Amoniac (NH3) là gì? Mùi Amoniac là mùi gì? Tính chất
hóa học và ứng dụng của Amoniac
1. Amoniac (NH3) là gì?
Amoniac là hợp chất của Nito (N) và Hydro (H) có công thức hóa học là NH3. Đây là một hợp
chất vô cơ được cấu tạo từ 3 nguyên tử Nito và 1 nguyên tử Hydro tạo thành một liên kết kém bền.
Cấu tạo phân tử của NH3 là hình chóp với nguyên tử Nito ở đỉnh liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên
tử Hydro ở đáy tam giác (3 liên kết N – H đều là liên kết cộng hóa trị có phân cực: N có điện tích
âm, H có điện tích dương).
Nh3 được sinh ra nhiều trong tự nhiên. Chẳng hạn, thận của chúng ta cũng sản sinh ra một lượng
nhỏ khí NH3, chính vì vậy mà nước tiều có mùi khai đặc trưng gần giống với khí amoniac. Khí
nh3 được hình thành bởi các sinh vật trong tự nhiên thông qua quá trình phân hủy của xác động
vật dưới tác động của các vi sinh vật.
2. Tính chất vật lý của Amoniac
Amoniac là một chất khí không màu. Amoniac hóa lỏng nhìn giống nước, không màu, có mùi hôi
hăng nồng đặc trưng. NH3 là chất dễ hóa lỏng bởi amoniac có độ phân cực lớn do NH3 có cặp
electron tự do và liên kết N-H bị phân cực. Nó nhẹ hơn không khí, mật độ của amoniac gấp 0,589 lần không khí.
Dung dịch Amoniac là dung môi hòa tan tốt.
Tại áp suất tiêu chuẩn 1 atm, khối lượng của một phân tử NH3 là: 0.769 kg/m3 với tỷ lệ giãn nở thể tích 850 - 1000 lần
Khối lượng riêng của NH3 là : 681 kg/m3 (ở nhiệt độ -33°C)
NH3 có độ hòa tan trong nước: 47% ở 0°C (89,9 g/100ml); 31% ở 25 °C; 18% ở 50°C;
Dung dịch NH3 có tính bazơ nên có độ pH > 12
Điểm sôi của dung dịch NH3 là 33,34 °C, điểm nóng chảy của NH3 là -77,7 °C, nhiệt độ tự cháy của NH3 khí là 650°C
3. Mùi Amoniac là mùi gì?
Amoniac có mùi hăng, khai đặc trưng. Chúng ta có thể nhận biết mùi của Amoniac trong thành
phần của nước tiểu động vật bởi trong quá trình chuyển hóa thức ăn cơ thể con người bài tiết ra
một lượng Nitơ (có trong đạm) và khi kết hợp với các hợp chất hữu cơ khác dễ dàng sinh ra khí NH3.
Tuy nhiên cần lưu ý, nếu hít phải NH3 với nồng độ lớn có thể dẫn đến tử vong bởi khi NH3 vào
niêm mạc mũi và phổi với nồng độ cao, phản ứng với H2O trong cơ thể sinh ra một lượng lớn
NH4OH có tính bazơ có khả năng ăn mòn cao và phá hủy nội tạng con người. Do vậy, đây là một
hợp chất hóa học nguy hiểm cần cẩn thận khi sử dụng.
4. Tính chất hóa học của Amoniac
Dung dịch Amoniac là một hợp chất có tính bazơ kém bền, nên mang đầy đủ tính chất hóa học của một bazơ yếu.
- Amoniac tan trong nước tạo thành cation amoni NH4+ và giải phóng anion OH- theo phương
trình phản ứng dạng phân tử:
NH3 + H2O -> NH4+ + OH-
Amoniac có tính bazơ yếu, khi tác dụng với chất chỉ thị màu, làm quỳ tím chuyển thành màu xanh,
làm phenolphtalein không màu chuyển thành màu đỏ.
- NH3 kém bền bởi nhiệt nó có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao theo phản ứng hóa học:
2NH3 → N2 + 3H2 N2 + 3H2 → 2NH3
- Amoniac tác dụng được với ion kim loại chuyển tiếp tạo ion phức theo phương trình phản ứng:
2NH3 + Ag+ → [Ag(NH3)2]+
NH3 cũng có khả năng tạo phức với nhiều hợp chất khó tan của kim loại khác như Cu, Ag, Zn, Ni, Pb…
- NH3 có tính khử. Nguyên tử Hydro trong amoniac có thể bị thay thế bởi nguyên tử kim loại kiềm
hoặc nhôm theo phương trình phản ứng:
2NH3 + 2Na → 2NaNH2 + H2 (khí) (350 °C)
2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2 (khí) (800-900 °C)
- Amoniac tác dụng với dung dịch muối: dung dịch amoniac có khả năng tạo kết tủa nhiều hidroxit kim loại khi tác dụng.
- NH3 tác dụng với axit tạo thành muối amoni theo phương trình phản ứng rút gọn: NH3 + H+ -> NH4+
5. Ứng dụng của Amoniac trong đời sống
NH3 khá phổ biến trong tự nhiên và được sử dụng rộng rãi trong đời sống cũng như công nghiệp sản xuất.
- NH3 được sử dụng trong quá tình lý khí thải. Khí amoniac hóa lỏng NH3 được ứng dụng chủ
yếu để xử lý khí thải của các nhà máy luyện gang thép, xi măng, nhiệt điện và lọc hóa dầu. Bởi
trong quá trình sản xuất các nhà máy này sẽ thải ra môi trường một lượng lớn khí NOx, SOx người
ta thường sử dụng amoniac làm chất khử với chất xúc tác Vanadi Oxit (V2O5), Titan Oxit (TiO2)
phản ứng 300 - 450 độ C. Từ đó khí NH3 sẽ dễ dàng phản ứng với Nox để tạo thành N2 và H2O
đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường.
- NH3 trong sản xuất phân bón: khoảng 83% NH3 hóa lỏng được sử dụng làm phân bón bời các
hợp chất N trong phân đạm cần thiết cho sự phát triển của cây trồng đều có nguồn gốc từ NH3.
NH3 và các muối của nó được sử dụng như phân bón khi áp dụng cho đất, giúp cung cấp năng
suất gia tăng của các loại cây trồng như ngô và lúa mì. Do đó việc tiêu thụ nhiều hơn 1% của tất
cả các năng lượng nhân tạo, sản xuất amoniac là một thành phần quan trọng của ngân sách năng lượng thế giới.
- Dung dịch NH3 dùng làm thuốc tẩy cho nhiều bề mặt như thủy tinh, đồ sứ và thép không gỉ, hay
được sử dụng để làm sạch lò nướng và ngâm đồ để làm sạch bụi bẩn.
- NH3 lỏng được sử dụng để điều trị nguyên liệu bông, cung cấp cho một tài sản kiềm bóng sử dụng chất kiềm.
- Dung dịch NH3 được sử dụng để làm tối màu gỗ bởi khí Amoniac phản ứng với tannin tự nhiên
trong gỗ và làm thay đổi màu sắc đẹp hơn.
- Trong công nghiệp thục phẩn, dung dịch amoniac được sử dụng để điêu chỉnh độ chua. Amoniac
lỏng còn được sử dụng với mục đích thương mại để loại bỏ nhiễm khuẩn của thịt bò.
- Trong ngành công nghiệp khai thác mỏ, NH3 được sử dụng để khai thác các kim loại như đồng
Ni (niken) và Mo (molypden) từ các loại quặng. Còn trong ngành dầu khí Nh3 được sử dụng để
trung hòa axit, thành phần của dầu thô và bảo vệ các thiết bị khỏi bị ăn mòn. Điều chế Amoniac
1. Amoniac trong phòng thí nghiệm:
Người ta sử dụng muối NH4Cl tác dụng với nước vôi trong Ca(OH)2 để sinh ra khí NH3 theo phương trình phản ứng:
2NH4Cl + Ca(OH)2 → NH3 (khí) + CaCl2 + H2 (khí)
2. Amoniac trong công nghiệp
Chủ yếu nh3 được sản xuất theo phương thức Haber-Bosch với các phản ứng hai chiều xảy ra liên tiếp sau:
CH4 + H2O < == > CO + 3H2 (xúc tác Ni, nhiệt độ cao)
N2 + 3H2 < == > 2NH3 (ΔH = –92 kJ/mol)
Ngoài ra để điều chế NH3 trong công nghiệp, người ta thường sử dụng các công nghệ sản xuất
amoniac phổ biến khác như: Công nghệ Haldor Topsoe, Công nghệ M.W. Kellogg, Công nghệ
Krupp Uhde, Công nghệ ICI Công nghệ Brown & Root. Trong đó công nghệ Haldor Topsoe được
các nhà máy phân đạm tại Việt Nam áp dụng nhiều nhất để sản xuất NH3.
Do vừa có tính ăn mòn vừa nguy hiểm ở dạng đậm đặc nên yêu câu về việc sản xuất, lưu trữ đều
phải tuân thủ theo quy trình nghiêm ngặt. Trong công nghiệp NH3 được bán dưới dạng khí hóa
lỏng NH3 và dung dịch amoniac NH4OH, tất cả đều được vận chuyển trong xe bồn hoặc ống trụ.
6. Các tác hại nguy hiểm của Amoniac đối với sức khỏe con người
Bình thường khi hít phải một lượng nhỏ NH3 với các tính chất vật lý của nó đã khiến chúng ta
cảm thấy khó chịu. Thực tế, NH3 còn được xếp loại chất nguy hiểm và đặc biệt nguy hiểm đối với sức khỏe con người do:
- Nếu hít phải nhiều khí NH3 sẽ gây bỏng đường hô hấp (rát họng).
- Khí NH3 gây ức chế dây thần kinh tạo nên cảm giác khó chịu cáu gắt, lẫn lộn, chóng mặt, bồn chồn.
- Tác động đến hệ hô hấp gây Ho, đau họng nặng, đau ngực, khó thở, khò khè, tim đập nhanh.
- Tác động đến mắt, miệng: gây chảy nước mắt thậm chí là mù vĩnh viễn, nếu vô tính nuốt phải sẽ
gây bỏng miệng, cổ họng và dạ dày, gây nôn.
- Tác động đến Da: gây bỏng nặng nếu tiếp xúc phải amoniac đậm đặc. Cách xử lý
Nếu không may bị ngộ độc Amoniac bạn cần thực hiện những cách sau để tránh hậu quả nghiêm trọng, bạn cần:
- Nhanh chóng di chuyển đến nơi thoáng khí, cởi bỏ quần áo đã dính amoniac
- Súc miệng sạch với nước trong trường hợp nuốt phải amoniac.
- Nên uống sữa ngay sau đó, trong trong sữa có axit lactose trung hòa bazơ bị hút vào niêm mạng họng rất hiệu quả.
- Nếu dính NH3 trên da, mắt thì khẩn trương rửa sạch ngay với nước sạch thật kĩ.
- Đưa nạn nhân đến trạm y tế gần nhất để được điều trị kịp thời tránh các trường hợp xấu xảy ra.