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, được cấu tạo nên nhiều hợp chất quan trọng như: axit amin, amoniac, axit nitric,… Cơ thể người chứa khoảng 3% nitơ theo trọng lượng.
- Trong bầu khí quyển, Nitơ tồn tại chủ yếu dưới dạng phân tử . Với 5 electron ở lớp ngoài cùng, Nitơ sở hữu khả năng biến hóa linh hoạt với các mức hóa trị từ II, III đến IV. Ở điều kiện bình thường, cực kỳ "lạnh lùng" khi không phản ứng với các loại khí khác, vì vậy nó còn được mệnh danh là khí trơ. Tuy nhiên, khi hạ nhiệt độ xuống mức cực thấp (-196°C), Nitơ sẽ chuyển sang trạng thái lỏng, và hóa rắn nếu chạm ngưỡng -210°C.
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 = 28/29 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
+ Khi gặp các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn như Oxy, Nitơ sẽ thể hiện tính khử.
+ 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 chuyển thành Nitơ Dioxit (NO2) có màu nâu đỏ đặc trưng.
+ 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?
+ 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 phản ứng với Canxi, Magie, Nhôm... để tạo ra các muối nitrua kim loại.
- 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 (), nguồn dinh dưỡng thiết yếu giúp cây trồng xanh tốt.
- Luyện kim (Thấm Nitơ): Trong cơ khí, người ta cho Nitơ phản ứng với bề mặt kim loại ở nhiệt độ cao để tạo ra lớp cực cứng, chống mài mòn cho chi tiết máy (như bánh răng, trục khuỷu).
- Cố định đạm sinh học: Trong tự nhiên, các vi sinh vật giúp chuyển hóa Nitơ từ khí quyển thành đạm sinh học, nuôi dưỡng hệ sinh thái đất.
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:
+ Nhờ khả năng làm đóng băng mô tế bào ngay tức thì. Nitrogen lỏng 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.
