Blog

Ammonia Hydroxide là gì? Tính chất, điều chế và ứng dụng của hydroxide ammonium

Ammonia hydroxide là cách gọi thường gặp của dung dịch amoniac trong nước thường được biểu diễn bằng công thức NH4OH. Trong tiếng Anh, hợp chất còn được gọi là ammonium hydroxide trong khi cụm từ hydroxide ammonium đôi khi được sử dụng theo cách gọi không chuẩn hay theo thói quen tìm kiếm.

Trong thực tế, NH4OH không tồn tại như một hợp chất tinh khiết bền tách biệt theo cách giống NaOH hay KOH. Khi khí NH3 hòa tan trong nước, một phần nhỏ amoniac phản ứng với nước tạo ion NH4+ và OH- làm dung dịch có tính bazơ. Chính vì vậy thuật ngữ ammonium hydroxide thường được sử dụng mô tả dung dịch amoniac trong nước.

Ammonia hydroxide là gì?

Ammonia hydroxide thường được hiểu là dung dịch amoniac hòa tan trong nước.

Công thức thường được viết

NH4OH

Tuy nhiên, xét chính xác về mặt hóa học, dung dịch không chứa chủ yếu các phân tử NH4OH riêng biệt. Thay vào đó tồn tại cân bằng

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

Phần lớn amoniac vẫn tồn tại dưới dạng NH3 hòa tan chỉ một phần phản ứng với nước để tạo ion ammonium NH4+ và hydroxide OH-.

Chính sự hình thành ion OH- làm dung dịch amoniac có tính bazơ.

Hydroxide ammonium có phải là ammonium hydroxide không?

Cụm từ hydroxide ammonium thường được người dùng sử dụng để tìm kiếm cùng một chất với ammonium hydroxide.

Tên tiếng Anh chuẩn phổ biến hơn là

Ammonium hydroxide

Ngoài ra còn có thể gặp các tên

  • Aqueous ammonia
  • Ammonia solution
  • Ammoniacal solution
  • Ammonium hydroxide solution

Vì vậy khi tìm kiếm hydroxide ammonium, phần lớn trường hợp người dùng đang đề cập đến dung dịch NH3 trong nước.

Công thức của ammonia hydroxide

Công thức quy ước của ammonium hydroxide là

NH4OH

Khối lượng mol tương ứng theo công thức này vào khoảng

35,05 g/mol

Tuy nhiên, cần lưu ý NH4OH chủ yếu là cách biểu diễn thuận tiện cho dung dịch amoniac trong nước.

Cân bằng thực tế

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

Do phản ứng không xảy ra hoàn toàn nên ammonium hydroxide được xem là một bazơ yếu.

Tính chất vật lý của ammonia hydroxide

Dung dịch ammonia hydroxide thường có những đặc điểm

  • Trạng thái dung dịch lỏng
  • Màu sắc không màu
  • Có mùi amoniac khai, mạnh
  • Dễ giải phóng NH3 ra không khí
  • Tan hoàn toàn trong nước vì bản chất là dung dịch amoniac
  • Có tính kiềm

Nồng độ amoniac trong dung dịch có thể khác nhau tùy mục đích sử dụng.

Các dung dịch đậm đặc cần được thao tác đặc biệt cẩn thận do hơi NH3 có thể gây kích ứng mạnh đối với mắt và đường hô hấp.

Ammonium hydroxide là bazơ mạnh hay yếu?

Ammonium hydroxide được xếp vào nhóm bazơ yếu.

Nguyên nhân là amoniac chỉ phản ứng một phần với nước

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

Khác với NaOH hoặc KOH, vốn phân ly gần như hoàn toàn trong nước NH3 chỉ tạo một lượng giới hạn ion OH-.

Do đó, ở cùng nồng độ mol, dung dịch amoniac thường có tính kiềm yếu hơn dung dịch hydroxide kim loại kiềm như NaOH.

Tính chất hóa học của ammonia hydroxide

Dung dịch amoniac có nhiều tính chất đặc trưng của bazơ.

Phản ứng với axit

Ammonia hydroxide phản ứng với axit tạo muối ammonium và nước.

Ví dụ

NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O

Hoặc biểu diễn theo bản chất thực tế

NH3 + HCl → NH4Cl

Với sulfuric acid

2NH4OH + H2SO4 → (NH4)2SO4 + 2H2O

Các phản ứng này được ứng dụng trong sản xuất nhiều loại muối ammonium.

Làm đổi màu chất chỉ thị

Dung dịch ammonia hydroxide có tính kiềm nên có thể

  • Làm quỳ tím chuyển xanh
  • Làm phenolphthalein chuyển sang màu hồng trong điều kiện thích hợp

Mức độ thay đổi màu phụ thuộc vào nồng độ và pH của dung dịch.

Phản ứng với muối kim loại

Ammonium hydroxide có thể tạo kết tủa hydroxide với nhiều ion kim loại.

Ví dụ với ion Fe3+

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓

Xuất hiện kết tủa nâu đỏ.

Với ion Cu2+

Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓

Ban đầu có thể xuất hiện kết tủa xanh Cu(OH)2.

Nếu NH3 dư thì ion đồng có thể tiếp tục tạo phức tetraamminecopper(II) màu xanh đậm

Cu2+ + 4NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+

Khả năng tạo phức khiến dung dịch amoniac được sử dụng khá phổ biến trong hóa học phân tích.

Điều chế ammonia hydroxide

Ammonia hydroxide được tạo ra đơn giản bằng cách hòa tan khí ammonia NH3 vào nước.

Có thể mô tả

NH3(g) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)

Trong công nghiệp, NH3 thường được sản xuất trước bằng quy trình Haber–Bosch từ nitrogen và hydrogen

N2 + 3H2 ⇌ 2NH3

Sau đó ammonia được hấp thụ vào nước tạo dung dịch ammonia có nồng độ mong muốn.

Ammonia hydroxide có mùi gì?

Dung dịch ammonia hydroxide có mùi khai rất đặc trưng.

Mùi này thực chất chủ yếu đến từ khí NH3 thoát ra khỏi dung dịch.

NH3 là chất dễ bay hơi nên ngay cả khi dung dịch được để ở nhiệt độ phòng, một phần ammonia vẫn có thể khuếch tán vào không khí.

Do đó không nên đưa mũi trực tiếp gần chai chứa dung dịch ammonia để ngửi.

Trong phòng thí nghiệm hoặc công nghiệp, các dung dịch đậm đặc nên được sử dụng tại khu vực thông gió tốt hoặc trong tủ hút phù hợp.

Ứng dụng của ammonia hydroxide

Ammonia hydroxide được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Sản xuất hóa chất

Dung dịch amoniac là nguyên liệu để tạo nhiều hợp chất ammonium.

Ví dụ

  • Ammonium chloride
  • Ammonium sulfate
  • Ammonium phosphate
  • Ammonium nitrate trong các quy trình sản xuất phù hợp

Các muối ammonium này có ứng dụng rộng trong nông nghiệp và công nghiệp hóa chất.

Điều chỉnh pH

Do có tính bazơ nên ammonia hydroxide được sử dụng để tăng pH trong một số quy trình.

Ứng dụng có thể gặp trong

  • Xử lý nước
  • Sản xuất hóa chất
  • Công nghiệp giấy
  • Công nghiệp dệt
  • Một số quá trình lên men cả chế biến

Việc kiểm soát nồng độ cần được thực hiện cẩn thận vì ammonia có tính bay hơi.

Hóa học phân tích

Dung dịch ammonia được sử dụng để

  • Điều chỉnh pH
  • Kết tủa hydroxide kim loại
  • Tạo phức với ion kim loại
  • Phân biệt một số ion trong dung dịch

Khả năng tạo phức với Cu2+, Ag+ và một số kim loại khác là đặc điểm quan trọng trong hóa học phân tích.

Sản phẩm làm sạch

Dung dịch ammonia ở nồng độ phù hợp có thể xuất hiện trong một số sản phẩm vệ sinh bề mặt.

Nó có khả năng hỗ trợ loại bỏ

  • Dầu mỡ
  • Một số vết bẩn
  • Cặn bám trên bề mặt

Tuy nhiên, sản phẩm làm sạch chứa ammonia cần được sử dụng đúng hướng dẫn.

Không được trộn ammonia hydroxide với chất tẩy chứa chlorine

Một lưu ý an toàn đặc biệt quan trọng là không trộn ammonia hoặc sản phẩm chứa ammonia với chất tẩy có chlorine như sodium hypochlorite.

Sự kết hợp này có thể tạo ra các khí chloramine độc hại và trong một số điều kiện có thể phát sinh những sản phẩm nguy hiểm khác.

Do đó

  • Không trộn nước lau kính chứa ammonia với nước tẩy chlorine.
  • Không tự pha nhiều loại chất tẩy rửa với nhau.
  • Luôn đọc thành phần và cảnh báo trên nhãn.

Đây là nguyên tắc an toàn quan trọng khi sử dụng sản phẩm vệ sinh gia dụng.

Ammonium hydroxide trong xử lý nước

Dung dịch ammonia có thể được sử dụng trong một số hệ thống xử lý nước để điều chỉnh pH hay cung cấp ammonia cho các quy trình kỹ thuật.

Trong một số hệ thống cấp nước, ammonia còn có thể liên quan đến quá trình tạo chloramine khi được kiểm soát chuyên nghiệp.

Tuy nhiên là quy trình kỹ thuật cần quản lý chặt về nồng độ, pH và các thông số chất lượng nước.

Không nên tự ý áp dụng các quy trình này khi không có chuyên môn và thiết bị kiểm soát phù hợp.

Ammonia hydroxide và sodium hydroxide khác nhau thế nào?

Ammonium hydroxide và sodium hydroxide đều có tính bazơ nhưng khác nhau đáng kể.

Tiêu chí Ammonium hydroxide Sodium hydroxide
Công thức thường dùng NH4OH NaOH
Tên thông dụng Dung dịch amoniac Xút
Loại bazơ Yếu Mạnh
Tính bay hơi Có NH3 dễ bay hơi Không
Mùi Khai mạnh Gần như không mùi
Ion đặc trưng NH4+, OH- Na+, OH-

NaOH phân ly gần như hoàn toàn trong nước còn ammonia chỉ phản ứng một phần với nước.

Ammonia hydroxide và ammonia khác nhau thế nào?

Ammonia có công thức

NH3

Đây là một chất khí ở điều kiện thường.

Ammonium hydroxide hay ammonia hydroxide thường dùng để chỉ

NH3 hòa tan trong nước

Do đó, hai khái niệm có liên hệ trực tiếp nhưng không hoàn toàn giống nhau về trạng thái và cách sử dụng.

NH3 có thể tồn tại ở dạng khí, trong khi ammonia hydroxide là cách gọi phổ biến cho dung dịch ammonia.

Ammonium hydroxide có nguy hiểm không?

Dung dịch ammonium hydroxide đặc biệt ở nồng độ cao có thể gây nguy hiểm nếu tiếp xúc không đúng cách.

Các nguy cơ có thể gồm

  • Kích ứng mạnh đường hô hấp
  • Kích ứng hay tổn thương mắt
  • Bỏng hóa chất trên da với dung dịch đậm đặc
  • Ho, khó thở khi hít phải lượng lớn hơi ammonia
  • Nguy hiểm khi nuốt phải

Mức độ nguy hiểm phụ thuộc đáng kể vào nồng độ và thời gian tiếp xúc.

Lưu ý an toàn khi sử dụng hydroxide ammonium

Khi làm việc với hydroxide ammonium cần

  • Làm việc ở nơi thông thoáng.
  • Tránh hít hơi trực tiếp.
  • Sử dụng kính bảo hộ khi thao tác với dung dịch đậm đặc.
  • Đeo găng tay phù hợp.
  • Đóng kín bao bì sau khi sử dụng.
  • Không để gần axit mạnh hoặc các hóa chất không tương thích.
  • Tuyệt đối không trộn với chất tẩy chlorine.
  • Đọc bảng dữ liệu an toàn của sản phẩm công nghiệp.

Nếu bị bắn vào mắt hay tiếp xúc với lượng lớn cần rửa ngay bằng nhiều nước cả xử lý theo hướng dẫn an toàn của sản phẩm.

Ammonia hydroxide hay ammonium hydroxide là cách gọi phổ biến của dung dịch ammonia NH3 trong nước thường được biểu diễn bằng công thức NH4OH. Tuy nhiên xét về bản chất hóa học, trong dung dịch tồn tại cân bằng giữa NH3, H2O, NH4+ và OH- chứ không chủ yếu tồn tại dưới dạng các phân tử NH4OH riêng biệt.

Cụm từ hydroxide ammonium thường được sử dụng chỉ cùng loại dung dịch này mặc dù tên tiếng Anh chuẩn phổ biến hơn là ammonium hydroxide.