Tìm hiểu về Nito – Tính chất, điều chế và ứng dụng của Nito

Nitơ là chất được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, có nhiều ngành công nghiệp sử dụng nitơ hiệu quả. Vậy nitơ là gì? Đặc điểm và tác dụng của khí nitơ Làm sao. Hãy cùng LabTrường Lê Hồng Phong tìm hiểu những điều đặc biệt xung quanh nitơ nhé!

1. Khái niệm Nitơ là gì?

Nitơ là thành phần chính của khí quyển, góp phần bảo vệ trái đất khỏi sự tác động và phá hủy của bức xạ mặt trời. Nitơ có công thức hóa học N2.

Nitơ có công thức hóa học N2

Nitơ chiếm khoảng 78% và là thành phần của tất cả các sinh vật sống. Nitơ có hai dạng có tính ứng dụng cao: nitơ khí và nitơ lỏng. Người ta sẽ gặp nitơ lỏng thường xuyên hơn vì những đặc tính hữu ích của nó.

Cấu trúc phân tử của nitơ N2:

– Thuộc nhóm VA có cấu hình electron ngoài cùng là ns2np3 nên nitơ vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa.

– Cấu hình electron của N2 là 1s22s22p3. Chỉ số oxy hóa lần lượt là -3, 0, +1, +2. +3, +4, +5.

2. Tính chất hóa lý của Nitơ

2.1. Tính chất vật lý của nitơ là gì?

Nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí với d = 28/29) Hóa lỏng ở -196 độ C.

Nitơ có tan trong nước không? Câu trả lời là nó ít tan trong nước và đông đặc ở nhiệt độ rất thấp. Một số người còn thắc mắc khí nitơ có cháy không? Câu trả lời là không, nitơ không duy trì được quá trình đốt cháy và hô hấp.

2.2. Tính chất hóa học của nitơ

Nitơ có EN N = 946 kj/mol nên khá trơ ở điều kiện nhiệt độ thường. Nitơ hoạt động chủ yếu ở nhiệt độ cao.

Nitơ có số oxi hóa lần lượt là -3, 0, +1, +2. +3, +4, +5. Bởi vì nó có số oxi hóa bằng 0 nên nó cũng có đặc tính oxi hóa khử, nhưng có đặc tính oxy hóa cụ thể hơn.

Nitơ hoạt động chủ yếu ở nhiệt độ cao

– Tính oxi hóa của nitơ

Cấu trúc của phân tử nitơ tương đối ổn định giữa ba liên kết và có chung tính chất oxy hóa với các nguyên tố hóa học như sau:

+ Phản ứng với hydro H2

Nitơ phản ứng với hydro ở nhiệt độ và áp suất cao và với sự có mặt của chất xúc tác, dẫn đến sự hình thành amoniac.

+ Tác dụng với kim loại

Ở nhiệt độ bình thường, nitơ phản ứng với lithium tạo thành nitrit. Phương trình phản ứng như sau:

6Li + N2 -> 2Li3N

Ở nhiệt độ cao, khí nitơ phản ứng với Mg tạo thành magie nitrit, phương trình như sau:

3Mg + N2 -> Mg3N2

Tuy nhiên, có một điểm cần lưu ý là nitrit dễ bị thủy phân tạo thành NH3. Nitơ chỉ thể hiện tính chất oxy hóa với các nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn.

– Tính khử của Nitơ

+ Khí nitơ có tính khử khi kết hợp với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.

+ Ở nhiệt độ khoảng 3000 độ C, nitơ phản ứng với oxy tạo thành monoxit.

+ Trong điều kiện bình thường, nitơ monoxit sẽ phản ứng với oxy trong không khí tạo thành nitơ dioxit có màu nâu đỏ đặc trưng.

+ Một số oxit nitơ khác gồm N2O, N2O3, N2O5 nhưng không được điều chế trực tiếp từ oxy và nitơ.

3. Trạng thái tự nhiên của Nitơ

Nitơ tồn tại ở dạng tự do và dạng hợp chất

– Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng tự do và dạng hợp chất.

– Ở dạng tự do, nó chiếm 80% thể tích không khí.

– Ở dạng hợp chất, nitơ có mặt trong thành phần protein, axit nucleic và nhiều hợp chất khác. Người ta tìm thấy N2 dồi dào trong khoáng chất NaNO3 gọi là muối natri.

3. Điều chế nitơ như thế nào?

Nitơ được điều chế bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng, dựa trên hệ số nhiệt độ sôi của các chất lỏng khác nhau trong không khí. Theo đó, chúng tôi thu được nó bằng phương pháp đẩy nước.

Trong phòng thí nghiệm, thực hiện nhiệt phân muối nitril để tạo ra nitơ. Với phương trình điều chế sau:

NH4NO2 (nhiệt độ xt) -> N2 + 2H2O

NH4Cl + NaNO2 (nhiệt độ xt) -> N2 + NaCl + 2H2O

4. Ứng dụng của Nito có thể bạn chưa biết

Ứng dụng của nitơ trong đời sống ngày càng trở nên phổ biến. Đặc biệt là nitơ khí để sản xuất nitơ lỏng.

Nitơ được sử dụng rộng rãi

4.1.Nitơ trong bảo quản thực phẩm

Vì có tính chất trơ về khả năng phản ứng nên có thể ngăn chặn tác động của quá trình oxy hóa rất tốt. Vì vậy, nitơ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm.

Nitơ được sử dụng để đóng gói hoặc thực phẩm số lượng lớn. Bằng cách làm chậm quá trình ôi thiu và các dạng hư hỏng khác do quá trình oxy hóa gây ra.

4.2. Nitơ ứng dụng trong hàn ống và gia công kim loại

Ứng dụng trong hàn ống, cũng như gia công kim loại, nâng cao độ bền, chắc chắn. N2 làm sạch đường ống an toàn và không làm hỏng các sản phẩm khác nên được nhiều người ưa chuộng.

4.3. Nitơ được sử dụng trong luyện kim và gia công kim loại

Đối với ngành luyện kim hay sản xuất linh kiện điện tử, sản xuất thép không gỉ thường cần có sự có mặt của nitơ để hỗ trợ sản xuất. Tùy theo đặc thù công việc và nhu cầu sử dụng sẽ có số lượng và mức độ sử dụng khác nhau.

4.4. Nitơ trong bơm lốp ô tô và máy bay

Với đặc tính chờ đợi và thiếu độ ẩm, đặc biệt là khả năng oxy hóa cực thấp nên chỉ có nitơ được sử dụng nhiều trong việc bơm lốp ô tô hoặc máy bay.

4.5. Khí nitơ trong vận chuyển mẫu thực phẩm và sinh học

Khí nitơ được sử dụng trong điện lạnh để vận chuyển thực phẩm. Với đặc tính giúp làm mát an toàn mà không gây hại cho thực phẩm. Giúp bảo vệ các cơ quan trong cơ thể cũng như đảm bảo tinh trùng và tế bào trứng được bảo tồn.

4.6. Nitơ trong nghiên cứu và giáo dục

Nitơ được sử dụng trong phân tích mẫu. Nitơ là thành phần trong nhiều hợp chất nên còn được sử dụng trong hóa học, đảm bảo cho quá trình nghiên cứu cũng như giảng dạy cho học sinh về tính chất của một số hợp chất khác.

Hy vọng những thông tin labvietchem.com.vn chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn và an tâm hơn trong việc sử dụng gas. nitơ có hiệu quả. Hãy theo dõi các bài viết tiếp theo để hiểu thêm về nhiều loại hóa chất khác.