Amoniac là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là NH3 và khối lượng phân tử là 17,031, không màu, mùi hắc. Amoniac dễ dàng hóa lỏng thành chất lỏng không màu. Nó có thể được hóa lỏng bằng cách điều áp ở nhiệt độ phòng (nhiệt độ tới hạn 132,4 ° C, áp suất tới hạn 11,2 MPa hoặc 112,2 atm). Điểm sôi -33,5 ° C. Nó cũng dễ bị đông đặc thành chất rắn như tuyết. Điểm nóng chảy -77,75 ° C.
Amoniac hòa tan trong nước, etanol và ete. Nó sẽ bị phân hủy thành nitơ và hydro ở nhiệt độ cao, có tác dụng khử. Nó có thể bị oxy hóa thành oxit nitric khi có mặt chất xúc tác. Được sử dụng trong sản xuất nitơ lỏng, amoniac, axit nitric, muối amoni và amin, v.v.
Amoniac có thể được tạo ra bằng cách tổng hợp trực tiếp nitơ và hydro, có thể làm bỏng da, mắt và niêm mạc của các cơ quan hô hấp, nếu con người hít phải quá nhiều có thể gây sưng phổi, thậm chí tử vong.
Một nguyên tử nitơ có 5 electron hóa trị, trong đó có 3 electron chưa ghép đôi, khi kết hợp với nguyên tử hydro, mỗi nguyên tử nitơ có thể kết hợp với 3 nguyên tử hydro để tạo thành phân tử amoniac thông qua liên kết cộng hóa trị có cực. Nguyên tử nitơ trong phân tử amoniac cũng là Có một cặp electron duy nhất. Cấu trúc không gian của phân tử amoniac là dạng hình tháp tam giác, phân tử có cực.
Phản ứng của amoniac trong nước có thể được biểu thị dưới dạng:
NH3 + H2O⇌NH3 · H2O
Amoniac monohydrat không ổn định và bị phân hủy khi đun nóng để tạo ra amoniac và nước.
Ba ứng dụng của amoniac trong thí nghiệm hóa học như sau:
- Dùng đũa thủy tinh nhúng vào amoniac đặc để kiểm tra sự có mặt của HCl và các khí khác.
- Phòng thí nghiệm dùng nó để phản ứng với dung dịch muối nhôm tạo ra nhôm hiđroxit.
- Chuẩn bị dung dịch bạc amoniac để thử sự có mặt của nhóm chức anđehit trong phân tử chất hữu cơ.
Phản ứng với axit:
NH3 + HNO3 = NH4NO3
2NH3 + H2SO4 = (NH4) 2SO4
NH3 + HCl = NH4Cl
3NH3 + H3PO4 = (NH4) 3PO4
NH3 + CH3COOH = CH3COONH4
NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3
Đốt cháy trong oxy nguyên chất: (Phản ứng NH3 + O2 ở 850°C)
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
Quá trình oxy hóa:
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
Phản ứng này là một phản ứng tỏa nhiệt và là bước đầu tiên trong công nghiệp sản xuất axit nitric.
Sự ion hóa một cặp đôi của amoniac lỏng:
Số tự ion hóa của amoniac lỏng là:
2NH3⇌NH2 + NH4, K = 1,9 × 10-30 (223K)
Phản ứng thay thế:
Một dạng của phản ứng thay thế là hydro trong phân tử amoniac được thay thế bằng các nguyên tử hoặc nhóm khác để tạo ra một loạt các dẫn xuất amoniac. Một dạng khác là amoniac thay thế các nguyên tử hoặc nhóm trong các hợp chất khác bằng các nhóm amin hoặc imino của nó, chẳng hạn như:
COCl2 + 4NH3 = CO (NH2) 2 + 2NH4Cl
HgCl2 + 2NH3 = Hg (NH2) Cl + NH4Cl [Hg (NH2) Cl là thủy ngân amido clorua]
Phản ứng này tương tự như phản ứng thủy phân, và thực chất là một phản ứng metathesis có sự tham gia của amoniac, vì vậy nó được gọi là phản ứng ammonolysis.
Phản ứng với nước và carbon dioxide:
NH3 + H2O + CO2 = NH4HCO3
Amoni bicacbonat không ổn định và bị phân hủy bởi nhiệt:
2NH3 + 3CuO → N2 + 3Cu + 3H2O