Đơn chất nitrogen

I. Trạng thái tự nhiên

Tìm hiểu về trạng thái tự nhiên của nitrogen

Thành phần thể tích của không khí

Ở trạng thái tự nhiên, nitrogen tồn tại ở hai dạng:

• Dạng đơn chất: Nitrogen chiếm khoảng 78% thể tích của không khí. Là hỗn hợp của hai đồng vị: (99,63%) và (0,37%)
•  Dạng hợp chất: Nitrogen có nhiều trong khoáng vật sodium nitrate (NaNO₃) gọi là diêm tiêu natri. Nitrogen còn có trong thành phần của protein, nucleic acid,… và nhiều hợp chất hữu cơ khác.

II. Tính chất vật lí

Tìm hiểu tính chất vị lí của nitrogen

Mô phỏng thí nghiệm chứng minh nitrogen không duy trì sự cháy

Ở điều kiện thường:

• Là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí
• Hóa lỏng ở -196^oC, hóa rắn ở -210^oC
• Ít tan trong nước
• Không duy trì sự cháy và hô hấp.

III. Tính chất hóa học

Tìm hiểu tính chất hóa học của nitrogen

	E(NN) = 945 kJ/mol
Mô hình phân tử nitrogen và năng lượng liên kết trong phân tử nitrogen

Nguyên tử nitrogen có độ âm điện lớn, chỉ kém fluorine, oxygen, chlorine.

Tác dụng với hydrogen: Ở nhiệt độ cao (380^oC - 450^oC), áp suất cao (25 bar - 200 bar) và xúc tác Fe.

N₂(g) + 3H₂(g) 2NH₃(g)      = -92 kJ

Tác dụng với oxygen: Ở nhiệt độ khoảng 3000^oC

N₂(g) + O₂(g) 2NO(g)            = -180 kJ

IV. Quá trình tạo và cung cấp Nitrogen cho đất từ nước mưa

Tìm hiểu quá trình tạo và cung cấp nitrate cho đất từ nước mưa

Nguyên tố nitrogen rất cần thiết cho sự sống trên Trái Đất. Trong tự nhiên luôn diễn ra các quá trình chuyển hóa nitrogen từ dạng này sang dạng khác theo một chu trình tuần hoàn khép kín.

Chu trình của nitrogen trong tự nhiên

V. Ứng dụng

Tìm hiểu ứng dụng của đơn chất nitrogen khí và lỏng trong sản xuất, trong hoạt động nghiên cứu 

• Nguyên tố nitrogen là một trong những nguyên tố dinh dưỡng chính của thực vật.
• Trong công nghiệp phần lớn nitrogen dùng để tổng hợp ammonia để sản xuất phân đạm, natric acid, …. Nitrogen sử dụng làm môi trường trơ cho nhiều ngành công nghiệp: luyện kim, thực phẩm,...
• Nitrogen lỏng được dùng làm môi trường đông lạnh bảo quản máu và các mẫu sinh vật học.

Trong sản xuất rượu bia, khí nitrogen được bơm vào các bể chứa để loại bỏ khí oxygen.	Trong công nghệ đóng gói thực phẩm, khí nitrogen được bơm vào túi để loại bỏ khí oxygen và làm phồng bao bì.	Trong chữa cháy, nitrogen dùng để dập tắt các đám cháy do hóa chất, chập điện, ...

Trong lĩnh vực y tế, nitrogen lỏng được dùng để bảo quản máu, tế bào, dịch cơ thể, trứng, tinh trùng, ...		Trong khai thác dầu khí, hỗn hợp khí N2 và CO2 được bơm vào bể chứa dầu mỏ để tạo áp suất đẩy dầu còn dư bị kẹt lại lên trên nhờ đặc tính nén cao.

 Một số ứng dụng của nitrogen