Nitơ, có công thức hóa học là N₂, là một chất khí không màu và không mùi. Nitơ không hoạt động về mặt hóa học. Nó có thể phản ứng với hydro để tạo thành amoniac trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao và chất xúc tác; nó có thể kết hợp với oxy để tạo thành oxit nitric khi phóng điện; ngay cả các kim loại hoạt động như Ca, Mg, Sr và Ba có thể phản ứng với nó dưới nhiệt độ.
Tính ổn định hóa học cao của nitơ có liên quan đến cấu trúc phân tử của nó. Hai nguyên tử N kết hợp với một liên kết ba để tạo thành phân tử nitơ, bao gồm một liên kết σ và hai liên kết π, vì liên kết đầu tiên bị tấn công trong phản ứng hóa học là liên kết π và mức năng lượng của liên kết π trong N₂ phân tử thấp hơn liên kết σ, khó mở liên kết π dẫn đến N₂ khó tham gia phản ứng hoá học.
Có khoảng 4.000 nghìn tỷ tấn khí trong khí quyển, trong đó nitơ chiếm 78%. Nitơ ít tan trong nước và rượu. Nó không bắt lửa và được coi là một chất khí gây ngạt thở (tức là hít thở khí nitơ nguyên chất sẽ làm mất oxy của cơ thể con người).
Mặc dù nitơ được coi là một nguyên tố trơ, nó tạo thành một số hợp chất rất hoạt động. Nó có thể được sử dụng như một chất pha loãng và kiểm soát tốc độ đốt cháy và thở tự nhiên, sẽ nhanh hơn ở nồng độ oxy cao hơn.
Nitơ có thể hòa tan trong nước và rượu, nhưng về cơ bản không hòa tan trong hầu hết các chất lỏng khác. Nó rất cần thiết trong cuộc sống, và các hợp chất của nó có thể được sử dụng làm thực phẩm hoặc phân bón.
Nitơ được sử dụng để tạo ra amoniac và axit nitric. Nitơ về cơ bản là một khí trơ ở nhiệt độ môi trường và nhiệt độ vừa phải. Do đó, hầu hết các kim loại đều dễ dàng xử lý. Ở nhiệt độ cao, nitơ có thể xâm thực với kim loại và hợp kim.
N2 thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm là phân hủy amoni nitrit, trong thực tế, dung dịch bão hòa natri nitrit được thêm từ từ vào dung dịch amoni clorua bão hòa nóng.
Nitơ chủ yếu được sản xuất bằng cách tách khỏi khí quyển hoặc phân hủy các hợp chất chứa nitơ. Hơn 33 triệu tấn nitơ được sản xuất thông qua Air Liquide mỗi năm, và sau đó chưng cất phân đoạn được sử dụng để sản xuất nitơ và các khí khác trong khí quyển.
Phương pháp tách đông lạnh, còn được gọi là phương pháp chỉnh lưu đông lạnh, sử dụng nhiệt độ sôi không nhất quán của nitơ và oxy trong không khí để tách oxy và nitơ.
Vì điểm sôi của nitơ (-196 ° C) thấp hơn nhiệt độ của oxy (-183 ° C), trong quá trình bay hơi của không khí lỏng, nitơ lỏng có nhiều khả năng trở thành thể khí hơn oxy lỏng và trong quá trình hóa lỏng không khí, oxy dễ biến đổi hơn nitơ chuyển sang trạng thái lỏng.
Vì điểm sôi của nitơ và oxy không khác nhau nhiều, không khí lỏng và không khí cần phải trải qua nhiều quá trình bay hơi, ngưng tụ và tái bay hơi (quá trình này được gọi là quá trình chỉnh lưu đông lạnh), và cuối cùng nó có thể ở trong pha khí.
Các phương trình phản ứng liên quan:
N2 + 3H2 → 2NH3
Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3
CÙNG MỤC
Cân bằng phản ứng Mg + CO2 = C + MgO (và phương trình MgO + C = Mg + CO2)- Cân bằng phản ứng AgNO3 + AlCl3 = AgCl + Al(NO3)3 (và phương trình AgNO3 + Al = Ag + Al(NO3)3)
- Cân bằng phản ứng Na2S + FeCl3 = FeS + NaCl + S (và phương trình FeCl2 + Na2S + H2O = NaCl + Fe(OH)2 + H2S)
- Cân bằng phản ứng C2H2 + H2 = C2H4 (và phương trình C2H2 + H2 = C2H6)
- Cân bằng phản ứng K2CO3 + CO2 + H2O = KHCO3 (và phương trình KHCO3 + Ca(OH)2 = K2CO3 + CaCO3 + H2O)
- Cân bằng phản ứng MgO + HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O (và phương trình Mg + HNO3 = Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O)
