Muối nitrat là gì? Công thức, Tính chất hóa học của muối nitrat

Tổng hợp khái niệm, công thức, tính chất của muối nitrat và một số muối nitrat phổ biến. Qua đó sẽ giúp các bạn phân việt được muối nitrat với các muối khác.

1. Muối nitrat là gì?

Muối nitrat là muối của axit nitric. Thí dụ, amoni nitrat (NH4NO3), kẽm nitrat (Cu(NO3)2),...

Muối nitrat được cấu tạo bởi các ion kim loại dương cùng ion nitrat NO₃^–. Thông thường, nó được hình thành nhờ các phản ứng của axit nitric HNO3 với các kim loại khác nhau. Bên cạnh kim loại, nó cũng có thể tạo bởi các ion dương khác như NH₄⁺. 

Nitrat hầu như không hòa tan trong nước, chỉ có urê nitrat hòa tan trong nước do đó nitrat trong dung dịch không thể bị kết tủa bởi hầu hết các cation khác.

2. Công thức của muối nitrat

Công thức phân tử: 

Ví dụ: X_y(NO₃)_x

+ KNO₃: Muối Kali nitrat

+ NH₄NO₃: Muối amoni nitrat

3. Tính chất hóa học của muối nitrat

a. Tính oxi hóa của muối nitrat trong môi trường axit

  - Thí nghiệm: Cho Cu và H₂SO₄ loãng vào dung dịch NaNO₃ và đun nóng nhẹ.

 - Hiện tượng: Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu hóa nâu trong không khí.

 - Phương trình hóa học:

3Cu + 2NaNO₃ + 4H₂SO₄ → 3CuSO₄ + Na₂SO₄  + 2NO + 4H₂O

3Cu +  8H⁺  +     2NO₃^-   →  3Cu²⁺    +   2NO­   +  4H₂O  

   2NO  +  O₂   →   NO₂  (nâu đỏ)

* Lưu ý: Phản ứng này được dùng để nhận biết ion nitrat

 b. Nhiệt phân muối nitrat

 - Muối nitrat của các kim loại hoạt động mạnh (trước Mg): bị phân huỷ thành muối nitrit và oxi:

M(NO₃)_n → M(NO₂)_n + n/2O₂                       

 Thí dụ:  

KNO₃ → KNO₂ + 1/2O₂

Oxi sinh ra đốt cháy cacbon.  

 - Muối nitrat của các kim loại từ Mg → Cu:  bị phân huỷ thành oxit kim loại tương ứng, NO₂ và O₂:

 2M(NO₃)_n → M₂O_n + 2nNO₂ + n/2O₂              

 Thí dụ: 

2Fe(NO₃)₃ → Fe₂O₃ + 6NO₂ + 3/2O₂

2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂

 - Muối nitrat của các kim loại kém hoạt động (sau Cu) : bị phân huỷ thành kim loại tương ứng, NO₂ và O₂.

M(NO₃)_n → M + nNO₂ + n/2O₂                           

 Thí dụ:  

AgNO₃ → Ag + NO₂ + 1/2O₂

 - Một số phản ứng đặc biệt:

2Fe(NO₃)₂ → Fe₂O₃ + 4NO₂ + 1/2O₂

NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

4. Một số muối nitrat phổ biến nhất

a. Muối Natri Nitrat 

- Công thức phân tử: NaNO₃

- Khối lượng riêng: 2.257 g/cm³.

- Tồn tại ở dạng bột trắng hay tinh thể. Không có màu nhưng có vị hơi ngọt. 

- Nhiệt độ nóng chảy là 308 độ C. Nhiệt đội sôi là 380 độ C. 

- Tan tốt trong nước và amoniac dạng lỏng. Có tan ít trong các dung dịch cồn và dễ bị phân hủy. 

- Tính chất hóa học

+ Muối nitrat này hấp thụ nhiệt khi hòa tan trong nước. Khi được làm nóng đến trên 380 °C, nó sẽ bị phân hủy thành natri nitrit và oxy. Ở nhiệt độ 400-600 °C, nitơ và oxy sẽ được giải phóng. Nitric oxide sẽ được giải phóng ở 700 °C, và một lượng nhỏ nitơ dioxide và nitơ oxit sẽ được hình thành ở 775-865 °C.

+ Khi nó được kết hợp với axit sulfuric, nó tạo ra axit nitric và natri hydro sunfat.

b. Muối Kali Nitrat

- Công thức phân tử: KNO₃

- Tồn tại ở dạng rắn có màu trắng và không mùi. 

- Tan nhiều trong nước. Khả năng hòa tan tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ nước. Ít tan trong các dung dịch chứa cồn như ethanol. Có thể tan trong glycerol và amoni. 

- Nhiệt độ nóng chảy là 334 độ C và nhiệt độ sôi là 400 độ C. 

- Tính chất hóa học

+ Có thể tham gia phản ứng oxi hóa khử :

S + 2KNO₃ + 3C → K₂S + N₂ + 3CO₂ (phản ứng bột đen).

+ Oxy hóa trong môi trường axit:

6FeSO₄ + 2KNO₃ (đậm đặc) + 4H₂SO₄ → K₂SO₄ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 2NO + 4H₂O

+ Phân hủy nhiệt để tạo ra oxy:

2KNO₃ →  2KNO → O₂

c. Muối amoni nitrat

- Công thức hóa học: NH₄NO₃

- Amoni nitrat có thể tồn tại ở dưới dạng tinh thể trong suốt không màu. Tuy nhiên, nó cũng có thể tồn tại ở dạng chất bột màu trắng nếu ở điều kiện nhiệt độ phòng và áp suất tiêu chuẩn. 

- Hòa tan tốt trong nước do dễ dàng hấp thụ độ ẩm. Đồng thời amoni nitrat cũng hấp thụ nhiệt khá tốt do đó nó dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao. 

- Tính chất hóa học: Phản ứng nhiệt phân muối nitrat

Amoni nitrat có nhiệt độ phân hủy nhiệt khác nhau và các sản phẩm phân hủy khác nhau.

+ Ở 110 °C: NH₄NO₃ → NH₃ + HNO₃

+ Ở 185 ~ 200 °C: NH₄NO₃→ N₂O + 2H₂O

+ Ở nhiệt độ 230 ° C: 2NH₄NO₃ → 2N₂ + O₂ + 4H2O

+ Ở nhiệt độ 400 ° C: 4NH₄NO₃ → 3N₂ + 2NO₂ + 8H₂O

Amoni nitrat được sử dụng làm phân bón và chất nổ công nghiệp và quân sự. Muối nitrat này cũng có thể được sử dụng làm chất diệt côn trùng, chất làm lạnh, chất hấp thụ oxit nitơ và khí gây cười, pháo hoa và những thứ tương tự.

c. Muối Canxi Nitrat

- Công thức hóa học: Ca(NO₃)₂

- Hợp chất vô cơ không màu hút ẩm từ không khí và thường thấy ở dạng ngậm 3 phân tử nước. 

- Nhiệt độ nóng chảy là 561 độ C ở dạng khan và 42.7 ở dạng ngậm 4 nước. Ở dạng khan tự phân hủy, ở dạng ngậm 4 nước nhiệt đội sôi là 132 độ C.  

- Hòa tan trong amoniac nhưng không hòa tan trong axit nitric. Hòa tan tốt trong ethanol hơn metanol. 

- Tính chất hóa học: Khi canxi nitrat nóng, nó bị phân hủy tạo thành canxi nitrit và thải ra oxy. Nó có đặc tính oxy hóa mạnh và có thể gây cháy hoặc nổ với ma sát và tác động với lưu huỳnh, phốt pho và chất hữu cơ. Monohydrat và tetrahydrat có thể được hình thành.

5. Ứng dụng của muối nitrat

Muối nitrat được dùng như một chất nguyên liệu trong phân bón, nghề làm pháo hoa, nguyên liệu của bom khói, chất bảo quản, và như một tên lửa đẩy, cũng như thuỷ tinh và men gốm.