Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm chứng minh rằng amoniac tan nhiều trong nước?

Câu hỏi: Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm chứng minh rằng amoniac tan nhiều trong nước?

Lời giải:

Mô tả thí nghiệm:

Nạp đầy khí NH₃ vào bình thủy tinh trong suốt, đậy bình bằng ống cao su có ống thủy tinh vuốt nhọn xuyên qua. Nhúng dần ống thủy tinh vào một chậu thủy tinh chứa nước có pha vài giọt dung dịch phenolphtalein, ta thấy nước trong chậu phun vào bình thành những tia màu hồng. Đó là do khí NH₃ tan nhiều trong nước làm giảm áp suất trong bình và nước bị hút vào bình. Tia nước có màu hồng chứng tỏ dung dịch có tính bazơ.

Giải thích: Khí amoniac tan rất nhanh trong nước là giảm áp suất trong bình nên áp suất ngoài không khí nén vào mặt thoáng của chậu nước làm nước phun lên trong ống thuỷ tinh thành dòng. Amoniac tan trong nước tạo thành dung dịch có tính bazơ làm cho phenolphtalein không màu chuyển thành màu hồng.

Cùng Top lời giải tìm hiểu về amoniac nhé!

I. Cấu tạo phân tử NH₃

- Phân tử NH₃ có cấu tạo hình chóp, với nguyên tử nitơ ở đỉnh, đáy là một tam giác mà đỉnh là ba nguyên từ hiđro.

- Ba liên kết N-H đều là liên kết cộng hóa trị có cực, các cặp electron chung đều lệch về phía nguyên tử nitơ

=> NH₃ là phân tử có cực.

II. Tính chất vật lí

Amoniac là chất khí không màu, mùi khai và sốc, nhẹ hơn không khí; tan tốt trong nước

III. Tính chất hóa học

1. Tính bazơ yếu

a. Tác dụng với nước

- Khi tan trong nước, NH₃ kết hợp với ion H⁺ của nước, tạo thành ion amoni NH⁺ và ion hiđroxit OH⁻, làm cho dung dịch có tính bazơ và dẫn điện.

Trong dung dịch, amoniac là bazơ yếu. Dùng giấy quỳ tím ẩm để nhận biết khí amoniac, quỳ tím sẽ chuyển thành màu xanh.

b. Tác dụng với dung dịch muối

Dung dịch amoniac có thể tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại, tạo thành kết tủa hiđroxit của các kim loại đó.

c. Tác dụng với axit

Amoniac tác dụng với dung dịch axit tạo ra muối amoni.

2. Tính khử

Trong phân tử amoniac, nitơ có số oxi hóa thấp nhất là -3 nên có tính khử.

a. Tác dụng với oxi

Amoniac cháy trong oxi cho ngọn lửa màu vàng, tạo ra khí nitơ và hơi nước.

b. Tác dụng với clo

Clo oxi hóa mạnh amoniac tạo ra nitơ và hiđro clorua, đồng thời NH₃ kết hợp ngay với HCl tạo thành “khói” trắng NH₄Cl.

IV. Ứng dụng NH3

Amoniac được sử dụng chủ yếu để:

- Sản xuất axit nitric, phân đạm như urê, amoni nitrat, amoni sunfat...

- Điều chế hidrazin N₂H₄ làm nhiên liệu cho tên lửa.

- Amoniac lỏng dùng làm chất gây lạnh trong thiết bị lạnh.

V. Điều chế NH3

1. Trong phòng thí nghiệm

Khí amoniac được điều chế bằng cách đun nóng muối amoni với Ca(OH)₂. Ví dụ:

NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ +  NH₃ + H₂O

Để làm khô khí, người ta cho khí amoniac vừa tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống CaO.

Còn muốn điều chế nhanh một lượng nhỏ khí amoniac, người ta thường đun nóng dung dịch amoniac đậm đặc.

2. Trong công nghiệp

N₂ + 3H₂ → 2NH₃                 ΔH < 0

- Là phản ứng thuận nghịch và tỏa nhiệt. Các điều kiện của phản ứng bao gồm:

+ Nhiệt độ: 450 - 500^oC. Ở nhiệt độ thấp hơn, cân bằng hóa học chuyển dịch sang phải làm tăng hiệu suất phản ứng nhưng lại giảm tốc độ phản ứng.

+ Áp suất từ 200 đến 300 atm.

+ Chất xúc tác là sắt kim loại được trộn thêm Al₂O₃, K₂O...

- Khí amoniac tạo thành có lẫn nitơ và hidro. Hỗn hợp khí được làm lạnh chỉ có amoniac hóa lỏng và được tách ra. Còn hai khí nitơ và hidro chưa phản ứng lại được bổ sung vào hỗn hợp nguyên liệu ban đầu.