axit nitric được hình thành thành bởi các ion dương mạnh.
Tính chất vật lý đặc trưng của muối nitrat
Hiện nay, theo nghiên cứu cho biết, loại muối nitrat sở hữu rất nhiều tính chất vật lý đa dạng. Các loại muối phổ biến cụ thể như: Natri Nitrat (NaNO3), muối Kali Nitrat (KNO3), muối amoni nitrat (NH4NO3), Canxi Nitrat Ca(NO3)2, bạc nitrat AgNO3, đồng (II) nitrat (Cu(NO3)2)….Tất cả các loại muối đều có thể tan trong nước và tạo thành một chất điện li cực kỳ mạnh.
Loại muối này có thể phân li thành nhiều ion trong các dung dịch loãng như sau:
- M(NO3)n → Mn+ + nNO3-
- NaNO3 → Na+ + NO3-
Hiện nay, muối nitrat đã được ước tính có nhiệt độ nóng chảy trong khoảng 306,8 °C và mật độ 2,257 g/cm3 (ở 20 °C), đây còn được xem là một tinh thể kim cương vàng trong suốt và có thêm cả trắng không màu nổi bật. Khi đem thử loại muối này sẽ có vị đắng và mặn, có thể dễ dàng tan chảy trong nước.
Nhiều nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng, muối này là amoniac lỏng rất ít khi tan trong glycerin và ethanol, cực dễ bị phân hủy ở điều kiện cao. Đối với việc hòa tan trong nước, nhiệt độ của dung dịch sẽ bị hạ thấp đi và trạng thái trung tính sẽ xuất hiện. Bên cạnh đó, khi đun nóng muối này sẽ có tác dụng vật lý biến đổi thành natri nitrit và oxy.
Tính chất hóa học phổ biến của muối nitrat
Muối nitrat thường xuyên được sử dụng trong các việc nghiên cứu để tạo ra chất đốt. Khi bạn sử dụng hoặc lưu trữ nên để ở những nơi thoáng mát tránh điều kiện cọ xát hoặc oxi hóa có thể gây ra hiện tượng cháy nổ. Muối này chỉ cần va chạm với những chất hữu cơ thì có thể bốc cháy dữ dội.
Tính chất hóa học của loại muối này được nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu kỹ lưỡng. Khi muối nitrat được nung nóng sẽ dễ dàng giải phóng khí oxi và các kim loại nitrat sẽ được hoạt động cực kỳ mạnh mẽ. Một lượng lớn oxi sẽ được giải phóng và trở thành nitrite, những phần còn lại sẽ bị phân hủy nhanh chóng và trở thành oxit kim loại và nitơ dioxide.
Chất này còn được biết đến là một chất chất oxi hóa có tác dụng cực kỳ mạnh, có thể bị ăn mòn ở nhiệt độ cao hoặc khi có tác dụng của axit. Tuy nhiên, trong điều kiện dung dịch nước kiềm hoặc trung tính thì quá trình oxy hóa sẽ bị hạn chế hơn.
Ion nitrat và kim loại có thể kết hợp để tạo thành muối nitrat cực kỳ dễ dàng, thuận lợi nhất. Quá trình này có thể diễn ra nhờ vào các liên kết đơn hoặc liên kết đôi đa dạng.
Một số dạng muối nitrat
Theo nhiều nghiên cứu cho biết, chất này có rất nhiều dạng muối nitrat được sinh ra nhờ vào tác dụng hóa học. Một số dạng chủ yếu có thể kể đến như sau:
Muối Natri Nitrat
Loại muối natri nitrat này có công thức phân tử là NaNO3, khối lượng riêng trong khoảng 2.257 g/cm3. Muối này tồn tại trực tiếp ở dạng bột trắng hoặc tinh thể không có màu nhưng mang đến vị ngọt khi nếm. Các nghiên cứu cho biết nhiệt độ nóng chảy của chất này là 308 độ C, nhiệt đội sôi có thể kể đến là 380 độ C.
Muối nitrat cực kỳ dễ tan trong nước hoặc amoniac dạng lỏng, thường tan ít trong các dung dịch cồn nặng. Đặc biệt, loại muối này cực kì dễ dàng bị phân hủy trong quá trình điều kiện tự nhiên.
Muối nitrat hấp thụ rất nhiều nhiệt lượng trong quá trình hòa tan, nếu nó được làm nóng ở nhiệt độ cao như 380 °C thì rất dễ bị phân hủy và biến thành natri nitrit cùng với khí oxi. Trong điều kiện nhiệt độ 400-600 °C, hàm lượng nitơ và oxy sẽ được giải phóng và khí này cũng sẽ bị bốc hơi.
Nitric oxide cũng có thể giải phóng ở 700 độ C và lượng nhỏ nitơ dioxide, nitơ oxit sẽ được tạo ra nhanh chóng ở 775-865 °C. Trong quá trình muối này kết hợp và hòa cùng axit sunfuric sẽ hình thành nên axit nitric và natri hidrosunfat.
Muối Kali Nitrat
Muối nitrat có công thức phân tử là KNO3 được tồn tại ở dạng rắn không màu không mùi. Trên này cực kì dễ tan trong nước có khả năng hòa tan tỉ lệ thuận với nhiệt độ nước, nước càng nóng thì muối này tan càng nhanh tan hơn. Trong dung dịch chứa cồn như ethanol, muối này rất ít khi được hòa tan.
Nhiều nhà khoa học cho biết hợp chất này có thể dễ dàng tan chảy trong glycerol và amoni với nhiệt độ nóng chảy là 334 độ C và nhiệt độ sôi ước tính là 400 độ C. Đây là một hợp chất tham gia vào phản ứng hóa học oxi hóa khử. Chất này cũng có khả năng oxy hóa cực mạnh trong môi trường điều kiện axit lớn.
Bên cạnh đó, muối nitrat còn có thể phân hủy để tạo thành khí oxi. Một số công thức hóa học liên quan đến kali nitrat như sau:
- S + 2KNO3 + 3C → K2S + N2 + 3CO2 (phản ứng bột đen).
- 6FeSO4 + 2KNO3 (đậm đặc) + 4H2SO4 → K2SO4 + 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O
- 2KNO3 → 2 KNO → O2
Muối Nitrat điều chế ra dạng Amoni nitrat
Loại muối này có công thức hóa học là NH4NO3, có thể tồn tại cực kỳ phổ biến dưới dạng tinh thể trong suốt không màu không vị. Tuy nhiên, muối nitrat cũng có thể xuất hiện ở dạng bột màu trắng trong nhiệt độ phòng thí nghiệm. Bên cạnh đó, nếu áp suất tiêu chuẩn đúng đủ thì nó cũng có thể tạo thành lớp bột mịn.
Muối nitrat rất dễ hòa tan trong nước và có khả năng hấp thụ độ ẩm cực cao. Vì vậy, để bảo quản loại amoni nitrat này hiệu quả nhất thì bạn nên để ở những nơi có nhiệt độ vừa phải khô thoáng. Hợp chất này có khả năng hấp thụ nhiệt tốt chính vì vậy, cực kỳ dễ dàng bị phân hủy trong điều kiện thường.
Tính chất hóa học của amoni nitrat được tìm thấy dựa trên phản ứng nhiệt phân muối nitrat. Amoni có nhiệt độ phân hủy đa dạng và tạo thành nhiều sản phẩm khác nhau cụ thể các phản ứng sau:
- Khoảng 110 °C: NH4NO3 → NH3 + HNO3
- Khoảng 185 đến 200 °C: NH4NO3→ N2O + 2H2O
- Khoảng nhiệt độ 230 ° C: 2NH4NO3 → 2N2 + O2 + 4H2O
- Khoảng nhiệt độ 400 ° C: 4NH4NO3 → 3N2 + 2NO2 + 8H2O
Chất này khi phản ứng hóa học có thể sử dụng để tạo thành phân bón cho cây trồng nông nghiệp. Bên cạnh đó, khi điều chế chất nổ người ta cũng sẽ sử dụng một hàm lượng lớn amoni nitrat. Đây được xem là một chất hữu cơ khí phổ biến có tác dụng lớn trong quân sự.
Muối Canxi Nitrat
Canxi nitrat đang có công thức hóa họclà Ca(NO3)2, đây là một trong các hợp chất vô cơ không màu có khả năng hút ẩm cực tốt từ không khí. Theo nhiều nghiên cứu cho thấy, loại muối này thường xuất hiện ở dạng 3 phân tử nước. Nhiệt độ nóng chảy được ước tính là 560 độ C và khi ở dạng khan 42,7 độ C thì nó sẽ có 4 phân tử ngậm nước. Muối nitrat ở dạng khan tự phân hủy 4 phân tử ngậm nước sẽ được sôi trong khoảng 130 đến 132 độ C.
Muối nitrat có tác dụng cực kỳ lớn trong nghiên cứu khoa học cũng như công nghiệp sản xuất chất hữu cơ. Loại muối này có khả năng hòa tan trong amoniac nhưng không thể tan trong axit nitric. Không chỉ vậy, loại muối này còn có khả năng hòa tan tốt trong ethanol hơn hẳn khi hoà tan cùng metanol.
Tính chất hóa học của loại muối này được biết đến nhiều vào phản ứng phân hủy canxi nitrat tạo thành oxy. Dựa vào đặc tính oxi hóa cực kỳ mạnh mà muối nitrat có thể gây ra tình trạng cháy nổ lớn hoặc tạo nên ma sát khi tác động trực tiếp với lưu huỳnh, photpho và một vài hữu cơ có trong trong môi trường tự nhiên.
Điều chế muối nitrat ra sao?
Thực hiện quá trình điều chế muối nitrat thì các nhà khoa học sẽ sử dụng các phản ứng trao đổi chất. Có thể sử dụng natri nitrat (NaNO3) và kali clorua (KCl) để kết hợp tạo ra lượng muối lớn.
Trong quá trình tác động hóa học chất này sẽ tạo ra Monohydrat và tetrahydrat. Phương trình hóa học được liệt kê là: Canxi Nitrat – Ca(NO3 )2. Trong canxi nitrat các phân tử sẽ mang trọng lượng là 164.09, các tinh thể sẽ không có màu đặc biệt. Mật độ các phân tử được tính là 2.504g/cm có nhiệt độ nóng chảy cực lớn khoảng 561 °C.
Ứng dụng của muối nitrat
Loại muối nitrat này cũng có ích lợi cực kỳ hoàn hảo trong việc tiêu diệt lượng lớn côn trùng gây hại. Bên cạnh đó, nó còn được sử dụng để làm các chất hấp thụ oxit Nitơ tạo thành chất làm lạnh hoặc pháo hoa…
Kết luận
Hi vọng thông qua bài viết trên đây bạn đã hiểu thêm các vấn đề liên quan đến muối nitrat. Loại muối này cực kỳ phổ biến và được xem là có ứng dụng rất tốt trong quá trình hình tạo nhiều chất chống oxit nitơ và được sử dụng để làm phân bón, pháo hoa.
