1. Nito là khí gì?
- Nitơ (N) là nguyên tố hóa học thuộc nhóm phi kim trong bảng tuần hoàn các nguyên tố. Nito có mặt trong tất cả các cơ thể sống, nó cấu tạo nên nhiều hợp chất quan trọng như: axit amin, amoniac, axit nitric,… Cơ thể người chứa khoảng 3% nitơ theo trọng lượng.
- Khí nitơ có công thức hoá học là N2. Nó có 5 điện tử trên lớp ngoài cùng nên có thể nhận nhiều electron với nhiều hoá trị khác nhau như II, III và IV.
- Nitơ thường có dạng lỏng hoặc khí (mặc dù nito có thể đạt được thể rắn khi đóng băng ở -210 độ C). Trong không khí, nó tồn tại dưới dạng phân tử N2, không phản ứng với các loại khí khác nên được gọi là khí trơ. Nó hóa lỏng ở nhiệt độ rất thấp - 196 độ C, trong điều kiện áp suất khí quyển.
2. Nito có những tính chất gì?
a. Tính chất vật lý:
- Nito là một chất khí không màu, không mùi, không vị nhẹ hoen không khí với d = 
. Nó bị hóa lỏng ở - 196 °C.
- Nito ít tan trong nước, hóa rắn ở nhiệt độ thấp. Nito không duy trì sự cháy và hô hấp.
b. Tính chất hóa học:
- Nito có N = 946 KJ / mol do vậy nó khá trơ nếu ở trong điều kiện nhiệt độ thường. Nito hoạt động chủ yếu ở nhiệt độ cao
- Nito có số oxi hóa lần lượt là -3, 0, +1, +3, +4, +5. Vì số oxi hóa là không nên có cả tính khử nhưng tính oxi hóa đặc trưng hơn.
* Tính oxi hóa của nito
- Cấu tạo của phân tử nito tương đối bền vững giữa ba liên kết và phát sinh tính oxi hóa với các nguyên tố hóa học như sau:
+ Tác dụng với hidro H2: Nito tác dụng với hidro ở nhiệt độ cao và áp suất cao và có chất xúc tác, kết quả là tạo thành amoniac
+ Tác dụng với kim loại: Nhiệt độ thường, nito tác dụng với liti tạo thành nitrua. Phương trình phản ứng như sau: 6 Li + N2 → 2 Li3N
+ Ở nhiệt độ cao, khí nito tác dụng với Mg, tạo thành magie nitrua, phương trình như sau: 3 Mg + N2 → Mg3N2. Tuy nhiên có một số điểm cần chú ý là nitrua rất dễ bị phân hủy tạo NH3. Nito chit thể hiện tính oxi hóa với những nguyên tố độ âm điện nhỏ hơn.
- Tính khử của nito
+ Khí nito có tính khử khi kết hợp cùng các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn
+ Ở nhiệt độ khoảng 3000 độ C, nito tác dụng với oxi tạo monoxit.
+ Ở điều kiện thường, nito monoxit sẽ tác dụng với oxi có trong không khí tạo thành nito dioxit đặc trưng nâu đỏ
+ Một số oxit khác của nito gồm có N2O, N2O3, N2O5 nhưng không được điều chế trực tiếp từ oxi và nito
3. Nito thể hiện tính oxi hóa khí nào?
- Tính oxi hóa của một chất là khả năng của chất đó để mất đi các điện tử trong một phản ứng hóa học. Khi một chất bị oxi hóa, nó mất đi các điện tử, trong khi chất khác được khuếch đại, nhận các điện tử và trở thành chất bị khử.
+ Tác dụng với Hidro: Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có mặt chất xúc tác, nitơ tác dụng trực tiếp với Hidro, tạo ra khí amoniac. N2 + 3H2 -> 2NH3
+ Tác dụng với kim loại: Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng được với một số kim loại hoạt động như: Ca, Mg, Al,... tạo thành nitrua kim loại. Ví dụ: 3Mg + N2 -> Mg3N2
- Ngoài ra, có một số dạng nitơ khác (như nitơ đơn (NH3) và nitrat (NO3-)) cũng thể hiện tính oxi hóa. Ví dụ, khí nitơ đơn (NH3) tác động với oxi (O2) trong điều kiện phù hợp, nó có thể bị oxi hóa thành nitơ penta-oxit (N2O5): 4 NH3 + 5 O2 -> 4 N2O5 + 6 H2O
- Trong phản ứng trên, nitơ đơn (NH3) bị oxi hóa thành nitơ penta-oxit (N2O5), và oxi (O2) bị khử thành nước (H2O). Như vậy, nitơ có thể thể hiện tính oxi hóa thông qua một số phân tử nitơ nhất định như NH3 và NO3-.
4. Tính oxi hóa của nitơ có tác dụng gì?
- Sản xuất phân bón: Phản ứng với tạo ra Amoniac (), nguyên liệu cốt lõi để sản xuất phân đạm nuôi sống cây trồng.
- Luyện kim (Thấm Nitơ): Phản ứng với bề mặt kim loại ở nhiệt độ cao để tạo lớp vỏ cực cứng, chống mài mòn cho chi tiết máy (như bánh răng, trục khuỷu).
- Cố định đạm sinh học: Giúp vi khuẩn chuyển hóa nitơ không khí thành dạng đạm tự nhiên trong đất, cung cấp dinh dưỡng cho hệ sinh thái.
5. Các ứng dụng của Nito trong cuộc sống
- Nitrogen được ứng dụng để làm lạnh (nitrogen lỏng), là nguyên liệu điều chế ammonia, tạo khí quyển trơ và bảo vệ thực phẩm.
- Ứng dụng của nitrogen lỏng trong y tế và công nghiệp thực phẩm:
+ Nitrogen lỏng làm đóng băng mô tế bào ngay khi tiếp xúc nên được ứng dụng để điều trị mụn cóc và một số bệnh ngoài da.
+ Nitrogen lỏng còn được phun vào vỏ bao bì để làm căng vỏ bao bì giúp tránh va chạm trong quá trình vận chuyển và bảo quản thực phẩm.
