CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA NITƠ

 

1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

 

 a. Trạng thái tự nhiên

- Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng tự do và trong hợp chất:

 

      + Dạng tự do: Nitơ chiếm 80% thể tích không khí.

 

     + Dạng hợp chất: có nhiều ở dạng NaNO₃ (diêm tiêu natri), trong thành phần protein, axit nucleic...

 

b. Tính chất vật lí

 

 - Chất khí, không màu, không mùi, không vị, không duy trì sự sống, sự cháy. 

 

2. Cấu tạo phân tử 

  - Cấu tạo phân tử: N₂ (N ≡ N).

 

 

 

3. Tính chất hóa học

 

- Các mức oxi hóa có thể có của N: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

 

- Vì phân tử chứa liên kết ba rất bền vững nên ở điều kiện thường, nitơ là một chất ít hoạt động chỉ tham gia phản ứng ở nhiệt độ cao. Nitơ vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa.

 

 a. Nitơ là chất oxi hóa

 

- Tác dụng với kim loại → muối nitrua.

 

     + Nhiệt độ thường chỉ tác dụng với Li:          

6Li + N₂ → 2Li₃N

 

     + Nhiệt độ cao phản ứng với một số kim loại như Mg, Ca và Al ...

2Al + N₂ → 2AlN

3Ca + N₂ → Ca₃N₂

 

- Tác dụng với H₂ → Amoniac

 

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃ (> 400⁰C; Fe, p); ΔH = -92kJ

 

b. Nitơ là chất khử

 

N₂ + O₂ ↔ 2NO (Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ 3000⁰C hoặc có tia lửa điện)

 

2NO   +   O₂     →  2NO₂

(khí không màu)  (khí màu nâu đỏ)

 

4. Điều chế

 

 - Trong phòng thí nghiệm: nhiệt phân muối amoni nitrit

 

NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O (t⁰)

NH₄Cl + NaNO₂ → N₂ + NaCl + 2H₂O (t⁰)

 

 - Trong công nghiệp: chưng cất phân đoạn không khí lỏng, dùng màng lọc rây phân tử. 

 

5. Nhận biết   

 

 - Trong các bài toán nhận biết, N­₂ thường được để lại để nhận biết sau cùng. 

 

 6. Ứng dụng:

 - Phần lớn được dùng để tổng hợp amoniac từ đó sản xuất ra các loại phân đạm, axit nitric... Dùng làm môi trường trơ cho các ngành công nghiệp luyện kim; nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các các mẫu sinh học khác....

 

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng