4 Tính chất hóa học của amoniac
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (680.51 KB, 67 trang )
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
Các chất oxi hóa khác như nước oxy già, axit cromic, kalipemanganat oxi hóa
amoniac một cách dễ dàng.
Khí amoniac và dung dịch cháy trong clo, brom tạo thành N2.
2NH 3 + 3Cl 2 → N 2 + 6HCl
Amoniac cộng hợp được với rất nhiều chất: nước, axit, muối.
Quan trọng nhất là phản ứng cộng với nước. Khi tan trong nước NH 3 tác dụng với
nước theo sơ đồ sau:
NH3 + HOH → NH4+ + OHSự xuất hiện ion OH- tạo nên môi trường bazơ của dung dịch (nhưng là bazơ yếu
vì có hằng số điện li K = 1,8.10-5). Trong dung dịch amoniac luôn có một cân bằng
kép:
NH3 + HOH → NH4OH → NH4+ + OHVì vậy trong dung dịch nước luôn có mùi NH3 và có thể xem không có NH4OH.
Ngay ở trạng thái khí, cũng cho phản ứng cộng với khí HCl tạo thành muối
amoni clorua:
NH3 + HCl = NH4Cl
Ngoài những loại phản ứng cộng như trên đã nói, NH 3 còn cho một loại phản ứng
kết hợp đặc biệt với các muối tạo thành những hợp chất có thành phần giống như các
hydrat gọi là các amoniacat, ví dụ: AgNO 3.2NH3, CuSO4.4NH3…hoặc tạo thành các
hợp chất phức với nhiều muối.
Trong khi đó bản thân NH3 khan lại là một axit rất yếu, có thể mất 1 proton H+
tạo thành anion amid NH2−. Ví dụ cho liti nitrua vào NH3 lỏng người ta nhận được
anion amid (NH2-):
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 8
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
Li3N(s) + 2 NH3 (l) → 3 Li+(am) + 3 NH2−(am)
Hydro trong NH3 có thể bị các kim loại mạnh đẩy ra và thế chỗ để tạo ra các
nitrua như magie có thể cháy trong NH 3 để tạo magie nitrua Mg3N2. Natri hoặc kali
kim loại nóng có thể tạo ra các nitrua (NaNH2, KNH2) khi tác dụng với NH3.
NH3 bền ở nhiệt độ thường nhưng khi đun nóng lên 300°C nó bắt đầu phân hủy
và ở 600°C nó phân hủy gần như hoàn toàn:
0
600 C
2NH 3
→ N 2 + 3H 2
H2 tạo thành làm cho NH3 nóng có tính khử mạnh.
N3- có thể bị oxy hóa lên các trạng thái oxy hóa cao hơn của nitơ, đặc biệt là dễ bị
oxy hóa lên N0 (N2) và N2+ (NO).
Các chất oxy hóa như CuO, nước javen oxy hóa được NH3 thành N2:
3CuO + 2NH3 = 3Cu + 3H 2O + N 2 ↑
Phản ứng này được dùng để khử sạch lớp oxit kim loại trên bề mặt kim loại khi
hàn.
Các nguyên tử hydro của amoniac có thể được thay thế bằng các nguyên tử kim
loại. Phản ứng giữa amoniac và kim loại hình thành các hợp chất amidua (
imidua (
M (I)
2 NH
) và nitrua (
M 3(I) N
),
) trong số các amidua, phổ biến nhất là amidua của
kim loại kiềm và kiềm thổ.
Ví dụ: Ở 3500C, natri tác dụng với NH3 cho amiđua natri NaNH2:
2Na + 2H3N = 2NaNH2 + H2
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
M (I) NH 2
Trang: 9
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
NH3 tự bốc cháy ở 651°C và có thể tạo hỗn hợp nổ với không khí khi nồng độ
nằm trong vùng 16 – 25%.
NH3 có tính ăn mòn các kim loại và hợp kim chứa đồng (Cu), kẽm (Zn), nhôm
(Al), vàng (Au), bạc (Ag), thủy ngân (Hg).... Vì vậy trong thực tế người ta khuyến cáo
không nên để hơi hoặc dung dịch amoniac tiếp xúc với các vật dụng có chứa các kim
loại hoặc hợp kim này. Khi NH3 tiếp xúc lâu dài với một số kim loại (Au, Ag, Hg, Ge,
Te, Sb…) thì có thể tạo ra các hợp chất kiểu fuminat dễ gây nổ nguy hiểm.
Amoniac lỏng phá hủy các chất dẻo, cao su, gây phản ứng trùng hợp nổ của
etylen oxit.
1.5 Ứng dụng
–
Phân bón: Khoảng 73% (tính đến 2004) amoniac được sử dụng làm phân bón trên
toàn thế giới nhằm cung cấp đạm cho cây. Vì vậy ngành công nghiệp sản xuất phân
bón dựa vào amoniac là một thành phần quan trọng của ngân sách thế giới.
–
Tiền thân để tổng hợp các hợp chất nitơ: Amoniac trực tiếp hoặc gián tiếp là tiền
thân của các hợp chất chứa nitơ nhất. Hầu như tất cả các hợp chất nitơ tổng hợp có
nguồn gốc từ amoniac. Một dẫn xuất quan trọng là acid nitric, acid nitric được tạo ra
thông qua quá trình Ostwald bởi quá trình oxy hóa của amoniac với không khí trên
một đĩa bạch kim có xúc tác ở 700 – 850°C, ~ 9 atm. Nitric oxide là một trung gian
trong việc chuyển đổi này: NH3 + 2O2 → HNO3 + H2O .Axit nitric được sử dụng để
sản xuất phân bón, vật liệu nổ và các hợp chất nhiều organonitrogen.
–
Dung dịch amoniac đặc 25% được dùng nhiều trong các phòng thí nghiệm.
–
Cleaner: NH3 trong nước (amoni hydroxit) được sử dụng như là một mục đích
chung cho các bề mặt sạch hơn, như nó được sử dụng để làm sạch kính, sứ, thép không
gỉ và nó cũng thường được sử dụng để làm sạch lò vì amoniac có khả năng hòa tan
kim loại oxit.
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 10
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
–
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
Lên men: Amoniac là giải pháp (ở 16 – 25%) được sử dụng trong ngành công
nghiệp lên men như là một nguồn cung cấp nitơ cho vi sinh vật cũng như để điều
chỉnh pH trong quá trình lên men này.
–
Chất làm lạnh R717: Do tính chất bay hơi thuận lợi của nó, amoniac là chất làm
lạnh. Amoniac khan được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện lạnh công nghiệp.
–
Điều chế hidrazin N2H4 (chất đốt cho tên lửa).
CHƯƠNG II: TỔNG QUÁT VỀ THÁP HẤP THU DẠNG ĐỆM
2.1 Định nghĩa hấp thu
Trong quá trình sản xuất hóa học thường chúng ta thu được hỗn hợp khí nhiều
cấu tử, muốn tiếp tục gia công chế biến chúng ta phải tách chúng ta thành từng cấu tử.
Ví dụ: như sau khi hóa than ta thu được hỗn hợp khí các chất N 2, H2, H2S, NH3,
CO, CO2…muốn dùng hỗn hợp ấy để tổng hợp NH 3 để sản xuất phân đạm (Ure) ta
phải tách chúng ra.
Có nhiều phương pháp để tách hỗn hợp khí thành cấu tử.
+
Phương pháp hóa học.
+
Phương pháp cơ lý (dựa trên chính chất hóa lỏng ở các nhiệt độ khác nhau).
+
Phương pháp hút: dùng chất lỏng hay chất rắn xốp để hút. Nếu dùng chất lỏng
gọi là quá trình hấp thu, nếu dùng chất rắn gọi là quá trình hấp phụ.
Như vậy hấp thu là quá trình hút khí bằng chất lỏng, khí được hút gọi là chất bị
hấp thu, chất lỏng dùng để hút gọi là dung môi (còn gọi là chất hấp thu), khí không bị
hấp thu gọi là khí trơ. Quá trình như vậy cần sự truyền vật chất từ pha khí vào pha
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 11
