Ammonia và quá trình Haber

NH₃ là khí không màu, mùi khai, nhẹ hơn không khí và tan rất nhiều trong nước. NH₃ độc, gây kích ứng; không nhận biết bằng cách ngửi trực tiếp. Các liên kết N–H phân cực và phân tử NH₃ có thể tạo liên kết hydrogen, góp phần làm NH₃ tan tốt trong nước.

NH₃ tác dụng với acid tạo muối ammonium: $$\mathrm{NH_3+HCl\rightarrow NH_4Cl}.$$ Dung dịch NH₃ làm quỳ tím ẩm chuyển xanh do cân bằng với nước tạo OH⁻. NH₃ là base yếu nên không coi toàn bộ NH₃ đã chuyển thành NH₄⁺ và OH⁻.

N trong NH₃ có số oxi hóa −3, là mức thấp nhất thường gặp. Vì vậy trong các phản ứng oxi hóa–khử quen thuộc, NH₃ thể hiện tính khử: $$4\mathrm{NH_3}+3\mathrm{O_2}\xrightarrow{t^\circ}2\mathrm{N_2}+6\mathrm{H_2O}.$$ Có xúc tác platinum và nhiệt độ thích hợp: $$4\mathrm{NH_3}+5\mathrm{O_2}\rightarrow4\mathrm{NO}+6\mathrm{H_2O}.$$ Sản phẩm phụ thuộc điều kiện; không dùng một phương trình cho mọi trường hợp.

$$\mathrm{N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons2NH_3(g)},\quad\Delta H<0.$$ Điều kiện công nghiệp dung hòa tốc độ và hiệu suất: nhiệt độ khoảng 400–450 °C, áp suất 150–200 bar và xúc tác iron. - Áp suất cao ưu tiên phía có ít mol khí hơn, tức NH₃. - Nhiệt độ thấp thuận lợi cho cân bằng tỏa nhiệt nhưng làm phản ứng chậm; vì vậy chọn nhiệt độ trung gian. - Xúc tác làm đạt cân bằng nhanh hơn, không làm tăng Kc.