Nitơ – một trong những nguyên tố hóa học quan trọng đối với sự sống trên trái đất và cơ thể con người. Nhưng nitơ là gì? Nitơ có hóa trị mấy? Tính chất và ứng dụng của nitơ như thế nào? Hãy cùng FPT Skill King khám phá trong bài viết này.
Nội dung
Nitơ là gì?
Nitơ được viết theo công thức hóa học là N2. Đây là thành phần quan trọng của khí quyển và có vai trò đặc biệt đối với sự sống. Nitơ giúp bảo vệ trái đất khỏi bức xạ mặt trời. Nitơ tồn tại dưới dạng nitơ lỏng và nitơ khí, trong đó, nitơ lỏng có nhiều ứng dụng hữu ích. Nitơ tồn tại tự do và trong các hợp chất khác nhau trong tự nhiên. Nitơ chiếm tỷ lệ cao trong không khí và cũng là thành phần của nhiều hợp chất như axit nucleic và protein.
Nitơ hóa trị mấy?
Khác với một số chất khí khác chỉ có một hóa trị duy nhất, nitơ có 3 hóa trị khác nhau, bao gồm hóa trị II, hóa trị III và hóa trị IV.
Tính chất của Nitơ
Tính chất vật lý
Nitơ là chất khí nhẹ hơn không khí, không mùi, không vị và không màu. Nitơ ít tan trong nước và có thể trở thành chất rắn ở nhiệt độ rất thấp. Nhiệt độ hóa lỏng của nitơ là khoảng -1960C. Một số thông tin khác về nitơ bao gồm:
- Ký hiệu nguyên tử: N
- Số hiệu nguyên tử: 7, thuộc nhóm VA
- Số oxi hóa của N2: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5
- Nhiệt độ sôi: 77,36K
- Nhiệt độ nóng chảy: 63,15K
Tính chất hóa học
Ngoài việc tìm hiểu về nitơ hóa trị mấy, hiểu rõ tính chất hóa học của chất khí này cũng rất quan trọng. Nitơ có nhiều số oxi hóa khác nhau, bao gồm số oxi hóa 0. Vì vậy, nitơ có tính khử và tính oxi hóa. Nitơ hoạt động nhiều hơn ở nhiệt độ cao, nhưng lại không tác động hóa học ở điều kiện nhiệt độ thông thường.
Tính khử của Nitơ
-
Nitơ phản ứng với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn do tính khử, đặc biệt là ở nhiệt độ cao hơn 3000C. Kết quả của phản ứng này là nitơ monoxit.
Phương trình phản ứng: N2 + O2 → 2NO (không màu)
Trong đó, N2 có hóa trị 0, N trong NO có hóa trị +2.
-
Trong điều kiện nhiệt độ thông thường, nitơ monoxit tác động với oxi trong không khí, tạo thành nitơ đioxit có màu nâu đỏ.
Phương trình phản ứng: 2NO + O2 → 2NO2
Trong đó, N trong NO2 có hóa trị +4.
Tính oxi hóa của Nitơ
-
Nitơ tác động với nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn do tính oxi hóa, bao gồm các phản ứng với kim loại và hidro:
Tác động với kim loại: Ở điều kiện thông thường, nitơ chỉ tác động với lithium (Li) để tạo thành liti nitrua.
Phương trình: 6Li + N2 → 2Li3N
Ở nhiệt độ cao, nitơ có thể tác động với nhiều kim loại khác nhau, tạo thành nitrua. Tuy nhiên, nitrua dễ thủy phân và chuyển thành NH3.
Phương trình: 3Mg + N2 → Mg3N2
Tác động với hidro: Nitơ phản ứng với hidro ở nhiệt độ và áp suất cao, kèm theo chất xúc tác, tạo thành amoniac.
Phương trình phản ứng: N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Ứng dụng của Nitơ
Nitơ và nitơ hóa trị mấy đã được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Một số ứng dụng của nitơ bao gồm:
- Trong nghiên cứu và giáo dục: Nitơ được sử dụng để phân tích mẫu và nghiên cứu các hợp chất hóa học.
- Trong chế biến sinh học và vận chuyển thực phẩm: Nitơ được sử dụng làm chất làm lạnh để đảm bảo an toàn trong quá trình bảo quản thực phẩm.
- Trong y học: Nitơ giúp bảo vệ các bộ phận của cơ thể khỏi phân hủy, đặc biệt là trong quá trình vận chuyển trứng và tinh trùng.
- Trong chế tác và luyện kim: Nitơ là thành phần quan trọng trong sản xuất thép không gỉ, linh kiện điện tử, luyện kim và nhiều ứng dụng khác.
- Trong sản xuất máy bay và lốp ô tô: Nitơ được sử dụng để bơm lốp ô tô và máy bay.
- Trong chế biến kim loại và hàn ống: Nitơ được sử dụng để làm sạch ống và giúp giảm hư hỏng trong quá trình sử dụng thiết bị.
- Trong bảo quản thực phẩm: Do tính trơ của nitơ, nó có thể ngăn chặn quá trình oxi hóa. Do đó, nitơ được sử dụng để bảo quản thực phẩm một cách hiệu quả.
Cách điều chế Nitơ
- Trong phòng thí nghiệm: Sử dụng dung dịch muối amoni nitrit bão hòa để điều chế nitơ là phương pháp phổ biến trong phòng thí nghiệm.
- Trong công nghiệp: Nitơ được điều chế bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng. Nitơ thu được ở nhiệt độ -1960C và được lưu trữ trong bình thép nén với áp suất 125at.
Hy vọng bài viết trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về nitơ và nitơ hóa trị mấy. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm, hãy liên hệ với chúng tôi theo số hotline để được tư vấn.
Liên hệ: FPT Skill King
Website: fptskillking.edu.vn
