Trả lời nhanh
Có, (NH4)2SO4 tác dụng với NaOH sinh ra khí NH3. Phương trình: (NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O (đun nóng nhẹ). Bản chất là ion NH4+ nhường proton cho OH– tạo NH3 và H2O. Khí thoát ra có mùi khai, làm quỳ tím ẩm hoá xanh.
Phương trình hoá học
(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O (đun nóng)
Kiểm tra cân bằng: vế trái có 2 N, 8 H (trong NH4) + 2 H (trong 2 NaOH) = 10 H, 1 S, 2 Na, 4 + 2 = 6 O. Vế phải có 2 N, 6 + 4 = 10 H, 1 S, 2 Na, 4 + 2 = 6 O. Hai vế bằng nhau.
Điều kiện và hiện tượng
- Điều kiện: dung dịch NaOH đủ đặc, đun nóng nhẹ để khí NH3 thoát ra nhanh và hết khỏi dung dịch.
- Hiện tượng: có khí mùi khai bay ra. Đưa mẩu quỳ tím ẩm vào miệng ống nghiệm, quỳ chuyển sang xanh. Đưa đũa thuỷ tinh nhúng HCl đặc lại gần sẽ thấy khói trắng NH4Cl.
- Dung dịch sau phản ứng không màu, không có kết tủa vì Na2SO4 tan.
Vì sao (NH4)2SO4 ra NH3?
Muối amoni là muối của bazơ yếu (NH3) với axit mạnh (H2SO4). Ion NH4+ là một axit yếu theo Bronsted: nó có thể cho H+. Khi gặp bazơ mạnh như NaOH, ion OH– lấy H+ của NH4+ tạo nước, còn lại phân tử NH3. Vì NH3 tan nhiều trong nước nhưng bị đẩy ra khi đun nóng, ta thấy khí bay lên.
Phương trình ion
- Ion đầy đủ: 2NH4+ + SO42– + 2Na+ + 2OH– → 2Na+ + SO42– + 2NH3↑ + 2H2O
- Ion thu gọn: NH4+ + OH– → NH3↑ + H2O
Phương trình ion thu gọn này dùng chung cho mọi muối amoni (NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2CO3…) với kiềm mạnh. Đó là lý do nó được dùng để nhận biết ion amoni.
Ứng dụng trong bài tập nhận biết
Để nhận ra ion NH4+, cho mẫu thử tác dụng với dung dịch kiềm rồi đun nhẹ. Nếu có khí làm quỳ tím ẩm hoá xanh thì mẫu có ion amoni.
| Mẫu thử | Dung dịch Ba(OH)2, đun nhẹ |
|---|---|
| (NH4)2SO4 | Kết tủa trắng BaSO4 và khí mùi khai |
| NH4Cl | Chỉ có khí mùi khai |
| Na2SO4 | Chỉ có kết tủa trắng |
| NaCl | Không có hiện tượng |
Phương trình với Ba(OH)2: (NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O. Mẹo nhớ: Ba(OH)2 “vừa có khí vừa có kết tủa” là dấu hiệu của (NH4)2SO4.
Lỗi sai thường gặp
- Viết hệ số sai: quên nhân đôi NaOH, NH3 và H2O vì trong muối có 2 ion NH4+.
- Viết NH4OH là sản phẩm rồi không phân huỷ. Khi đun nóng, ta viết thẳng NH3 + H2O.
- Nhầm với phản ứng nhiệt phân. Nhiệt phân (NH4)2SO4 là phản ứng khác, không cần NaOH.
- Nhầm tỉ lệ mol: 1 mol (NH4)2SO4 cần 2 mol NaOH và cho 2 mol NH3.
Bài luyện tập
Bài 1. Cho 13,2 gam (NH4)2SO4 tác dụng với lượng dư NaOH, đun nóng. Tính thể tích khí NH3 (đktc).
Đáp án: M = 132 g/mol nên n = 13,2 : 132 = 0,1 mol. Theo phương trình n(NH3) = 2 × 0,1 = 0,2 mol. V = 0,2 × 22,4 = 4,48 lít.
Bài 2. Cho 100 ml dung dịch NaOH 1M tác dụng với (NH4)2SO4 dư, đun nóng. Tính V khí NH3 (đktc).
Đáp án: n(NaOH) = 0,1 mol. Tỉ lệ NaOH : NH3 = 2 : 2 = 1 : 1 nên n(NH3) = 0,1 mol, V = 2,24 lít.
Bài 3. Chỉ dùng một thuốc thử, phân biệt bốn dung dịch: NH4Cl, (NH4)2SO4, Na2SO4, NaCl.
Đáp án: Dùng dung dịch Ba(OH)2, đun nhẹ, dựa vào bảng trên: khí + kết tủa là (NH4)2SO4; chỉ khí là NH4Cl; chỉ kết tủa là Na2SO4; không hiện tượng là NaCl.
Câu hỏi thường gặp
(NH4)2SO4 + NaOH có ra NH3 không?
Có. Phản ứng tạo Na2SO4, khí NH3 mùi khai và nước: (NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O, thường đun nhẹ để khí thoát ra.
Làm sao nhận biết khí NH3 sinh ra?
NH3 có mùi khai, làm quỳ tím ẩm hoá xanh và tạo khói trắng NH4Cl khi gặp đũa thuỷ tinh nhúng HCl đặc.
Phương trình ion thu gọn của phản ứng là gì?
NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O. Phương trình này áp dụng cho mọi muối amoni tác dụng với kiềm mạnh.
1 mol (NH4)2SO4 cho bao nhiêu mol NH3?
Cho 2 mol NH3, vì mỗi mol muối chứa 2 mol ion NH4+ và cần 2 mol NaOH để phản ứng hết.