NH4NO2 ra N2: NH4NO2 → N2 + 2H2O (nhiệt phân)

Trả lời nhanh

Khi đun nóng, amoni nitrit bị phân huỷ thành khí nitơ và nước theo phương trình: NH₄NO₂ → N₂↑ + 2H₂O (điều kiện: nhiệt độ). Đây là phản ứng oxi hoá khử nội phân tử: N^-3 trong ion NH₄⁺ bị oxi hoá, N⁺³ trong ion NO₂^– bị khử, cả hai cùng về N₂.

Phương trình hoá học NH₄NO₂ ra N₂

NH₄NO₂ —t°→ N₂↑ + 2H₂O

Điều kiện: đun nóng (muối bắt đầu phân huỷ ở nhiệt độ không cao, cỡ vài chục độ C).
Hiện tượng: có khí không màu, không mùi thoát ra (khí N₂); chất rắn hoặc dung dịch amoni nitrit mất dần.
Loại phản ứng: phân huỷ, đồng thời là oxi hoá khử nội phân tử.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Xác định số oxi hoá: trong NH₄⁺ nitơ là -3, trong NO₂^– nitơ là +3, sản phẩm N₂ có số oxi hoá 0.

Quá trình	Biểu diễn	Vai trò
Oxi hoá	N^-3 → N⁰ + 3e	Chất khử (ion NH₄⁺)
Khử	N⁺³ + 3e → N⁰	Chất oxi hoá (ion NO₂^–)

Số electron cho bằng số electron nhận (đều là 3) nên hệ số của hai nguyên tử N bằng nhau; hai nguyên tử N hợp lại thành 1 phân tử N₂. Còn lại 4 nguyên tử H và 2 nguyên tử O, tạo thành 2H₂O. Kiểm tra: vế trái 2N, 4H, 2O; vế phải 2N, 4H, 2O – cân bằng.

Mẹo nhớ: “amoni + nitrit gặp nhau, nóng lên là ra nitơ và nước” – cả hai nguyên tử N “gặp nhau ở giữa” (từ -3 và +3 về 0).

Điều chế N₂ trong phòng thí nghiệm

NH₄NO₂ rắn kém bền, dễ phân huỷ mạnh, có thể gây nổ khi đun nóng nên người ta không dùng muối khô. Thay vào đó, đun nóng dung dịch bão hoà của hai muối bền là amoni clorua và natri nitrit; hai muối này trao đổi ion tạo NH₄NO₂ rồi phân huỷ ngay.

NH₄Cl + NaNO₂ —t°→ N₂↑ + NaCl + 2H₂O

Có thể viết thành hai bước:

NH₄Cl + NaNO₂ → NH₄NO₂ + NaCl
NH₄NO₂ —t°→ N₂↑ + 2H₂O

Khí N₂ ít tan trong nước nên có thể thu bằng phương pháp đẩy nước. Trong công nghiệp, N₂ được lấy từ chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

So sánh với nhiệt phân một số muối amoni khác

Học sinh hay nhầm sản phẩm nhiệt phân của các muối amoni. Điểm mấu chốt: gốc axit có tính oxi hoá hay không.

Muối	Phương trình	Nhận xét
NH₄NO₂	NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O	Gốc NO₂^– oxi hoá NH₄⁺ thành N₂
NH₄NO₃	NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O (khoảng 200°C)	Tạo N₂O, không phải N₂; ở nhiệt độ cao hơn có thể tạo N₂, O₂, H₂O
NH₄Cl	NH₄Cl ⇄ NH₃ + HCl	Gốc Cl^– không oxi hoá, phản ứng thuận nghịch (thăng hoa)
(NH₄)₂CO₃	(NH₄)₂CO₃ → 2NH₃ + CO₂ + H₂O	Muối của axit yếu, không bền

Lỗi sai thường gặp

Viết sản phẩm là N₂O (nhầm với NH₄NO₃) hoặc NH₃ + HNO₂.
Quên hệ số 2 trước H₂O, dẫn tới không cân bằng H và O.
Ghi “NH₄NO₂ bị oxi hoá” chung chung; cần nói rõ ion nào là chất khử, ion nào là chất oxi hoá.
Dùng NH₄NO₂ rắn để điều chế N₂ trong thí nghiệm – không an toàn, nên dùng dung dịch NH₄Cl và NaNO₂ bão hoà.

Ví dụ và bài luyện tập

Ví dụ (số liệu tự đặt). Nhiệt phân hoàn toàn 6,4 g NH₄NO₂. Tính thể tích N₂ ở đkc (24,79 L/mol) và khối lượng nước tạo thành.

M(NH₄NO₂) = 14 + 4 + 14 + 32 = 64 g/mol → n = 6,4 : 64 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(N₂) = 0,1 mol → V = 0,1 × 24,79 ≈ 2,48 L; n(H₂O) = 0,2 mol → m = 0,2 × 18 = 3,6 g.

Bài 1. Đun nóng dung dịch chứa 0,2 mol NH₄Cl và 0,15 mol NaNO₂. Tính thể tích N₂ thu được ở đkc (hiệu suất 100%).

Đáp án: tỉ lệ phản ứng 1 : 1, NaNO₂ hết trước (0,15 < 0,2) nên n(N₂) = 0,15 mol → V = 0,15 × 24,79 ≈ 3,72 L.

Bài 2. Nhiệt phân 12,8 g NH₄NO₂, tính khối lượng N₂ sinh ra.

Đáp án: n = 12,8 : 64 = 0,2 mol → n(N₂) = 0,2 mol → m = 0,2 × 28 = 5,6 g.

Bài 3. Trong phản ứng NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O, chất nào là chất khử, chất nào là chất oxi hoá?

Đáp án: NH₄NO₂ vừa là chất khử (ion NH₄⁺, N^-3 lên 0) vừa là chất oxi hoá (ion NO₂^–, N⁺³ xuống 0).

Câu hỏi thường gặp

NH4NO2 nhiệt phân ra chất gì?

NH4NO2 nhiệt phân tạo khí nitơ (N2) và nước: NH4NO2 → N2 + 2H2O, điều kiện là đun nóng.

Phản ứng NH4NO2 → N2 + 2H2O có phải phản ứng oxi hoá khử không?

Có. Đây là phản ứng oxi hoá khử nội phân tử: N trong NH4+ (số oxi hoá -3) tăng lên 0, N trong NO2- (+3) giảm xuống 0.

Điều chế N2 trong phòng thí nghiệm bằng cách nào?

Đun nóng dung dịch bão hoà NH4Cl và NaNO2: NH4Cl + NaNO2 → N2 + NaCl + 2H2O. Cách này an toàn hơn dùng NH4NO2 rắn vì muối này kém bền, dễ nổ.

Nhiệt phân NH4NO3 có ra N2 không?

Ở khoảng 200°C, NH4NO3 chủ yếu tạo N2O và H2O. Chỉ ở nhiệt độ cao hơn mới có thể tạo N2, O2 và H2O, nên không nên nhầm với NH4NO2.