Tìm hiểu về nito – tính chất, điều chế và ứng dụng của nito

Nito là chất được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, với rất nhiều ngành đang sử dụng nito hiệu quả. Vậy nito là gì? Đặc điểm và tác dụng của khí nito như thế nào. Hãy cùng LabVIETCHEM tìm hiểu những điều đặc biệt xoay quanh nito nhé !

1. Khái niệm Nito là gì?

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

Nito có công thức hóa học là N2

Khí Nito chiếm khoảng 78% và đây thành phần của mọi cơ thể sự sống. Nito có hai dạng có tính ứng dụng cao đó là khí Nito khí và Nito lỏng. Trong đó nito lỏng sẽ được mọi người bắt gặp thường xuyên hơn bởi những đặc tính hữu ích của nó.

Cấu tạo phân tử của nito N2: 

– Thuộc nhóm VA có cấu hình electoron ngoài cùng là ns2np3, vì thế nitow vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa.

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

2. Tính chất lý hóa của Nito

2.1. Đặc tính vật lý Nito là gì?

Nito là một chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí với d = 28/29) Nó bị hóa lỏng ở – 196 độ C.

Nito có tan trong nước không? Thì câu trả lời là có tan ít trong nước, hóa rắn ở nhiệt độ rất thấp. Một số người cũng thắc mắc khí nito có cháy không? Câu trả lời là không, nito không duy trì sự cháy và hô hấp.

2.2. Tính chất hóa học của Nito

Nito có EN 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, +2. +3, +4, +5. Vì có số oxi hóa là không nên có cả tính oxi hóa khử, nhưng có tính oxi hóa đặc trưng hơn.

Nito hoạt động chủ yếu ở nhiệt độ cao

– Tính oxi hóa của nito

Cấu tạo của phân tử từ nito tương đối bên vững giữa 3 liên kết và chung 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 và áp xuất 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:

6Li + N2 -> 2Li3N

Ở nhiệt độ cao, khí nito tác dụng với Mg, tạo thành magie nitrua, phương trình như sau:

3Mg + N2 -> Mg3N2

Tuy nhiên có 1 điểm cần chú ý là nitrua rất dễ bị thủy phân tạo ra NH3. Nito chỉ 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 monnoxit.

+ Ở điều kiện thường, nito monoxit sẽ tác dụng với oxi có trong không khí tạo thành nito dioxit đặc trưng với màu 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. Trạng thái tự nhiên của Nito

Nito tồn tại dưới dạng là hợp chất và tự do

– Trong tự nhiên nito tồn tại dưới dạng là hợp chất và tự do.

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

– Ở dạng hợp chất, nito góp mặt trong thành phần của protein, axit ucleic và nhiều hợp chất khác. Người ta tìm thấy N2 nhiều trong khoáng vật NaNO3 với tên gọi là diêm tiêu natri.

3. Điều chế nito bằng cách nào?

Nito được điều chế bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng, dựa vào yếu tố nhiệt độ sôi các chất lỏng trong không khí khác nhau. Theo đó, ta thu được khi bằng phương pháp đẩy nước.

Trong phòng thí nghiệm, thực hiện nhiệt phân muối nitri để sản xuất nito. Với phương trình điều chế như sau:

NH4NO2 (xt nhiệt độ) -> N2 + 2H2O

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

4. ứng dụng của nito có thể bạn chưa biết

Nito được ứng dụng trong đời sống ngày càng trở nên phổ biến. Đặc biệt là nito dạng khí để phục vụ sản xuất nito lỏng.

Nito được ứng dụng rộng rãi

4.1.Nito trong bảo quản thực phẩm

Vì có đặc tính trơ về mặt phản ứng, nên ngăn chặn được ảnh hưởng của sự oxy hóa rất tốt. Vì thế  nito được ứng dụng trong việc bảo quản thực phẩm.

Nito được ứng dụng để đóng gói hay dạng rời thực phẩm. Bằng cách làm chậm sự ôi thiu và các dạng tổn thất khác gây ra bởi oxi hóa.

4.2. Nito trong ứng dụng trong hàn ống, chế biến kim loại

Áp dụng trong việc hàn ống, cũng như chế biến các loại kim loại, nâng cao độ bền chắc chắn hơn. N2 làm sạch đường ống đảm bảo an toàn, không hư hại tới các sản phẩm khác nên được rất nhiều người ưa chuộng sử dụng.

4.3. Nito ứng dụng để luyện kim và chế tác kim loại

Đối với ngành luyện kim hay sản xuất các linh kiện điện tử, sản xuất thép không rỉ thường cần tới sự có mặt của nitơ để hỗ trợ sản xuất. Ở tùy thuộc vào đặc thù của công việc và nhu cầu sử dụng sẽ có kêu lượng và mức độ sử dụng khác nhau.

4.4. Nitơ trong việc bơm lốp ô tô và máy bay

Với việc sở hữu đặc tính chờ và thiếu các tỉnh ẩm, đặc biệt oxy hóa cực thấp vì thế chỉ nitơ được sử dụng rất nhiều trong việc bơm lốp ô tô hoặc máy bay.

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

Khí nitơ được sử dụng trong việc làm lạnh nhằm phục vụ việc vận chuyển thực phẩm. Với đặc tính giúp làm lạnh an toàn mà không gây hại cho thực phẩm. Giúp ích cho việc bảo vệ các bộ phận cơ thể cũng như đảm bảo cho các tế bào tinh trùng và trứng được bảo quản.

4.6. Nito trong nghiên cứu, giáo dục

Nito được sử dụng trong việc phân tích mẫu. Nitơ là thành phần trong rất nhiều hợp chất vì vậy cũng được sử dụng trong bộ môn hóa học, đảm bảo cho quá trình nghiên cứu cũng như dạy học cho các em học sinh biết đặc tính của một số hợp chất khác.

Hy vọng với những thông tin chúng tôi chia sẻ trên đây sẽ giúp các bạn hiểu hơn và yên tâm sử dụng khí nitơ một cách hiệu quả. Hãy theo dõi những bài viết tiếp theo để hiểu hơn về nhiều loại nói hoá chất khác nhé.