Nitơ là gì? Nêu đặc điểm của nitơ? Lịch sử ra đời của Nitơ? Nêu vai trò sinh vật học của nitơ? trạng thái trong tự nhiên của nitơ là gì? Nêu ứng dụng của nitơ trong đời sống hàng ngày? Làm thế nào để tạo ra nitơ?
Nitơ là nguyên tố hóa học chiếm khoảng 78% khí quyển trái đất và là thành phần quan trọng để xây dựng môi trường sống cho mọi sinh vật. Nitơ ở xung quanh chúng ta, nhưng ko nhiều người biết về nguyên tố hóa học này. Tất cả những lý thuyết cơ bản về khí nitơ như khái niệm, tính chất, công dụng, cách sản xuất sẽ được giảng giải cụ thể qua bài viết Khí nitơ là gì? Tính chất hóa học, vai trò và ứng dụng của nitơ? Tới đây nào.
1. Nitơ là gì?
Nitơ là thành phần quan trọng của khí quyển giúp bảo vệ trái đất khỏi tác động và sự phá hủy của bức xạ mặt trời. Công thức hóa học của nitơ là N².
Nitơ chiếm khoảng 78% và là một phần quan trọng trong môi trường sống của mọi sinh vật. Nitơ có hai dạng được sử dụng rộng rãi: nitơ khí và nitơ lỏng. Trong số đó nitơ lỏng phổ quát hơn do các đặc tính hữu ích của nó.
Cấu trúc của phân tử nitơ N²:
Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nhóm VA là ns2np3 nên nitơ vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa.
Cấu hình electron của N2 là 1s22s22p3. Chỉ số oxi tuần tự là -3, 0, 1, 2, 3, 4, 5.
2. Tính chất của nitơ:
2.1. Tính chất vật lý của nitơ:
Nitơ là chất khí ko màu, ko mùi, ko vị, nhẹ hơn ko khí với d = 28/29) hóa lỏng ở -196 độ C.
Nitơ có tan trong nước ko? Câu trả lời là nó kém tan trong nước, nó đông đặc ở nhiệt độ rất thấp. Thậm chí, có người thắc mắc khí nitơ có cháy ko? Câu trả lời là ko, nitơ ko hỗ trợ quá trình đốt cháy và hô hấp.
2.2. Tính chất hóa học của nitơ:
Nitơ có EN N = 946 kj/mol nên nitơ khá trơ ở nhiệt độ thường. Nitơ hoạt động chủ yếu ở nhiệt độ cao.
Số oxi hóa của nitơ tuần tự là -3, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Vì số oxi hóa bằng 0 nên nitơ ko chỉ là chất oxi hóa khử nhưng còn là chất oxi hóa. .
Xem thêm: Tải bảng tuần hoàn hóa học đầy đủ nhất: Cách đọc và ghi nhớ
Oxy hóa nitơ:
Cấu tạo của phân tử nitơ tương đối vững bền giữa ba liên kết và san sớt oxi với các nguyên tố hóa học sau:
– Phản ứng với hiđro tạo thành H2: Nitơ phản ứng với hiđro ở nhiệt độ và áp suất cao có chất xúc tác để tạo thành amoniac.
Phản ứng với kim loại: Ở nhiệt độ phòng, nitơ phản ứng với liti để tạo thành nitrua. Phương trình phản ứng là:
6Li + N2 -> 2Li3N
Ở nhiệt độ cao, nitơ phản ứng với Mg tạo thành magie nitrua, phương trình như sau:
3Mg + N2 -> Mg3N2
Tuy nhiên, cần xem xét nitrat dễ bị thủy phân thành NH3. Nitơ chỉ bị oxi hóa thành các nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn.
Xem thêm: Glucose là gì? Fructose là gì? Thuốc thử để phân biệt chúng?
Tính khử của khí nitơ:
Khí nitơ là chất khử lúc liên kết với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
Ở nhiệt độ khoảng 3000 độ C, nitơ phản ứng với oxy để tạo thành monoxit.
Ở điều kiện thường, nitơ oxit phản ứng với oxi trong ko khí tạo thành nitơ đioxit có màu nâu đỏ đặc trưng.
Một số oxit khác của nitơ là N2O, N2O3, N2O5 nhưng chúng ko được tạo ra trực tiếp từ oxi và nitơ.
3. Lịch sử của Nitơ:
Nitrogen (tiếng Latinh nitrum, tiếng Hy Lạp Nitron có tức là “sự ra đời của sô đa”, “dòng dõi”, “hình thức”) ở dạng được coi là do Daniel Rutherford phát hiện vào năm 1772, người gọi nó là khí độc hoặc ko khí tĩnh. Đó là bởi vì phần ko khí ko hỗ trợ quá trình đốt cháy đã được các nhà hóa học biết tới vào cuối thế kỷ 18. Đồng thời, nitơ cũng được nghiên cứu bởi Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish và Joseph Priestley, người đã đặt tên cho nó. cho nó. ko khí hoặc phlogiston ko khí. Khí nitơ trơ tới mức Antoine Lavoisier vào năm 1789 coi nó là azode, tức là ko có sự sống. Thuật ngữ này trở thành tên tiếng Pháp của “nitơ” và sau đó lan sang nhiều tiếng nói khác. Năm 1790, Jean Antoine Chaptal đặt tên cho khí là nitơ.
Các hợp chất nitơ đã được biết tới từ thời trung thế kỉ. Các nhà giả kim biết rằng axit nitric (HNO3) là sức mạnh của nước. Hỗn hợp axit nitric và axit clohydric (HCl) được gọi là nước cường toan vì khả năng hòa tan vàng. Các hợp chất nitơ sớm nhất được sử dụng trong công nghiệp và nông nghiệp là xanthate (có thể là natri nitrat (NaNO3) hoặc kali nitrat (KNO3)), chủ yếu ở dạng bột, sau đó làm phân bón và sau đó là phân bón. là phân bón. Năm 1910, Lord Rayleigh phát xuất hiện rằng sự phóng điện trong khí nitơ tạo ra “nitơ hoạt tính”, một dạng được gọi là đơn nguyên tử. Một “đám mây xoáy ánh sáng màu vàng sáng” được tạo ra bởi thiết bị của anh đấy sẽ phản ứng với thủy ngân để tạo ra nitrit thủy ngân dễ nổ.
4. Vai trò sinh vật học của protein:
Nitơ là thành phần quan trọng của axit amin và axit nucleic, dẫn tới nitơ cần thiết cho sự sống. Nitơ nguyên tố trong khí quyển ko được thực vật và động vật sử dụng trực tiếp nhưng phải được xử lý, khử trùng hoặc cố định. Mưa thường chứa một lượng đáng kể amoni và nitrat, được cho là thành phầm của quá trình cố định đạm do sét và các hiện tượng khí quyển khác gây ra. Giả thuyết này được Liebig đề xuất vào năm 1827 và sau đó được xác nhận. Tuy nhiên, do amoniac hiện diện trên thảm thực vật rừng nhiều hơn nitrat trong khí quyển nên phần lớn nitơ được cố định trên bề mặt đất dưới tán cây ở dạng nitrat. Nitrat trong đất chủ yếu được hấp thụ bởi rễ cây thay vì amoniac trong đất. Cây họ đậu, chẳng hạn như đậu nành, có thể hấp thụ nitơ trực tiếp từ ko khí vì rễ của chúng có nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm giúp chuyển nitơ thành amoniac. Sau đó, đậu chuyển đổi amoniac thành các ion oxit nitric và axit amin để tạo ra protein. Các vi khuẩn cụ thể (ví dụ, Rhizobium trifolium) chứa các enzym nitơ có khả năng cố định nitơ trong khí quyển thành các chất hữu ích cho các sinh vật bậc cao. Quá trình này yêu cầu rất nhiều năng lượng và điều kiện thiếu oxy. Những vi khuẩn tương tự sống tự do trong đất (ví dụ: Azotobacter) nhưng thường cộng sinh trong nốt sần của rau (ví dụ: cỏ ba lá, Trifolium hoặc đậu tương, Glycine max). Vi khuẩn cố định đạm cũng cộng sinh với nhiều loài thực vật có họ hàng gần như Alnus, Địa y, Phi lao, Myrica, Marchantiophyta và Gunnera.
5. Trạng thái tính chất nitơ:
Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng hợp chất và dạng tự do
Ở dạng tự do, nitơ chiếm 80% thể tích ko khí
Ở dạng hợp chất, nitơ có trong thành phần của protein, axit nucleic và nhiều hợp chất khác. . Nitơ có nhiều trong NaNO3, một khoáng vật được gọi là muối natri.
6. Ứng dụng của đạm trong sinh hoạt:
Nitơ trong bảo quản thực phẩm:
Nhờ tính trơ trong phản ứng nên nitơ ngăn cản rất tốt tác dụng của quá trình oxi hóa. Đó là lý do vì sao nitơ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm.
Nitơ được sử dụng để đóng gói hoặc với số lượng lớn. Làm chậm quá trình ôi thiu và các tổn thất khác do quá trình oxy hóa gây ra.
Nitơ được sử dụng trong hàn ống và gia công kim loại:
Nitơ được sử dụng trong hàn ống và gia công kim loại để cải thiện độ bền. Nitơ có tác dụng tẩy rửa an toàn, ko gây độc hại cho các thành phầm khác nên được nhiều người ưu tiên sử dụng trong đời sống hàng ngày.
Nitơ được sử dụng để luyện kim và gia công kim loại:
Trong ngành luyện kim hay linh kiện điện tử, sản xuất thép ko gỉ thường cần tới sự có mặt của nitơ để hỗ trợ sản xuất. Tùy theo đặc điểm công việc và nhu cầu sử dụng nhưng số lượng và mức độ sử dụng không giống nhau.
Nitơ được sử dụng để bơm lốp oto và tàu bay:
Nitơ được sử dụng rộng rãi để bơm lốp oto và tàu bay do tính chất cố định và ko hút ẩm, đặc thù là lượng oxy rất thấp.
Khí nitơ trong vận chuyển thực phẩm và mẫu xử lý sinh vật học:
Khí nitơ được sử dụng để làm lạnh trong vận chuyển thực phẩm. Nito có tính năng giúp làm lạnh thực phẩm an toàn, ko làm hư hỏng thực phẩm, giúp bảo vệ các cơ quan trong thân thể và đảm bảo quá trình bảo quản của tinh trùng và trứng.
Nitơ trong nghiên cứu và giáo dục:
Nitơ được sử dụng trong phân tích mẫu. Nitơ là thành phần của nhiều hợp chất nên nó còn được sử dụng trong hóa học để đảm bảo cho việc nghiên cứu và giảng dạy học trò về tính chất của một số hợp chất khác.
7. Các cách tạo đạm:
Khí Nitơ có nhiều phương pháp sản xuất, nhưng được phân thành hai loại chính: sản xuất trong phòng thí nghiệm và sản xuất công nghiệp.
Trong phòng thí nghiệm:
Khí nitơ có thể được sản xuất với một lượng nhỏ amoni clorua và natri nitrit
Đun nóng amoni đicromat
Sự phân hủy nhiệt của natri azide hoặc bari azide.
Trong công nghiệp:
Ngành công nghiệp ủng hộ các phương pháp tạo ra nhiều sản lượng nhất với chi phí thấp nhất có thể:
Phương pháp cơ học: màng lọc sử dụng áp suất
Ko khí được chưng cất một phần thành chất lỏng, sau đó nitơ tinh khiết được tách ra khỏi hỗn hợp.
Bạn thấy bài viết Nitơ là gì? Tính chất hóa học, vai trò, ứng dụng của Nitrogen? có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Nitơ là gì? Tính chất hóa học, vai trò, ứng dụng của Nitrogen? bên dưới để thpttranhungdao.edu.vn có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho độc giả nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website Trường THPT Trần Hưng Đạo
Phân mục: Kiến thức chung
Nguồn: thpttranhungdao.edu.vn
Trả lời