Công nghệ sản xuất Amoniac, Acid Nitric, Đạm

Đề tài:
Cơng nghệ sản xuất Amoniac,
Acid Nitric, Đạm.

Nhóm 7:
 Võ Tấn Phát:
 Võ Phương Thanh:
 Dương Thúy Duy:
 Lê Ngọc Bích:
 Trần Nguyên Huyền Trân:

MSSV:
2096793
2092160
2096781
2092118
2092171


Nội dung trình bày
•Sơ lược về tính chất vật lý , tính chất hóa
học cũng như trạng thái tồn tại tư nhiên của
Amoniac, Acid Nitric, Phân đạm.
•Một số ứng dụng của Amoniac, Acid Nitric
và Phân đạm vào đời sống.
•Quy trình sản xuất và điều chế ở phịng thí
nghiệm cũng như ở quy mô công nghiệp


I.Amoniac
Amoniac

đã được ngành giả kim thuật
biết đến vào khoảng thế kỉ 13 bởi
Albertus Magnus.
Nhưng khí amoniac được tinh chế lần
đầu tiên bởi Joseph Priestley năm 1774.
11 năm sau ,năm 1785 Clause Louis
Berthollet tìm được chính xác cấu trúc
của nó.


1.Cấu tạo, trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý

 Cấu tạo: hình tứ diện,
có tính chất phân cực,
momen lưỡng cực lớn.
Sơ đồ cấu tạo của phân tử NH3
n
02
0,1
m

1070


 Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý
- NH3:Thối rửa protit, xác sinh vật và phân giải
urê, là sản phẩm phụ trong sản xuất than
cớc….
- Tính chất vật lý:

 Chất khí khơng màu mùi khai và xớc, nhẹ hơn
khơng khí…
 T0nc: -77.75oC, TOS:-33.35OC
 Tan tớt trong nước do tạo liên kết H
 Dung dịch NH3 đậm đặc thường có nồng độ
25%


2.Tinh chất hóa học :
a.Tính bazơ yếu :

-Tác dụng với nước :

NH3 + H2O
NH4+ + OHIon OH- làm cho dung dịch amoniac có tính bazơ
-Tác dụng với axit : tạo thành muối amoni

2 NH3 + H2SO4



(NH4)2SO4

-Tác dụng với dung dịch muối :kết tủa hidroxit kim
loại
Al2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O

 2 Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4

b.Tính khử
2

1

0

-3

N

N

N

N

3

N

4

N

5

N

Trong các phản ứng hóa học có sự thay đổi sớ oxi

hóa ,sớ oxi hóa của Nitơ trong amoniac chỉ có
thể tăng lên Amoniac có tính khử

2NH3 + 3Cl2

=

N2 +

6HCl


c.Tạo phức:
NH3 có thể tạo thành dung dịch phức với
Cu(OH)2 , Zn(OH)2 , AgOH, AgNO3 …do tạo liên
kết cho nhận giữa cặp e chưa sử dụng của nguyên
tử N với ion kim loại
Cu(OH)2

+

4NH3 =

[Cu(NH3)4](OH)2
(Màu xanh thẫm)

4NH3 (k)

+

CuCl2 (dd)

=

[Cu(NH3)4]Cl2 (dd)


3.Ứng dụng:
 NH3 sử

dụng chủ yếu sản xuất axit nitric, phân
đạm urê, amoni nitrat, amoni sunfat,…
 Làm chất tẩy rửa.
 Dd NH3 kết hợp với các axit tạo ra các muối
amoni-là nguồn nguyên liệu quý được dùng
trong công nghệ chế tạo thức ăn khô,trong y
học, trong nông nghiệp.
 Dùng trong công nghiệp đông lạnh,sản xuất
nước đá và bảo quản thực phẩm,…ngoài ra NH 3
để điều chế N2H4 làm nguyên liệu cho tên lửa.


4.Sản xuất – điều chế NH3
 Trong phịng thí nghiệm:
- Thủy phân muối Nitrua
Mg3N2 (r) + 6H2O (l) = 3Mg(OH)2 (r) + 2NH3 (k)
- Nhiệt phân muối amoni
NH4HCO3 (r) = NH3 (k) + CO2 (k) + H2O (k)
- Đun sôi dung dịch amoniac hoặc cho vôi bột tác
dụng với muối amoni

2NH4Cl
+ Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O
Để làm khô khí NH3, cho khí đi qua KOH rắn hoặc CaO
mới nung.


 Trong

công nghiệp:

- Trước đây:
CaCN2

+

3H2O= CaCO3 +

2NH3

-Ngày nay: dùng phương pháp Haber Process

N2

+

3H2

Fe, 400-5000C
200 atm

2NH3


II.Acid nitric
Sự tổng hợp axít nitric đã được ghi nhận lần đầu vào
khoảng năm 800 TCN bởi một nhà giả kim người Ả
Rập tên là Jabir ibn Hayyan
 Công

 Cấu

thức HNO3:

tạo không gian:


1.Tính chất:

a.Tính chất vật lý:
 Chất lỏng khơng màu, bớc khói mạnh trong khơng khí.
 Dung dịch có màu vàng vì bị phân hủy một phần bởi
ánh sáng hay nhiệt độ cao.
 TS=860C ,hóa rắn thành dạng tinh thể ở - 410C, tan
mạnh trong nước (D=1,4g/cm3)
b . Tính chất hóa học: HNO3 là chất oxi hóa mạnh.
 Tác dụng tất cả các kim loại ( - Pt, Au, Ro…) tạo ra
các sản phẩm khử khác nhau của Ni-tơ.Kim loại bị oxi
hóa đến mức oxi hóa cao nhất.
Cu + 4 HNO3 đ = Cu(NO3)2+ 2NO2 + 2H2O

 HNO3

đ,n làm thụ động hóa Al, Fe, Cr =>có thể
dùng bình Al để đựng HNO3đ
 Khi đun nóng acid HNO3 có thể oxi hóa các phi
kim S, C, P…
4HNO3+ C= CO2+ 4NO2 + 2H2O
 HNO3 đặc oxi hoá nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.
Phá hủy các hợp chất hữu cơ (bông, giấy, vải,
mùn cưa, dầu thông…)
 Hỗn hợp HNO3,HCl tỉ lệ (1:3) gọi là nước cường
toan (cường thủy) có tính oxi hóa mạnh có thể
hồ tan Au,Pt…
Au + HNO3 + 3HCl = NO + 2H2O + AuCl3


2. Sản xuất Acid Nitric
Các phương pháp sản xuất HNO3

-Đầu thế kỷ 17 :
H2SO4 đđ
HNO3

+

KNO3 (diêm tiêu) = KHSO4

+

về sau nguồn nguyên liệu quặng nitơrat trong thiên nhiên không
phổ
TK 20 dùng phương pháp hồ quang điện (N2 +02
-Đầubiến.

KK ở nhiệt độ cao).
3

2

Phương pháp này tốn nhiều điện năng  từ khi tổng hợp được NH3
dùng: PP oxi hoá NH3 (3gđ)


-Giai đoạn 1: oxi hoá NH3 thành NO ( PP tiếp xúc)
Tuỳ điều kiện và chất phản ứng mà xảy ra theo các
phản ứng

(1) (2) (3): một chiều, đồng thể, toả nhiệt  TPSP phụ
thuộc vào tốc độ các phản ứng. Vậy để sản xuất HNO3
người ta tìm cách để phản ứng (1) xảy ra với tốc độ
nhanh nhất và hạn chế phản ứng (2) (3) với tốc độ nhỏ
nhất


-Giai đoạn 2: oxi hoá NO thành NO2
2NO + O2  2NO2
Nhiệt độ < 1500oC phản ứng xảy ra hoàn toàn theo
chiều thuận (1 chiều)
Nhiệt độ > 1500oC phản ứng thuận nghịch, nhiệt độ >

8000oC sự oxi hố khơng xảy ra
Nếu trong điều kiện khơng đủ O2  hh khí ngồi NO2
cịn có N2O3, N2O4, NO
(N2O4 tạo thành ở nhiệt độ thấp dư O2,
2NO + O2 N2O4)
Thực nghiệm cho thấy để đạt hiệu suất NO2, N2O4 cao thì
P = 8 – 10atm, to < 2000oC.


-Giai đoạn 3: hấp thụ NO2 bằng H2O

Vì quá trình toả nhiệt  hạ thấp nhiệt độ tăng p làm sạch
chất lỏng trong tháp hấp thụ đến nhiệt độ 7500C.
ở 2500C P = 1atm
dd HNO3 : 48 – 50%
P = 8-10atm
đHNO3 > 60 – 62%
quá trình xảy ra đồng thời với giai đoạn 2


(1):thiết bị làm sạch kk (H2O hoặc
Na2CO3)
(2):thiết bị lọc các tạp chất cơ học
(3),(9): quạt
(4):thiết bị lọc cactong cùng với khí
NH3
(5):thiết bị oxi hóa NH3
(6):thiết bị thu hồi
(7),(8):tháp làm lạnh

3.Ứng dụng
Sử dụng
HNO3
Chuyển hóa
hữu cơ

Sản phẩm
Nylon

Phân bón

Chất khác

Ngồi ra HNO3 cịn
dùng để :
 Làm th́c nổ TNT.
 Th́c nhuộm.
 Dược phẩm …