NH3 + H3PO4 → (NH4)3PO4 l NH3 ra (NH4)3PO4

Phản ứng NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₃PO₄

1. Phương trình phản ứng NH₃ tác dụng H₃PO₄

3NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₃PO₄

2. Bản chất của phương trình NH₃ tác dụng với H₃PO₄

(1): NH₃ + H₃PO₄ → NH₄H₂PO₄

(2): 2NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₂HPO₄

(3): 3NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₃PO₄

gọi n= số mol của NH₃/H₃PO₄

+ Nếu n = 1: chỉ có phản ưng (1)

sản phẩm suy nhất là: NH₄H₂PO₄

+ Nếu 1 < n < 2: xảy ra phản ứng (1) và (2)

tạo hai muối NH₄H₂PO₄và (NH₄)₂HPO₄.

+ Nếu n = 2: xảy ra phản ứng (2)

sản phẩm duy nhất là: (NH₄)₂HPO₄

+ Nếu 2 < n < 3: xảy ra phản ứng (2) và (3)

tạo hai muối (NH₄)₂HPO₄và (NH₄)₃PO₄

+ Nếu n = 3: xảy ra phản ứng (3)

sản phẩm suy nhất là: (NH₄)₃PO₄

3. Tính chất hoá học của NH₃

3.1. Amoniac có tính bazơ yếu

Amoniac do tính bazơ nên dung dịch amoniac làm cho quỳ tím hóa xanh còn dung dịch phenolphlatein từ màu chuyển thành hồng.

Do đó để phát hiện amoniac, người ta dùng quỳ tím ẩm để nhận biết.

Nguyên nhân: do cặp e chưa tham gia liên kết ở nguyên tử N

Ba(OH)₂ > NaOH > NH₃ > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃

a) Amoniac phản ứng với nước

NH₃ + H₂O ⇔ NH₄⁺ + OH^–

b) Amoniac phản ứng với Axit → Muối Amoni

Thí dụ:

NH₃ (khí) + HCl (khí) → NH₄Cl (khói trắng)

NH₃ + H₂SO₄ → NH₄HSO₄

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

c) Amoniac tác dụng với dung dịch muối của các kim loại mà hidroxit không tan → bazơ và muối

NH₃ + Muối (dung dịch) → Bazơ + Muối mới

Thí dụ

2NH₃+ MgCl₂ + 2H₂O → Mg(OH)₂ + 2NH₄Cl

3NH₃ + AlCl₃+ 3H₂O →Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

* Chú ý: Với muối của Cu²⁺, Ag⁺ và Zn²⁺ có kết tủa sau đó kết tủa tan do tạo phức chất tan

Cu(NH₃)₄(OH)₂; Ag(NH₃)₂OH; Zn(NH₃)₄(OH)₂.

Thí dụ:

ZnSO₄+ 2NH₃+ 2H₂O → Zn(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄

Zn(OH)₂ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₃](OH)₂

3.2. Amoniac có tính khử mạnh

Nguyên nhân: do N trong NH3 có mức oxi hóa thấp nhất -3

a) Amoniac tác dụng với O₂

4NH₃ + 3O₂ 2N₂↑ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂ 4NO↑ + 6H₂O

b) Amoniac tác dụng với Cl₂

2NH₃ + 3Cl₂ N₂↑ + 6HCl

8NH₃ + 3Cl₂ → N₂↑ + 6NH₄Cl

c) Amoniac tác dụng với oxit của kim loại

Thí dụ:

3CuO + 2NH₃ Cu + 3H₂O + N₂↑

3.3. Khả năng tạo phức

Dung dịch amoniac có khả năng hòa tan hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại, tạo thành các dung dịch phức chất.

Ví dụ:

* Với Cu(OH)₂:

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂ (màu xanh thẫm)

* Với AgCl:

AgCl + 2NH₃ → [Ag(NH₃)₂]Cl

Sự tạo thành các ion phức là do sự kết hợp các phân tử NH₃ bằng các electron chưa sử dụng của nguyên tử nitơ với ion kim loại.

4. Tính chất hóa học của H₃PO₄

4.1. Tính oxi hóa – khử

Axít photphoric khó bị khử (do P ở mức oxi hóa +5 bền hơn so với N trong axit nitric), không có tính oxi hóa.

4.2. Tính axit

Axít photphoric là axit có 3 lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li ra 3 nấc:

H₃PO₄ ⇋ H⁺ + H₂PO₄^– ⇒ k₁ = 7, 6.10^-3

H₂PO₄^– ⇋ H⁺ + HPO₄^2- ⇒ k₂ = 6,2.10^-8

HPO₄^2- ⇋ H⁺ + PO₄^3- ⇒ k₃ = 4,4.10^-13

⇒ nấc 1 > nấc 2 > nấc 3.

⇒ Dung dịch axít photphoric có những tính chất chung của axit như làm quì tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.

⇒ Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối:

H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O

H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + 2H₂O

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

5. Điều chế H3PO4

Trong phòng thí nghiệm: để điều chế ra axit photphoric trong phòng thí nghiệm người ta cho HNO3 đặc tác dụng với photpho (P) ở nhiệt độ cao, phản ứng xảy ra sẽ tạo ra H3PO4.
Phương trình phản ứng: P + 5HNO3 -> H3PO4 + 5NO2 + H2O

Trong công nghiệp: Để sản xuất ra H3PO4 người ta sử dụng chủ yếu 2 phương pháp là: Phương pháp khô và phương pháp ướt.

Phương pháp khô sử dụng nhiệt để đốt nên có thể gọi là quá trình nhiệt:
Người ta điều chế H3PO4 bằng cách đốt photpho (P) nguyên chất để tạo ra photpho pentaoxit (P2O5). Tiếp đến, hòa trong axit photphoric loãng. Sau đó, trải qua quá trình đốt nóng trong lò điện, tạp chất được loại bỏ, chúng t thu được H3PO4 nguyên chất.

Phản ứng hóa học: P → P2O5 → H3PO4

4P + 5O2 → 2P2O5

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

Phương pháp ướt hay còn gọi là phương pháp trích ly:
Để điều chế axit photphoric bằng phương pháp ướt người ta sử dụng Axit sunfuric (H2SO4) để phân hủy khoáng calcium phosphate-tạp chất thường tìm thấy trong tự nhiên:

Phản ứng hóa học: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 đặc → 3CaSO4 + 2H3PO4

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Dung dịch nào sau đây không làm đổi màu quì tím?

A. NaOH

B. HCl

C. KNO₃

D. NH₃

Lời giải:

Đáp án C

Câu 2. Trong phòng thí nghiệm ,để điều chế một lượng nhỏ khí X tinh khiết, người ta đun nóng dung dịch NH₄NO₃ bão hoà. Khí X là:

A. NO

B. N₂O

C. N₂

D. NO₂

Lời giải:

Đáp án B

Câu 3. Cho 20 gam dung dịch H₃PO₄37,11% tác dụng vừa đủ với NH₃ thì thu được 10g muối photphat amoni A. Công thức của muối A là:

A. (NH₄)₂HPO₄

B. NH₄H₂PO₄

C. (NH₄)₃PO₄

D. Không xác định

Lời giải:

Đáp án A

Ta có n_H3PO4= 0,07573 mol

Đặt công thức của muối amoni là (NH₄)_nH_3-nPO₄

H₃PO₄+ nNH₃ →(NH₄)_nH_3-nPO₄

Ta có n_muối= n_H3PO4= 0,07573 mol→ M_{muối A}= 10/ 0,07573= 132 g/mol

→ 18n + 3-n+ 95= 132 → n= 2 → Công thức của muối A là (NH₄)₂HPO₄

Câu 4. Có các muối sau: NH₄Cl, NaCl, MgSO₄ đựng trong các lọ không nhãn, có thể dùng dung dịch nào sau đây để nhận biết chúng?

A. AgNO₃

B. HCl

C. H₂SO₄

D. NaOH

Lời giải:

Đáp án D