Hiện nay khí Nitơ được ứng dụng rất nhiều vào trong cuộc sống. Nhất là trong các ngành công nghiệp điện tử, luyện kim, thực phẩm, bơm lốp ô tô, máy bay, máy phân tích mẫu, hàn xì,…. Do các đặc tính trơ của khí nitơ hóa lỏng về mặt hóa học. Tuy nhiên một số người vẫn e ngại là khí nitơ có độc không, khí nitơ có cháy không, khi sử dụng khí nitơ có nguy hiểm hay không. Thì bài viết ngày hôm nay của chúng tôi sẽ hỗ trợ giải đáp hết tất cả những thắc mắc ấy.
Để biết được khí nitơ có độc không, nitơ lỏng có độc không thì đầu tiên hãy cùng nhau tìm hiểu về thông tin, đặc tính hóa lý của chất khí này.
Khí Nitơ tinh khiết là gì?
Khí Nitơ tinh khiết là một chất khí không mùi, không vị, ở dạng phân tử không màu. Là khí trơ chỉ tham gia phản ứng hóa học phản ứng với Liti ở nhiệt độ phòng. Khí Nitơ là thành phần có trong mọi cơ thể sống, tạo ra nhiều hợp chất quan trọng như axít amin, axit nitric, amoniac và các xyanua.
- Khí Nitơ được sử dụng để bơm lốp ô tô, máy bay,…
- Dùng khí nitơ để bảo quản độ tươi của thực phẩm để tránh không bị oxy hóa cả dạng đóng gói lẫn dạng rời.
- Được dùng trong các loại máy chạy phân tích, phân tích mẫu.
- Nitơ lỏng còn được dùng để xả và làm sạch đường ống, hàn đường ống, tinh chế kim loại, luyện kim. Dùng sản xuất các linh kiện điện tử và các mạch tích hợp, sản xuất thép không gỉ…
- Khí Nitơ hóa lỏng còn được dùng để tạo áp lực cho thùng chứa một số loại bia thay thế cho khí CO2.
- Khí Nitơ hiệu quả trong việc duy trì nhiệt độ, đóng vai trò là một chất khí hóa lỏng để làm lạnh chu trình mở. Bao gồm: làm lạnh thực phẩm để vận chuyển, bảo quản các bộ phận cơ quan của thân thể. Bảo quản máu, các tế bào tinh trùng và trứng, các chế phẩm sinh học. Trong da liễu học để loại bỏ các tổn thương da ác tính xấu xí hay tiềm năng gây ung thư người ta cũng dùng khí Nitơ hóa lỏng. Ví dụ loại bỏ các mụn cóc, các vết chai sần trên da v.v.
Khí Nitơ có nhiều mặt tích cực, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống và sản xuất. Tuy nhiên khi được sử dụng với nồng độ quá lớn hay hít vào lượng lớn thì sẽ gây ra các tình trạng:
- Khó chịu, buồn nôn, nôn mửa.
- Người bị nạn cảm giác ngứa ran, ngạt thở, có thể đau thắt ruột.
- Gây ngạt thở thường xảy ra khi khí Nitơ hoá hơi chiếm chỗ oxy với khối lượng lớn trong không gian kín. Nguy hiểm hơn nó cũng có thể sẽ gây ra chết người.
Nitơ hóa lỏng là 1 dạng của nitơ được ứng dụng rất phổ biến, nhất là dùng để làm lạnh. Nitơ lỏng là chất lỏng không màu, không mùi và vô cùng lạnh [nhiệt độ -196 độ C].
Tiếp xúc với Nitơ lỏng hoặc hơi Nitơ có thể gây ra tình trạng bỏng lạnh, bỏng giộp. Nhiệt độ của Nitơ lỏng là –196 độ C, nếu không may da của bạn chạm vào Nitơ lỏng thì rất dễ bị bỏng lạnh. Nếu tình trạng này để lâu có thể gây hoại tử, thậm chí bị nặng và tử vong. Các vụ tai nạn bỏng lạnh này thường gặp tại các trạm sản xuất khí nitơ, sang chiết Nito lỏng. Thực tế nhiều người thiếu cẩn thận đã bị Nito lỏng văng bắn vào mắt gây phỏng lạnh, mờ mắt, mù lòa.
Ngoài ra nitơ lỏng còn tác động mạnh đến một số vật liệu khi tiếp xúc. Do nhiệt độ Nitơ lỏng rất lạnh nên trong một số trường hợp các vật liệu khi tiếp xúc trực tiếp với Nitơ lỏng có thể bị biến dạng hay nứt vỡ do biến dạng không đều.
Ở điều kiện bình thường, n2 không cháy. Được ứng dụng trong công tác chữa cháy:
- Nito có tính dẫn điện thấp nên các bình cứu hỏa khí N2 có thể sử dụng dập tắt các đám cháy thiết bị điện.
- Làm giảm nhiệt trong các đám cháy.
- Giảm nồng độ oxi trong vùng cháy.
Tuy nhiên:
- Do nhiệt độ sôi của O2 cao hơn so với khí N2. Do đó khí oxy có thể bị ngưng tụ từ không khí hòa lẫn vào trong N2 lỏng. Oxy lỏng phản ứng mạnh mẽ với các hợp chất hữu cơ gây cháy nổ. Từ đó khi dùng khí nitơ lỏng có thể xảy ra tình trạng cháy nổ.
- Khí nitơ có thể làm nổ thiết bị chứa nếu chất nitơ lỏng được lưu trữ với không gian kín. Hiện tượng nổ có thể xảy ra nếu xảy ra hiện tượng hóa hơi do sự gia tăng áp suất bất ngờ.
Yêu cầu áp dụng đúng biện pháp và điều kiện, các chỉ số thông gió, chỉ dùng trong hệ thống kín, sử dụng các thiết bị điện phòng nổ, vận chuyển nội bộ an toàn,…
Bảo quản đúng cách, đúng nhiệt độ, tránh bảo quản chung với các nguồn gây cháy, nổ, tách riêng những chất không tương thích.
Cần được đào tạo trước khi làm việc, khi thao tác với khí nitơ cần có các phương tiện bảo hộ cá nhân an toàn. Sau mỗi lần tiếp xúc cần rửa tay, thay quần áo đã bị ô nhiễm.
- Nên chọn mua các bình khí Nitơ tại các địa chỉ tin cậy, đảm bảo an toàn về bình, thùng chứa khí, tránh tối đa các nguy cơ xảy ra sự cố cháy, nổ, rò rỉ.
Những thông tin trên hi vọng sẽ giúp cho quý khách hàng phần nào hiểu rõ hơn về khí nitơ có độc không, khí nitơ có cháy không, có nguy hiểm. Cũng như tầm quan trọng của khí Nitơ và việc sử dụng đúng cách, hiệu quả để tránh gây nguy hiểm tới mình cũng như môi trường xung quanh.
>> Xem thêm: Điều chế n2 trong phòng thí nghiệm ra sao?
Trình bày cấu tạo của phân tử N2. Vì sao ở điều kiện thường, nitơ là một chất trơ? Ở điều kiện nào nitơ trở nên hoạt động hơn?
Phương pháp giải
Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết về nitơ.
Hướng dẫn giải
- Công thức cấu tạo của phân tử nitơ: N ≡ N
- Giữa hai nguyên tử trong phân tử N2 hình thành một liên kết ba bền vững. Mỗi nguyên tử nitơ trong phân tử N2 có 8e lớp ngoài cùng, trong đó có 3 cặp e dùng chung và 1 cặp e dùng riêng đã ghép đôi.
- Ở nhiệt độ cao [trên 3000°C], nitơ hoạt động hơn và có thể phản ứng với nhiều chất khác.
- Ở nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động vì phân tử N2 phân huỷ thành nguyên tử nitơ có 5e lớp ngoài cùng và có độ âm điện tương đối lớn [3,04] nên trở nên hoạt động.
2. Giải bài 2 trang 31 SGK Hóa học 11
Nitơ không duy trì sự hô hấp, nitơ có phải là khí độc không?
Phương pháp giải
Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ lý thuyết về nitơ.
Hướng dẫn giải
Nitơ không phải là khí độc mặc dù không duy trì sự hô hấp và sự cháy.
3. Giải bài 3 trang 31 SGK Hóa học 11
a] Cặp công thức của liti nitrua và nhôm nitrua là
A. LiN3 và Al3N.
B. Li3N và AlN.
C. Li2N3 và Al2N3.
D. Li3N2 và Al3N2.
b] Viết phương trình hóa học của phản ứng tạo thành liti nitrua và nhôm nitrua khi cho liti và nhôm tác dụng trực tiếp với nitơ. Trong các phản ứng này nitơ là chất oxi hóa hay chất khử?
Phương pháp giải
Để trả lời câu hỏi trên cần ghi nhớ:
a] Li có hóa trị I và Al có hóa trị III. Lập công thức hóa học của liti nitrua và nhôm nitrua theo quy tắc hóa trị đã được học ở lớp 8.
b] Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng được với một số kim loại hoạt động tạo thành nitrua kim loại.
Hướng dẫn giải
Câu a
Cặp công thức của liti nitrua và nhôm nitrua là LiN3 và Al3N.
→ Đáp án đúng là B.
Câu b
Phương trình hóa học của phản ứng tạo thành liti nitrua và nhôm nitrua khi cho liti và nhôm tác dụng trực tiếp với nitơ:
6Li + N2 → 2Li3N
6Al + N2 → 2Al3N
Ta thấy trong các phản ứng trên nitơ là chất oxi hoá vì
Do vậy trong các phản ứng trên nitơ là chất oxi hoá.
4. Giải bài 4 trang 31 SGK Hóa học 11
Nguyên tố nitơ có số oxi hóa là bao nhiêu trong các hợp chất sau: NO, NO2, NH3, NH4Cl, N2O, N2O3, N2O5, Mg3N2?
Phương pháp giải
Xác định số oxi hóa của nguyên tử nitơ bằng quy tắc sau:
Trong một phân tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố nhân với số nguyên tử của từng nguyên tố bằng 0.
Hướng dẫn giải
Số oxi hóa của nitơ trong các hợp chất lần lượt là:
+2; +4; -3; -3; +1; +3; +5; -3.
5. Giải bài 5 trang 31 SGK Hóa học 11
Cần lấy bao nhiêu lít khí nitơ và khí hiđro để điều chế được 67,2 lít khí amoniac? Biết rằng thể tích của các khí đều được đo trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu suất của phản ứng là 25%.
Phương pháp giải
- Bước 1: Viết phương trình hóa học
- Bước 2: Tính số mol khí hidro và nitơ theo mol khí amoniac.
- Bước 3: Tính thể tích các khí khi hiệu suất 25%.
Hướng dẫn giải
Phương trình hóa học của phản ứng:
3H2 + N2 ⇔ 2NH3
4,5 1,5 3 mol
Với hiệu suất 25%
Thể tích khí nitơ ở đktc là:
\[{V_{{N_2}}} = 1,5.22,4.\frac{{100}}{{25}} = 134,4[l]\]
Thể tích khí hiđro là:
\[{V_{{H_2}}} = 4,5.22,4.\frac{{100}}{{25}} = 403,2[l]\]