NH3 + HNO3 → NH4NO3: phản ứng, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình: NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃. Đây là phản ứng hoá hợp mang bản chất axit – bazơ: NH₃ (bazơ yếu) nhận proton H⁺ của HNO₃ (axit mạnh) tạo ion amoni NH₄⁺, kết hợp với NO₃⁻ thành muối amoni nitrat. Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường, không có sự thay đổi số oxi hoá.

Phương trình và điều kiện

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

Điều kiện: nhiệt độ thường, không cần xúc tác.
Loại phản ứng: hoá hợp, trao đổi proton (axit – bazơ).
Phương trình đã cân bằng sẵn với hệ số 1 : 1 : 1.

Hiện tượng nhận biết

Khi NH₃ ở dạng dung dịch đặc và HNO₃ đặc đều bay hơi, hai khí gặp nhau tạo ra các hạt rất nhỏ NH₄NO₃ rắn lơ lửng, ta thấy khói trắng. Thí nghiệm quen thuộc là đưa hai đũa thuỷ tinh nhúng vào hai lọ dung dịch đặc lại gần nhau: giữa hai đầu đũa xuất hiện khói trắng.

Nếu cho NH₃ tác dụng với dung dịch HNO₃, ta không thấy hiện tượng đặc biệt vì muối tạo ra tan trong nước; chỉ có thể thấy dung dịch nóng lên do phản ứng toả nhiệt.

Bản chất phản ứng

Viết dạng ion thu gọn: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺. Cặp electron chưa liên kết của nguyên tử N trong NH₃ tạo liên kết cho – nhận với H⁺. Số oxi hoá của N trong NH₃ là −3, trong NH₄⁺ vẫn là −3; N trong HNO₃ là +5 và trong NO₃⁻ vẫn là +5. Vì không có sự thay đổi số oxi hoá nên đây không phải phản ứng oxi hoá – khử.

Ứng dụng

Sản xuất phân đạm: amoni nitrat chứa khoảng 35% nitơ theo khối lượng, là một trong các loại phân đạm có hàm lượng N cao.
Công nghiệp: NH₄NO₃ là nguyên liệu chế tạo một số chất nổ công nghiệp khi trộn với chất khử; cần bảo quản đúng quy định an toàn.

Tính chất của NH₄NO₃ cần biết

Tinh thể màu trắng, dễ tan trong nước và hút ẩm mạnh.
Dễ bị nhiệt phân: ở khoảng 200 – 250 °C tạo N₂O và nước: NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O. Ở nhiệt độ cao hơn có thể tạo N₂, O₂, H₂O và gây nổ.
Tác dụng với kiềm đun nóng giải phóng khí NH₃ mùi khai: NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃↑ + H₂O.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 1,7 gam NH₃ phản ứng vừa đủ với dung dịch HNO₃. Tính khối lượng NH₄NO₃ thu được.

Giải. n(NH₃) = 1,7 : 17 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(NH₄NO₃) = 0,1 mol. M(NH₄NO₃) = 80 g/mol. Khối lượng = 0,1 × 80 = 8 gam.

Bài 2. Từ 3,4 tấn NH₃ điều chế được bao nhiêu tấn NH₄NO₃ nếu hiệu suất phản ứng là 80%?

Giải. Theo phương trình, 17 tấn NH₃ tạo 80 tấn NH₄NO₃ (lí thuyết). Với 3,4 tấn: 3,4 × 80 / 17 = 16 tấn. Thực tế = 16 × 80% = 12,8 tấn.

Bài 3. Viết phương trình ion thu gọn khi trộn dung dịch NH₃ và dung dịch HNO₃.

Đáp án. NH₃ + H⁺ → NH₄⁺.

Lỗi sai thường gặp

Cho rằng phản ứng sinh ra khí hoặc kết tủa. Thực tế sản phẩm là muối tan.
Nhầm NH₃ với NH₄⁺: NH₃ là phân tử, NH₄⁺ là ion.
Cho đây là phản ứng oxi hoá – khử vì có N ở hai chất. Hãy kiểm tra số oxi hoá trước và sau.
Lẫn với phản ứng của NH₃ cháy trong oxi hay oxi hoá có xúc tác, những phản ứng này mới có thay đổi số oxi hoá.

Câu hỏi thường gặp

NH3 + HNO3 tạo ra sản phẩm gì?

Tạo ra amoni nitrat NH4NO3 theo phương trình NH3 + HNO3 → NH4NO3.

Phản ứng NH3 và HNO3 có phải phản ứng oxi hoá khử không?

Không. Số oxi hoá của N không đổi (−3 trong NH3 và NH4+, +5 trong HNO3 và NO3−), đây là phản ứng axit – bazơ.

Hiện tượng khi cho NH3 đặc gần HNO3 đặc là gì?

Xuất hiện khói trắng là các hạt rắn NH4NO3 nhỏ li ti tạo ra khi hơi hai chất gặp nhau.

NH4NO3 dùng để làm gì?

Chủ yếu dùng làm phân đạm bón cho cây trồng và làm nguyên liệu trong một số sản phẩm công nghiệp, cần bảo quản cẩn thận.