AMMONIA “bắt nạt” H2O bằng mùi khai, nhưng H2O mãi yêu như thuở ban đầu
Ammonia có mùi khai lắm; nhưng lại được H2O chết mê chết mệt. Có lẽ H2O bị trúng tên của Thần tình ái rồi …

Ammonia (NH3)… là con một từ cuộc tình giữa N2 và H2. Phải khó khăn lắm họ mới sinh được NH3. Nhưng trớ trêu thay…. vừa mới chào đời, NH3 đã có mùi rất khai. Ai ai cũng sợ bị “bắt nạt” bởi mùi khai này. Chỉ riêng H2O không hiểu sao, lại si mê điên cuồng như điên như dại, gặp NH3 là H2O luýnh quýnh vồ vập dồn dập; thậm chí đôi khi NH3 giựt lấy H+ của H2O luôn…. mà H2O vẫn cho, lại xem như không; thậm chí nó hứng khởi nhảy híp-hóp🕺 và trêu mù tạt cho vui🥵 …!!!. Chắc H2O bị trúng quá nhiều mũi tên của Thần tình ái rồi chăng?. 🍾🥂🍻
*Hoàn cảnh ra đời lời giới thiệu: nhân dịp lao xao khi bài thơ “BẮT NẠT” được đưa vào Sách giáo khoa.
Nội dung bài viết
1. Ammonia được tạo thành thế nào?
1.1. Trong phòng thí nghiệm ở trường học
Khi cần 1 lượng nhỏ NH3 làm thí nghiệm minh hoạ, GV sẽ lấy dung dịch kiềm – thường là dung dịch NaOH cho vào muối rắn NH4Cl, phản ứng:
NaOH (aq) + NH4Cl (s) → NH3 (g) + NaCl (aq) + H2O (l)
1.2. Sản xuất trong công nghiệp từ phản ứng

- nhiệt độ 3800C – 4500C
- áp suất 25 bar – 200 bar
- xúc tác là kim loại Fe
Người ta dùng áp suất cao để chuyển khí NH3 thành thể lỏng và chứa NH3 lỏng trong bình thép. Lượng NH3 này chủ yếu dùng để sản xuất phân bón hóa học (phân đạm) và các sản phẩm tẩy rửa có chứa NH3.
1.3. Được tạo ra trong cơ thể người
do NH3 rất cần thiết trong cơ thể do NH3 là một khối để tạo ra protein và các phân tử phức tạp khác.
1.4. Trong tự nhiên
- Ammonia hình thành trong đất từ quá trình hoạt động của vi khuẩn. Vi khuẩn này hay ở chỗ, chúng tóm lấy N2 từ không khí, làm món ăn nhậu rồi tiêu hóa ra NH3 luôn ; chúng được gọi là vi khuẩn cố định đạm (Nitrogen Fixing Bacteria, viết tắt là NFB). Trong môi trường đất có rất nhiều loại vi khuẩn này; chúng có thể sống tự do, hoặc sinh sống trong các nốt sần chỉ trên rễ cây (gọi là cộng sinh) họ đậu (như đâu phộng, đậu nành, đậu xanh, cỏ ba lá và cỏ linh lăng).
- Ammonia cũng được tạo ra khi thực vật, động vật, chất thải động vật thối rữa; quá trình này cũng nhờ hoạt động ăn nhậu của vi khuẩn.
2. Cấu tạo phân tử Ammonia – NH3
Công thức vẽ trên mặt giấy (mình học ở Hóa 10 bài Liên kết cộng hóa trị) của NH3 như dưới đây. Bé thấy đặc biệt, trên N còn 1 cặp electron tự do.

Cấu trúc thực tế của NH3 trong không gian: chóp tam giác với N ở đỉnh; ba H ở đáy. Người ta cũng dùng mô hình rỗng và mô hình đặc để sờ nắm cho dễ. Bé hãy xem hình dưới:

Từ bài Số oxy hóa, đã biết số oxy hóa của H là +1; từ đó dễ dàng bé tính được trong NH3, số oxy hóa của N là -3.
3. Tính chất vật lí của Ammonia
Ở nhiệt độ phòng, NH3 là chất khí không màu, mùi khai rình xốc lên mũi gây cảm giác ngột ngạt rất khó chịu. NH3 nhẹ hơn không khí (do MNH3 = 17 < KLPT trung bình của không khí).
Dưới áp suất cao, khí NH3 dễ dàng bị nén thành chất lỏng không màu trong suốt, được chứa trong bình thép chịu được áp suất cao. NH3 không dễ cháy nhưng thùng chứa NH3 có thể phát nổ khi gặp nhiệt độ cao,
- nhiệt độ làm NH3 từ thể lỏng nở ra chuyển thành thể khí; khiến áp suất bình tăng đột ngột nên bình thép bị phá hủy. Do vậy, nhiệt độ xung quanh bình chứa càng ấm nóng thì càng nguy hiểm; con người sơn màu trắng bình chứa NH3 lỏng để bình không bị quá nóng dưới ánh sáng mặt trời.
- hiện nay, các bình chứa NH3 được thiết kết để chịu được áp suất lên tới 250psi (17,012atm). Tuy nhiên, nếu nhiệt độ của bình đạt khoảng 1200F (hay 48,8890C); áp suất bên trong bình tăng lên hơn mức trên – đạt 271psi.
3.1. Ammonia là khí độc
Khi NH3 xâm nhập vào cơ thể qua đường thở – nuốt – tiếp xúc với da; NH3 sẽ phản ứng với H2O để tạo ra ammonium hydroxide NH4OH. Hóa chất này có tính ăn mòn cao và làm hỏng các tế bào trong cơ thể.
Tiếp xúc với lượng lớn khí ammonia trong không khí sẽ gây bỏng mắt – mũi – họng – đường hô hấp ngay lập tức; có thể mù lòa, tổn thương phổi hoặc tử vong. Hít phải nồng độ thấp hơn gây ho và kích ứng mũi họng.
Nuốt phải amoniac có thể gây bỏng miệng, cổ họng và dạ dày. Tiếp xúc với da hoặc mắt với amoniac đậm đặc cũng có thể gây kích ứng và bỏng.
3.2. NH3 tan nhiều trong nước tạo dung dịch Ammonia và tỏa nhiều nhiệt
Ở nhiệt độ phòng, 1 lit nước hòa tan được đến 800 lit khí ammonia; bé nói NH3 rất háo (rất mê) nước. Dung dịch ammonia đặc có nồng độ 25% và khối lượng riêng 0,91gam/cm3.
Khi hòa tan NH3 vào H2O, một chút ít NH3 nhận H+ của H2O (H+OH–):
NH3 + H2O ⇌ NH4+ (ion ammonium) + OH– (ion hydroxide)
Phản ứng tạo ra ion OH-, khiến dung dịch NH3 có môi trường kiềm; tính kiềm làm cho
- quỳ tím (màu tím) hóa thành màu xanh.
- phenolphthalein (không màu) hóa thành màu hồng.
Trong clip dưới đây, tác giả rất sáng tạo khi thu khí NH3 và làm thí nghiệm NH3 tan rất nhiều trong nước.
4. Tính chất hóa học của Ammonia
Hai tính chất hóa học của NH3 được gây ra bởi số oxy hóa -3 và cặp electron tự do của Nitrogen.
4.1. Do số oxy hóa của N trong NH3
N trong trong NH3 có số oxy hóa là -3. Nguyên tố Nitrogen có các số oxy hóa là -3 ; 0 (đơn chất N2) ; +1 ; +2 ; +3 ; +4 ; +5. Vậy người ta nói N trong NH3 có số oxy hóa thấp nhất là -3 ; điều này có nghĩa từ -3 chỉ có một khả năng là TĂNG lên 0 ; +1 ; +2 ; +3 ; +4 ; +5. Vậy:
- NH3 chỉ có tính KHỬ (do chỉ có một khả năng là số oxy hóa TĂNG)
- tuy nhiên, NH3 hổng có phản ứng lên +1 +3 +4 +5 đâu ; mà chúng mình mới có phản ứng tăng từ -3 lên 0 ; +2 thôi à!.

🎻Phản ứng [*] chế trong bài nhận biết khí NH3 bằng cách cho NH3 phản ứng với CuO-đun nóng. Hiện tượng thấy CuO (rắn màu đen) chuyển thành Cu (rắn màu đỏ). Kiểu nhận biết này bạn có thấy kì cục không?
🎷Phản ứng [**] chế trong bài nêu hiện tượng khi cho NH3 + Cl2. Sẽ có 2 phản ứng xảy ra là:
2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl
rồi HCl + NH3 → NH4Cl (rắn màu trắng)
Bé nói thấy xuất hiện “khói” màu trắng; khói là là vô số tinh thể NH4Cl rất nhỏ (xem phần dưới để rõ hơn nhe).
4.2. Do cặp electron tự do trên N
Bé cần nhớ trong bài Acid Base là chất gì?; có một lý thuyết nói
- ACID là chất cho H+
- BASE là chất nhận H+
Mình sẽ phải dùng đến nội dung này trong phần dưới.
Bây giờ, hãy ngắm lại CTCT của NH3, bé sẽ thấy trên N còn 1 cặp electron tự do. Dĩ nhiên, cặp electron trên N mang điện âm; nó rất thích anh nào mang điện dương; kết quả NH3 luôn săn tìm nhận để ôm ấp ion dương H+, bằng cách
- nếu dẫn khí NH3 vào nước thì nó nhận H+ của H2O.
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH–
- nếu cho khí NH3 (hoặc dung dịch NH3) vào dung dịch acid, thì nó nhận H+ của acid.
NH3 + HNO3 → NH4NO3
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
- RIÊNG trường hợp ĐẶC BIỆT khi cho KHÍ NH3 gặp KHÍ HCl, phản ứng vẫn là giữa base NH3 với axit HCl; xảy ra ở thể khí mà không phải là trong dung dịch nước như thông thường (trường hợp này cũng do NH3 nhận H+ của HCl nhưng ở thể khí).

Thí nghệm dưới đây là khí NH3 + khí HCl; thực hiện bằng cách để cốc đựng dung dịch HCl đặc kế cốc đựng dung dịch NH3 đặc; các dung dịch đặc này rất dễ bay hơi thành khí HCl và khí NH3 (cả hai khí đều không màu); chúng gặp nhau tại miệng cốc, phản ứng với nhau tạo thành “khói” màu trắng. Khói trắng này chính là các tinh thể rắn NH4Cl (ammonium chloride) rất nhỏ do phản ứng hóa học:
NH3 (g) + HCl (g) → NH4Cl (s)
Vô số hạt NH4Cl quá nhỏ đến mức trông giống như “khói” và mất nhiều thời gian để lắng xuống. Phải sau một thời gian, bé mới có thể thu thập được các tinh thể Ammonium chloride. Nếu đun nóng tinh thể này lên, bé sẽ khiến NH4Cl bị phân hủy ngược trở lại thành NH3 (g) và HCl (g).
4.3. Kết luận
Amonia thể hiện hai tính chất hóa học:
- Tính khử (do số oxy hóa -3 của N).
- Tính base (do cặp electron tự do của N).
5. Ammonia sản xuất từ công nghiệp dùng để làm gì?
Phản ứng sản suất NH3 trong công nghiệp:

Lượng NH3 được dùng như sau:
- phần lớn NH3 dùng để sản xuất phân bón hóa học (phân đạm): urea, đạm nitrat (NO3–), đạm ammonium (NH4+).
- NH3 là chất ban đầu để sản xuất nitric acid (HNO3).
- NH3 là chất làm lạnh trong hệ thống lạnh công nghiệp công suất lớn.
Dung dịch loãng NH3 còn được dùng trong cuộc sống (ở Việt nam không phổ biến lắm):
- Chất tẩy rửa vết bẩn: sử dụng rộng rãi để loại bỏ vết bẩn trên gạch, vết dầu mỡ bắn tung tóe trên bếp và các bề mặt bẩn khác.
- Làm sạch lò nướng điện: loại bỏ hiệu quả các vết dầu mỡ hoặc các thực phẩm bị cháy khác bên trong lò.
- Làm sạch gương và cửa sổ: loại bỏ dấu vân tay và tất cả các loại vết bẩn khác khỏi cửa sổ và gương và trong vòng một phút, bé sẽ có được một cửa sổ và gương sáng lấp lánh.
Xem thêm về hướng dẫn sử dụng của wikihow.com tại đây

6. Liên kết nhanh
Đọc thêm về Quy trình Haber-Bosch tại đây.
Đọc thêm các bài viết của Hóa lớp 11 tại đây.
Viết bởi Đỗ Trọng Toan từ W3chem.com
Mình là người tự thực hiện toàn bộ dự án này – bao gồm xây dựng trang web, viết nội dung, tìm tài liệu tham khảo, trả lời câu hỏi bạn gởi về. Vui lòng xem xét QUYÊN GÓP để hỗ trợ W3chem CHỈ BẰNG CÁCH CHIA SẺ BÀI VIẾT NÀY LÊN MẠNG XÃ HỘI; bởi vì trong tương lai, bạn sẽ cho mình nhiều thời gian để làm việc trên W3chem, cũng có nghĩa bạn nhận thêm nhiều nội dung mới nhanh hơn tại đây.😍 🥰 😘