NH3 là gì và hợp chất này có những tính chất hóa học nào? Đây luôn là câu hỏi mang về lượng truy cập khủng trên mạng xã hội. Bạn có thắc mắc chất hóa học này có ở đâu và có gây hại cho con người hay không? Nếu vẫn chưa hiểu rõ thì bài viết dưới đây sẽ giải đáp tất cả những vấn đề thắc mắc của bạn.
Khái niệm NH3 là gì và cấu tạo phân tử như thế nào?
NH3 (có nguồn gốc từ tiếng Pháp là ammoniac và được phiên dịch ra tiếng việt là a-mô-ni-ắc) là một chất hóa học vô cơ được cấu tạo từ các nguyên tử N và H, tạo thành công thức phân tử là NH3. Amoniac là một hợp chất vô cơ, được cấu tạo theo tỷ lệ 1 nguyên tử nitơ ứng với 3 nguyên tử hidro thành liên kết kém bền.
Phân tử amoniac được cấu tạo theo hình chóp, với đỉnh là nguyên tử nitơ liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử hidro nằm ở đáy tam giác. Do nitơ có ba electron tự do, do đó có thể tạo 3 liên kết cộng hóa trị trên với nguyên tử hidro (cả ba liên kết N – H là liên kết cộng hóa trị phân cực: Ở H có dư điện tích dương, ở các nguyên tử N có dư điện tích âm).
Amoniac có ở những nơi đâu?
Trong tự nhiên, amoniac xuất hiện do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ từ động, thực vật và có một lượng khá nhỏ ở trong khí quyển. Trong nước biển có chứa NH3 và một số loại muối amoni. Hay trong núi lửa, trong quá trình phun trào sẽ hình thành các muối amoni sunfat và amoni clorua.
Chất rắn amoni bicacbonat có mặt nhiều tại một số vùng khoáng chứa soda. Amoniac còn được sinh ra từ hoạt động bài tiết hàng ngày của con người hay động vật.
Đặc biệt, thường có qua đường nước tiểu, điều này xảy ra vì các cơ quan của thận tiết ra một lượng nhỏ khí amoniac. Ngoài ra, các nhà máy sản xuất phân ure hay từ các phản ứng hóa lỏng khí N2 và H2 ở nhiệt độ 400 – 450 độ C và áp suất là 200 – 300 atm, cũng tạo ra NH3.
Các tính chất về NH3 cần cần tìm hiểu
Khá giống với các chất hóa học thường thấy, amoniac vẫn có 2 tính chất thường thấy là tính chất vật lý và tính chất hoá học. Cùng tìm hiểu hai tính chất đặc trưng của amoniac sau đây:
Amoniac mang tính chất vật lý đơn giản
Amoniac hầu như luôn tồn tại ở dạng khí, không màu và có mùi hôi khá khó chịu. Một người hít phải một lượng lớn amoniac có thể xảy ra tình trạng ngộp thở dẫn đến chết. Tuy nhiên, chất hoá học này cũng rất dễ chuyển thành trạng thái lỏng. Do NH3 có độ phân cực khá lớn, phân tử này có cặp electron tự do và các liên kết giữa N và H dễ bị phân cực.
Đây là loại dung môi có độ hoà tan tốt. Do có hằng số điện môi nhỏ hơn nước nên dễ dàng hòa tan các loại dung môi hữu cơ. Khi hoà tan amoniac với các kim loại kiềm như Ba, Ca,… sẽ tạo dung dịch có màu xanh thẫm. Do đó, đây cũng là cách nhận biết các lọ dung dịch bị mất nhãn phổ biến.
Tính chất hóa học của một hợp chất vô cơ NH3
Với tính chất hóa học của amoniac, người ta phân thành nhiều tính chất nhỏ với các phương trình hóa học phản ứng khác nhau. Cùng tìm hiểu một số tính chất hóa học cơ bản của amoniac sau đây:
- Do kém bền khi tác dụng có nhiệt độ, amoniac dễ dàng bị phân hủy ở nhiệt độ cao cho ra phản ứng hóa học: 2NH3 → N2 + 3H2 / N2 + 3H2 → 2NH3.
- Khi tác dụng với kim loại, amoniac sẽ tạo thành các ion phức: 2NH3 + Ag+ → [Ag(NH3)2]+.
- Nguyên tử Hidro trong amoniac có thể bị thế chỗ bởi các kim loại kiềm hoặc kim loại nhôm (Al): 2NH3 + 2Na → 2NaNH2 + H2 (350 °C) / 2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2 (800-900 °C).
- Tác dụng với dung dịch muối: Dung dịch amoniac tạo kết tủa khi tác dụng với dung dịch muối: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl.
- Tính bazơ yếu: Do có tính bazơ nên dung dịch làm giấy quỳ tím đổi màu xanh và dung dịch phenolphtalein chuyển sang hồng. Do đó, khi muốn nhận biết amoniac trong đống chất axit và muối, người ta thường sử dụng giấy quỳ tím để dễ nhận biết. Do tính chất của một bazơ, amoniac khi tác dụng với axit sẽ tạo thành muối amoni: NH3 + HCl → NH4Cl (amoni clorua).
Cách điều chế NH3 có đơn giản không?
Điều chế ra một chất hoá học hữu cơ khá đơn giản. Hiện nay, có hai cách điều chế thường thấy về chất hóa học NH3 là điều chế trong các phòng nghiên cứu thí nghiệm và điều chế trong công nghiệp:
Phòng thí nghiệm điều chế ra amoniac
Trong các phòng thí nghiệm, NH3 thường được điều chế bằng các cho phản ứng hoá học giữa muối amoni và kiềm hay sự thủy phân của các hợp chất nitơ. Ngoài ra, cách phản ứng hóa học trên cũng được dùng để nhận biết sự có mặt của các ion amoni. Các phản ứng cụ thể sau đây:
- Phản ứng hóa học giữa dung dịch kiềm và muối amoni: Ca(OH)2 + 2NH4Cl → NH3 + CaCl2 + 2H2O.
- Dựa vào phương pháp thủy phân các hợp chất nitơ trong nước, qua đó thu được amoniac: Li3N + 3H2O → 3LiOH + NH3.
- Một cách điều chế amoniac nhanh nhất thường thấy trong phòng thí nghiệm là cho NH3 đặc và NaOH đặc phản ứng với nhau.
Điều chế công nghiệp chất hóa học NH3
Có rất nhiều cách điều chế ra khí amoniac trong công nghiệp. Tuy nhiên, cách điều chế phổ biến nhất là dùng phương pháp Haber, đây là phương pháp thông qua phản ứng trực tiếp của N2 và H2 đảm bảo đủ các điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao kèm theo một chất xúc tác: N2 + 3H2 ⇌ 2NH3.
NH3 lỏng được ứng dụng trong các lĩnh vực để làm gì?
Amoniac hiện nay được ứng dụng khá nhiều trong đời sống hay trong công nghiệp, tùy theo liều lượng và cách chế tạo sẽ tạo ra nhiều ứng dụng đa dạng và có ích. Một số lợi ích khi amoniac mang lại:
Phân bón được sản xuất từ NH3
Trên thực tế, khoảng 83% amoniac lỏng được sử dụng làm phân bón, vì tất cả các hợp chất nitơ đều được sinh ra từ NH3. Chất này rất cần thiết cho sự phát triển của thực vật.
Năm 2004, amoniac được sử dụng làm phân bón hay muối hay dung dịch của nó. Khi bón vào đất, nó giúp tang cao về năng suất các loại cây trồng như ngô và lúa mì. Sản xuất NH3 tiêu thụ hơn 1% năng lượng nhân tạo và là một phần quan trọng trong ngân sách năng lượng của thế giới.
Dùng NH3 vào lĩnh vực làm thuốc tẩy
Amoniac trong các hộ gia đình đóng vai trò là một dung dịch NH3 được sử dụng làm chất tẩy rửa cho các bề mặt. Amoniac lỏng phát ra ánh sáng rực rỡ. Đặc biệt, amoniac được dùng để lau kính, sành sứ và inox, hay được dùng để lau lò nướng và ngâm các vật dụng để làm sạch bụi …
NH3 giúp xử lý trong các môi trường khí thải
Amoniac lỏng được sử dụng để xử lý môi trường để loại bỏ các chất có trong khí thải của nhiên liệu hóa thạch như than đá và đá. NH3 cũng được xem như một chất kháng khuẩn của thực phẩm. Được biết đây là một chất khử, NH3 hiện được tìm kiếm và sử dụng với các mục đích thương mại để làm giảm khuẩn hay khử khuẩn có trong thịt bò.
Một số ngành khác
NH3 lỏng còn được sử dụng trong công nghiệp về sản xuất và chế biến gỗ, làm cho màu sắc gỗ đậm hơn do phản ứng giữa khí Amoniac với tannin tự nhiên trong gỗ, làm màu sắc thay đổi càng đẹp hơn. Ngoài ra, amoniac ở dạng lỏng còn được sử dụng để điều chế các nguyên liệu bông, được sử dụng trong việc rửa tiền len.
Tác hại của NH3 mang đến và cách kịp thời xử lý
Do amoniac có tính ăn mòn. Trường hợp hít phải khí NH3, tiếp xúc với nồng độ amoniac cao trong không khí có thể gây bỏng niêm mạc mũi, họng và các đường hô hấp. Điều này làm tổn thương đường hô hấp, dẫn đến tình trạng suy hô hấp. Hít phải nồng độ thấp hơn có thể gây ho và kích ứng mũi họng, kích ứng mắt có thể gây chảy nước mắt.
Tiếp xúc trực tiếp có thể gây ra bỏng nặng về da, mắt, cổ họng và phổi nếu tiếp xúc với NH3 đậm đặc. Ngoài ra, nếu nuốt phải hoặc uống amoniac đậm đặc có thể gây bỏng miệng, cổ họng và dạ dày, đau dạ dày nghiêm trọng và nôn mửa.
Trong trường hợp tiếp xúc hoặc ngộ độc với NH4NO3, cần nhanh chóng đưa nạn nhân đến nơi thoáng gió, đảm bảo không khí trong lành. Trong trường hợp tiếp xúc với mắt, phải khẩn cấp rửa sạch mắt ngay lập tức bằng nước lạnh trong ít nhất 15 phút. Nếu nuốt phải, không được cho bất cứ thứ gì vào miệng và súc miệng bằng nước ngay lập tức.
Bảo quản, vận chuyển NH3 một cách an toàn nhất
NH3 có ứng dụng trên đời sống nhưng nếu tiếp xúc trực tiếp với amoniac sẽ gây những tác hại nghiêm trọng vừa nói trên. Do đó, cần phải biết cách bảo quản và vận chuyển amoniac một cách an toàn để tránh những tác hại không may:
Bảo quản an toàn
Bảo quản amoniac trong bể hoặc thùng chứa chất lỏng được đánh dấu rõ ràng. Không đổ NH3 lỏng quá 80% thể tích bình chứa. Lưu trữ trong các thùng đậy kín. Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh xa các đám cháy có thể xảy ra.
Vận chuyển an toàn
Đối với amoniac công nghiệp được bán dưới dạng amoniac ở dạng dung dịch (thường là 28% NH3 trong nước) hoặc amoniac lỏng, nó nên được lưu trữ trong các thùng vận chuyển bằng ô tô hoặc container. Xe phải có mái che và tường xe kiên cố. Không được mang và mang theo chất cháy, bình phải đặt thẳng đứng, giữa các bình phải có đệm, xếp dỡ nhẹ nhàng, không đặt sản phẩm ở nơi có nhiệt độ cao.
Các biểu hiện của việc ngộ độc NH3
Ngộ độc xảy ra nếu hít phải, nuốt hoặc chạm vào các sản phẩm có chứa một lượng rất lớn chất NH3. Khi bị ngộ độc amoniac, cơ thể người sẽ có biểu hiện ho, đau ngực (nặng), khó thở, thở nhanh, thở khò khè, đau thắt ngực.
Đối với mắt và họng sẽ có tình trạng chảy nước mắt có thể dẫn đến mù, đau họng nặng, đau miệng. Tim đập nhanh và mạch yếu, đi lại một cách khó khăn, thậm chí dễ gây tử vong. Môi xanh nhạt màu và sẽ bỏng nặng nếu người tiếp xúc chất quá lâu. Đau dạ dày nghiêm trọng hơn.
Kết luận
Trên đây là tất cả nội dung cần biết về chất hóa học NH3 từ khái niệm, tính chất cho đến các công dụng của nó. Hy vọng bài viết trên sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức hơn trong học tập cũng như cuộc sống nhé. Biết được những ứng dụng có ích và những tác hại từ đó có sự bảo vệ bản thân tránh khỏi những sự cố khi tiếp xúc.
