Lí thuyết Nitơ (mới bổ sung thêm)

Lớ thuyt húa hc Phn III: Húa vụ c
NIT PHOTPHO
A Nit
I. Cu to phõn t :
Cu hỡnh e:
7
N : 1s
2
2s
2
2p
3
Cu to phõn t: N
2
: N

MM

N :
N N
do 2 nguyờn t Nit liờn kt vi nhau bng 3 liờn kt khụng cc.
Liờn kit ba rt bn vng nờn nhit thng N
2
rt tr v húa hc.
II. Tớnh cht vt lớ :
L cht khớ khụng mu, khụng mựi, khụng v, khụng duy trỡ s chỏy, s sng.
Rt ớt tan trong nc (1 lớt nc ch tan 0,015ml N
2
)
Chim 4/5 th tớch khụng khớ, nh hn khụng khớ.
Húa lng 196

0
C, húa rn 210
0
C.
III. Tớnh cht húa hc :
1. Tớnh oxi húa (Tỏc dng vi cht kh mnh):
a. Vi hiro:
b. Vi kim loi hot ng mnh:
- nhit thng, nit ch tỏc dng c vi Liti (Li)
2 3
6Li N 2Li N+
(Liti nitrua)
- nhit cao, nit ch tỏc dng c vi: Ca, Ma, Al,
+
0
t
2 3 2
3Ca N Ca N
(Canxi nitrua)
+
0
t
2
2A N 2A Nl l
(Nhụm nitrua)
2. Tớnh kh (Tỏc dng vi cht oxi húa):
0
t
2 2
N O 2NO ; H 180kJ

+ = +
ơ
+
2 2
2NO O 2NO
Chỳ ý: Cỏc oxit khỏc ca nit nh: N
2
O, N
2
O
3
, N
2
O
5
khụng iu ch c trc tip gia oxi
v nit.
IV. Trng thỏi t nhiờn : Trong t nhiờn, nit tn ti hai dng:
Dng t do: nit chim khong 80% th tớch ca khụng khớ. Nit trong t nhiờn l hn hp ca
hai ng v:
14
7
N
(99,63%) v
15
7
N
(0,37%).
Dng hp cht: cú trong diờm tiờu (NaNO

3
), protein, axit nucleic,
V. iu ch :
1. Trong cụng nghip:
Khụng khớ húa lng
(sau khi loi b CO
2
v H
2
O)
Chửng phaõn ủoaùn

196
0
C N
2

183
0
C O
2

2. Trong phũng thớ nghim:
a. Nhit phõn mui:
0
t
4 2 2 2
NH NO N 2H O +
(Phng phỏp tinh khit nht)
0

350 500 C
4 3 2 2 2
2NH NO 2N O 4H O

+ +
Gv: Trn Quc Ngha Trang 1

2
Moõ hỡnh phaõn tửỷ N
0
2 3
200 300atm
400 550 C
xt: boọt Fe Al O
2 2 3
N H 2NH ; H 92kJ


+
+ =
Lí thuyết hóa học Phần III: Hóa vô cơ
0
t
4 2 2 7 2 2 7 2
(NH ) Cr O N Cr O 4H O→ ↑ + +
b. Oxi hóa NH
3
:
0
t

3 2 2 2
4NH 3O 2N 6H O+ → ↑ +
0
t
3 2 2
2NH 3C N 6HC+ → ↑ +l l
0
t
3 2 2
2NH 3CuO N 3Cu 3H O+ → ↑ + +

0
t
3 2 2
2NH N 3H
→
↑ +
¬ 
c. Khử oxit của nitơ:
0
350 500 C
2 2 2
2N O 4N O
−
→ ↑ +
2 2 2 2
N O H N H O+ → ↑ +
2 3 2 2
3N O 2NH 4N 3H O+ → ↑ +
2 2 2

2NO 2H S N 2S 2H O+ → ↑ + ↓ +
d. Phương pháp khác:
0
t
4 2 2 2
NH C NaNO N NaC 2H O+ → ↑ + +l l
0
t
4 3 2 2 2
2NH C 2KNO 2N O 2KC 4H O+ → ↑ + + +l l
0
t
3 2 2 2
2KNO 3C S N K S 3CO
(75%) (15%) (10%)
+ + → ↑ + +
(Thuoác noå ñen)
0
t
3 2 2 2 3
6KNO 10Fe 3N 3K O 5Fe O+ → ↑ + +
0
t
4 2 2
2NH C 3CuO N 3Cu 2HC 3H O+ → ↑ + + +l l
VI. Ứng dụng :
• Trong công nghiệp, dùng để tổng hợp amoniac, từ đó sản xuất phân đạm, axit nitric, …
• Trong luyện kim, thực phẫm, điện tử, … nitơ được dùng làm môi trường trơ.
• Nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các mẫu vật sinh học khác.
B – Các hợp chất của nitơ:

I. Amoniac : NH
3
1. Cấu tạo :
2. Tính chất vật lí :
• Chất khí không màu, mùi khai, sốc, dễ hóa lỏng (− 33,6
0
C), dễ hóa rắn(− 77,8
0
C), nhẹ hơn
không khí nên có thể thu khí NH
3
bằng cách đây không khí.
• Khí NH
3
tan rất nhiều trong nước nhờ liên kết hiđro với nước (ở 2
0
C, 1 lít nước hòa tan được
khoảng 800 líl NH
3
)
• Tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac. Dung dịch amoniac đâm đặc có nồng độ 25%
và D = 0,91g/ml.
• Dung dịch amoniac là một bazơ yếu có mùi khai, làm quì tím hóa xanh, phenolphtalein hóa
hồng.
• Dung dịch dẫn được điện nhưng rất yếu vì trong dung dịch có 0,4% lượng ion
4
NH
+
, OH
−

3. Tính chất hóa học :
Gv: Trần Quốc Nghĩa Trang 2
− −H N H
H
N có: Số oxi hóa : −3
Hóa trị : 3
H
H
H
N
0
107
0,102nm
N
H
H
H
Lí thuyết hóa học Phần III: Hóa vô cơ
a. Tính bazơ: Do trên nitơ còn một cặp điện tử tự do dễ dàng kết hợp với ion H
+
tạo ion
4
NH
+
thể hiện tính bazơ.
• Tác dụng với H
2
O:
3 2 4
NH H O NH OH

+ −
→
+ +
¬ 
• Tác dụng với axit:
HCl
đặc
+ NH
3
→
NH
4
Cl (Khói trắng)
H
2
SO
4
+ 2NH
3
→
(NH
4
)
2
SO
4
(Phân đạm 1 lá)
HNO
3
+ NH

3
→
NH
4
NO
3
(Phân đạm 2 lá)
CO
2
+ H
2
O + NH
3
→
NH
4
HCO
3
(Bột nở)
CO
2
+ H
2
O + NH
3
→
(NH
4
)
2

CO
3
CO
2
+ NH
3(lỏng)
→
(NH
2
)
2
CO + H
2
O
(Đạm Ure)
• Tác dụng với dung dịch muối:
Al
3
+ 3NH
3
+ 3H
2
O
→
Al(OH)
3
+ 3
4
NH
+

Chú ý: Al(OH)
3
không tan trong dung dịch NH
3
.
b. Khả năng tạo phức chất: Dung dịch amoniac có khả năng hòa tan oxit, hiđroxit hay muối
ít tan của một số kim loại tạo thành các dung dịch phức chất.
Cu
+
+ 2NH
3
→
[Cu(NH
3
)
2
]
+
Ag
+
+ 2NH
3
→
[Ag(NH
3
)
2
]
+
Cu

2+
+ 4NH
3
→
[Cu(NH
3
)
4
]
2+
Zn
2+
+ 4NH
3
→
[Zn(NH
3
)
4
]
+
Phản ứng xảy ra được là do các phân tử NH
3
kết hợp với các ion: Zn
2+
, Ag
+
, Cu
+
, … bằng các

liên kết cho nhận giữa cặp electron chưa sử dụng của nguyên tử nitơ với obitan trống của ion
kim loại.
c. Tính khử
• Nhiệt phân:
0
t
3 2 2
2NH N 3H
→
↑ +
¬ 
• Tác dụng với oxi:
- Khi đốt không có xúc tác, NH
3
cháy với ngọn lửa màu vàng:
4NH
3
+ 3O
2
0
t
→
2N
2
+ 6H
2
O
- Khi đốt không có xúc tác là Pt, ở 850
0
C – 900

0
C :
4NH
3
+ 5O
2
0
t
xt
→
4NO + 6H
2
O
• Tác dụng với Cl
2
, Br
2
:
Dẫn khí NH
3
vào bình chứa khí clo, NH
3
tự bốc cháy tạo ra ngọn lửa có khói trắng:
2NH
3
+ 3Cl
2
→
N
2

+ 6HCl
6NH
3
+ 6HCl
→
6NH
4
Cl
8NH
3
+ 3Cl
2
→
N
2
+ 6NH
4
Cl (khói trắng)
(hiện tượng thăng hoa)
• Tác dụng với một số chất oxi hóa khác:
2NH
3
+ 3CuO
0
t
→
N
2
+ Cu + 3H
2

O
2NH
3
+ 3NaClO
0
t
→
N
2
+ 3NaCl + 3H
2
O
2NH
3
+ 3N
2
O
0
t
→
4N
2
+ 3H
2
O
4. Ứng dụng :
• Amoniac được sử dụng để sản xuất axit nitric, các loại phân đạm như ure ((NH
4
)
2

CO),
NH
4
NO
3
, (NH
4
)
2
SO
4
, …; điều chế hiđrazin (N
2
H
4
) làm nhiên liệu cho tên lửa.
Gv: Trần Quốc Nghĩa Trang 3
Lớ thuyt húa hc Phn III: Húa vụ c
Amoniac lng c dựng lm cht gõy lnh trong mỏy lnh.
5. iu ch :
a. Trong phũng thớ nghim:
Mui amoni tỏc dng vi kim:
4
NH
+
+ OH

0
t

NH
3
+ H
2
O
Thy phõn mui nitrua:
Ca
3
N
2
+ 6H
2
O

3Ca(OH)
2
+ 2NH
3

AlN + 3H
2
O

Al(OH)
3
+ NH
3

T nguyờn t lng tớnh:
4Zn + KNO

3
+ 7KOH

4K
2
ZnO
2
+ NH
3
+ 2H
2
O
2Zn + 2NaNO
3
+ 2KOH + 2H
2
O

K
2
ZnO
2
+ Na
2
ZnO
2
+ 2NH
3

8Al + 3KNO

3
+ 5KOH + 2H
2
O

8KAlO
2
+ 3NH
3

8Al + 3KNO
3
+ 5NaOH + 2H
2
O

3KAlO
2
+ 5NaAlO
2
+ 3NH
3

b. Trong cụng nghip:
0
2 3 2
450 500 C
200 300atm
2 2 3
Fe, Al O , K O

N 3H 2NH ; H 92kJ



+ =
ơ
iu kin: H nhit , tng ỏp sut.
Nhit khụng c quỏ thp vỡ phn ng s xy ra chm.
p sut khụng c cao quỏ vỡ ũi hi thit b cng knh, phỳc tp v lm
cho khớ thoỏt ra khi thnh bỡnh.
Chu trỡnh thc hin trong thỏp tng hp kớn. (H% = 20 25%)
II. Mui amoni
1. Tớnh cht vt lớ :
Mui amoni l hp cht tinh th ion, phõn t gm cation
4
NH
+
v
anion gc axit. Tt c cỏc mui amoni u tan trong nc v khi
tan in li hon ton thnh ion. Ion amoni khụng mu.
2. Tớnh cht húa hc :
a. S thy phõn:
NH
4
+ H
2
O

ơ
NH

3
+ H
3
O
+
b. Phn ng trao i ion:
Tỏc dng vi dung dch kim:
4
NH
+
+ OH


NH
3
+ H
2
O
(NH
4
)
2
SO
4
+ NaOH
0
t

NH
3

+ H
2
O
Phn ng ny dựng nhn bit ion
+
4
NH
Tỏc dng vi dung dch axit:
(NH
4
)
2
CO
3
+ 2HCl
0
t

2NH
4
Cl + CO
2
+ H
2
O
Tỏc dng vi dung dch mui:
(NH
4
)
2

S + 2CuSO
4
0
t

CuS + (NH
4
)
2
SO
4
c. Phn ng nhit phõn:
Mui amoni to bi axit khụng cú tớnh oxi húa:
- Khi un núng b phõn tớch thnh NH
3
v axit.
NH
4
Cl
(r)
0
t

NH
3

(k)
+ HCl
(k)
ming ng gp nhit thp hn, 2 khớ ny kt hp vi nhau to NH4Cl mu trng

bỏm lờn thnh ng. Hin tng ny gi l mui thng hoa.
Gv: Trn Quc Ngha Trang 4
4
Moõ hỡnh phaõn tửỷ muoỏi NH Cl
Lí thuyết hóa học Phần III: Hóa vô cơ
- Phân hủy chậm ngay ở nhiệt độ thường:
(NH
4
)
2
CO
3
0
t
→
NH
3
↑ + 2H
2
O
NH
4
NO
3
0
t
→
NH
3
↑ + CO

2
↑ + H
2
O
• Muối amoni tạo bởi axit có tính oxi hóa:
NH
4
NO
2
0
t
→
N
2
+ 2H
2
O
NH
4
NO
3
0
t
→
N
2
O + 2H
2
O
2(NH

4
)
2
SO
4
0
t
→
4NH
3
+ 2SO
2
+ O
2
+ 2H
2
O
III. Các oxit của nitơ
1. Đinitơ Oxit (N
2
O):
a. Cấu tạo :
b. Tính chất vật lí : - Khí không màu, có mùi, gây ù tai, bất tỉnh.
- n
N
2
O
: n
KK
= 1 : 4 sẽ gây mê.

c. Tính chất hóa học :
• Tính oxi hóa: N
2
O
0
500 C
→
N
2
+ O
2
N
2
O + H
2
0
t
→
N
2
+ H
2
O
N
2
O + 2NH
3
0
t
→

4N
2
+ 3H
2
O
• Tính khử: N
2
O + O
2
0
t
→
4NO
N
2
O + O
3
0
t
→
2NO + O
2
N
2
O + SO
3
0
t
→
2NO + SO

3
d. Điều chế : NH
4
NO
2
0
t
→ N
2
O + 2H
2
O
NO + SO
2
0
t
→
N
2
O + SO
2
2. Nitơ Oxit (NO):
a. Cấu tạo :
b. Tính chất vật lí:
c. Tính chất hóa học :
d. Điều chế :
3. Nitơ đioxit (NO
2
)
a. Cấu tạo :

b. Tính chất vật lí:
c. Tính chất hóa học :
d. Điều chế :
4. Đinitơ trioxit (N
2
O
3
)
a. Cấu tạo :
b. Tính chất vật lí:
c. Tính chất hóa học :
Gv: Trần Quốc Nghĩa Trang 5
N có: Số oxi hóa : +
1
Hóa trị : 3
N
N
O
→: N N O≡