Khí nitơ chiếm tới 4/5 trọng lượng khí quyển Trái đất. Nó được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày, không chỉ trong lĩnh vực phân tích mà còn nhiều lĩnh vực khác như y tế, công nghiệp… Khái niệm khí nitơ là gì, nó có tính chất gì, vai trò và ứng dụng ra sao, cần lưu ý những gì khi sử dụng, hãy cùng tìm hiểu qua bài biết sau.
MỤC LỤC
Khái Niệm Khí Nitơ Là Gì?
Nitơ là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, có ký hiệu hóa học N. Chất này ở vị trí thứ 7, chu kì 2 và nhóm VA trong bảng tuần hoàn. Nitơ kí hiệu là N2 và thường tồn tại ở dạng khí.
Trong khí quyển, nitơ chiếm khoảng 78% và là thành phần tạo nên thành phần của mọi cơ thể sống. Nitơ có mặt trong nhiều hợp chất quan trọng như amino acid, ammonia, acid nitric hay các xyanua. Các nguyên tử nitơ liên kết hóa học cực kỳ bền vững, điều này gây khó khăn cho cả sinh vật và công nghiệp để chuyển hóa N2 thành các hợp chất hóa học hữu dụng, nhưng đồng thời cũng giải phóng một lượng lớn năng lượng hữu ích khi cháy, nổ hoặc phân hủy trở thành khí nitơ.
Cấu tạo phân tử của khí nitơ
Với vị trí thứ 7 trong bảng tuần hoàn hóa học, Nitơ có cấu trúc electron gồm 2 lớp, lớp ngoài cùng vỏ có 5 electron hoạt động. Vì vậy, Nitơ được coi như một phi kim hoạt động mạnh.
Khí nitơ cấu tạo từ 2 nguyên tử N liên kết 3. Khoảng cách của hai nguyên tử này là 109.76 pm.
Hình ảnh cấu tạo phân tử khí nitơ
Cấu tạo của N2 sẽ tạo cho nó tính chất vật lý gì và tính chất hóa học gì, phần “Tính chất của khí nitơ là gì?” sẽ trình bày cụ thể những tính chất này.
Tính chất của khí Nitơ là gì?
Tính chất vật lý
– Khí nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, và có khối lượng phân tử là 28 nên hơi nhẹ hơn không khí, còn gọi là đạm khí.
– N2 ít tan trong nước và hóa lỏng ở nhiệt độ -196oC, đóng băng ở nhiệt độ -210oC.
– Dù là khí nitơ chiếm 4/5 trong khí quyển nhưng khí này lại không có khả năng duy trì sự cháy và sự sống
Tính chất hóa học
– Vì N2 có liên kết 3 ở cấu trúc phân tử nên ở nhiệt độ thường nó được coi là khí trơ vì nó không tác dụng với thành phần hóa học khác.
– Ở nhiệt độ cao hơn, khí nitơ bắt đầu hoạt động và tác động với các thành phần hóa học xung quanh.
– Nitơ vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. Tuy nhiên, tính oxi hóa vẫn là chủ yếu.
Tính Oxi hóa
Nitơ tác dụng với hầu hết các nguyên tố ở nhiệt độ cao, thể hiện tính oxi hóa khi giảm số oxi hóa từ 0 xuống -3 với các xúc tác là khí hidro, nhiệt độ, áp suất. Trừ trường hợp tác dụng với Li, nó có thể tác dụng ở nhiệt độ thường.
Tính khử
Khí nitơ và oxi ở điều kiện có tia lửa điện hoặc nhiệt độ cao 3000oC thì N2 sẽ thể hiện tính khử. Sau khi tạo ra sản phẩm là nitơ monoxit – NO nhờ thay đổi số oxi hóa từ 0 tới +2 thì chất này sẽ bị hóa nâu trong không khí tạo ra NO2.
Nitơ thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
Nitơ oxit là gì? – đây là một nhóm các hợp chất được tạo ra bởi hai nguyên tố N và O. Với các cấu trúc khác nhau thì nitơ oxit cũng sẽ có những tính chất khác nhau và công dụng khác nhau.
N2O là một chất khí gây cười, có hại cho não bộ còn NO2 là thành phần gây ô nhiễm môi trường.
Trên đây đã giới thiệu khái niệm khí nitơ là gì, cũng như các tính chất của nó là gì. Vậy thì trong tự nhiên nó tồn tại ở những dạng gì, ứng dụng trong những lĩnh vực gì?
Trạng Thái Tự Nhiên Và Ứng Dụng Của Khí Nitơ
Trạng thái tự nhiên
Trong tự nhiên, N2 tồn tại ở những dạng gì? Đó là dạng tự do tức khí nitơ, chiếm 78% thể tích không khí. Và dạng hợp chất, như muối với natri (diêm tiêu natri), hay trong thành phần protein, axit nucleic…
Ứng dụng của nitơ là gì?
Ứng dụng của nitơ là gì? Trong cuộc sống, ứng dụng của nitơ ngày càng trở nên phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
N2 có thể được dùng để tổng hợp amoniac, sau đó đưa vào sản xuất ra các loại phân đạm, axit nitric… Hoặc dùng để sản xuất nitơ lỏng.
Vậy khí nitơ được ứng dụng trong những lĩnh vực gì?
Bảo quản thực phẩm: do tính trơ về mặt phản ứng, N2 sẽ giúp ngăn chặn ảnh hưởng oxy hóa rất tốt. Vì vậy, nó thường được sử dụng trong bảo quản thực phẩm.
Luyện kim và chế tác kim loại: trong lĩnh vực này, N2 thường được dùng làm môi trường trơ để hỗ trợ sản xuất.
Bơm lốp ô tô và máy bay: do tính trơ và thiếu các tính chất ẩm, tính oxi hóa thấp nên khí nitơ được sử dụng rất nhiều trong việc bơm lốp ô tô hoặc máy bay.
Phân tích, kiểm nghiệm: khí nitơ thường được dùng để làm khí mang trong sắc ký khí hoặc các thiết bị phân tích TOC…
Y học, công nghệ sinh học: N2 lỏng làm lạnh an toàn mà không gây hại cho thực phẩm, giúp ích cho việc bảo vệ các bộ phận thân thể.
Cũng như bảo đảm cho các tế bào tinh trùng và trứng được bảo quản. Nên N2 lỏng được ứng dụng để bảo quản các mẫu, chế phẩm sinh học
Nitơ lỏng là gì
Nitơ lỏng là gì? Tại nhiệt độ rất thấp, khí nitơ sẽ chuyển trạng thái thành dạng lỏng. Nó được sản xuất ở qui mô công nghiệp bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
N2 lỏng là một chất lỏng trong suốt, không màu, trọng lượng riêng 0,807 g/ml ở điểm sôi của nó và một hằng số điện môi 1.4.
Chính vì N2 hóa lỏng ở nhiệt độ rất thấp (-196oC) nên nó thường được ứng dụng như một chất làm lạnh, bảo quản chế phẩm sinh học.
Nitơ lỏng thường được gọi bằng LN2, viết tắt hoặc “LIN” hoặc “LN”.
Lĩnh vực của bạn là gì? Bạn cần sử dụng N2 dạng khí hay dạng lỏng? Bạn có biết N2 có thể gây ra tác hại gì không và cần lưu ý những điểm gì khi sử dụng nó chưa?
Khí Nitơ Có Độc Không Và Các Lưu Ý An Toàn Khi Sử Dụng
Khí nitơ có độc không?
Khí nitơ chiếm phần lớn trong không khí, chính vì vậy nó vốn dĩ thân thiện với con người. Tuy nhiên, nó sẽ gây nguy hiểm khi tiếp xúc trực tiếp trong thời gian dài, thậm chí có thể gây nguy hiểm tới tính mạng khi không hiểu biết cách sử dụng.
Khí nitơ có thể gây ra các tác hại gì?
– Ngạt khí:
Trong không khí ngoài nitơ vẫn luôn có oxy cho chúng ta hô hấp. Nhưng nếu để nitơ trong không gian kín và chiếm hết chỗ oxy sẽ gây trình trạng bị ngạt.
Thông thường oxy sẽ chiếm khoảng 21% trong không khí, đây là môi trường an toàn cho con người. Nếu lượng oxy dưới 19,5% thì được xem là môi trường thiếu oxy. Trong tình trạng thiếu oxy, hít một hơi N2 có thể gây ra tình trạng chết người.
– Gây nổ thiết bị chứa:
Khi sử dụng N2 chứa trong các bình kín không đảm bảo chất lượng hoặc không biết cách lưu trữ hợp lý, việc gia tăng áp suất đột ngột có thể gây ra hiện tượng nổ.
Ngày nay, N2 được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm, vậy với các tác hại nêu trên, người dùng cần lưu ý những điều gì?
Các lưu ý khi sử dụng N2 để đảm bảo an toàn là gì?
Lựa chọn đơn vị cung cấp uy tín:
Điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng khí bạn sử dụng cũng như tính an toàn trong quá trình sử dụng, bảo quản.
Một số câu hỏi bạn nên xem xét khi lựa chọn đơn vị cung cấp:
Tiêu chuẩn N2 bạn cần sử dụng là gì? Yêu cầu độ tinh khiết bao nhiêu? Áp suất bao nhiêu?
Đơn vị cung cấp đạt những chứng nhận gì? Có chứng nhận an toàn cháy nổ không? Có hướng dẫn gì khi sử dụng, bảo quản, vận chuyển bình chứa không?
Không mở khí trong không gian phòng kín chưa kiểm tra
Khi mở khí nito cần hết sức chú ý, nếu không gian phòng kín, sơ xuất có thể khiến nó bao phủ khắp phòng và gây tình trạng ngạt, thiếu oxy, làm suy hô hấp và tử vong.
Nếu được khi thiết kế phòng thí nghiệm nên chú ý lựa chọn vị trí đặt bình cũng như đường ống dẫn để có thể tránh không gian kín sẽ tốt hơn.
Không để N2 lẫn với các hợp chất dễ phản ứng:
Mặc dù nito khá trơ, tuy nhiên nếu ở điều kiện thích hợp cho phản ứng có thể gây hậu quả xấu, Do đó, hãy tìm hiểu kỹ các điều kiện phản ứng (nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác) để tránh.
Hiểu được nhu cầu khách hàng, đề cao tính an toàn trong vận hành và sử dụng nito, hãng Young In Chromass đã cho ra đời dòng thiết bị tạo khí nito Mistral Evolution N2, nhỏ gọn, độ ồn thấp có thể đặt gần thiết bị phân tích hoặc cách xa đến 30 m.
Thiết bị tạo N2 trực tiếp từ không khí, đã tích hợp sẵn bộ nén khí không dầu bên trong, tạo ra N2 có độ tinh khiết không đổi, lên đến 99.5% do đó cải thiện hiệu suất của thiết bị phân tích – điều này sẽ giúp cải thiện năng suất tổng thể của phòng thí nghiệm.
Sử dụng công nghệ PSA (hấp phụ áp suất) loại bỏ oxy, carbon dioxide và nước khỏi khí nén, dòng nitơ tinh khiết thu được là lý tưởng cho các ứng dụng trong phòng thí nghiệm như GC, LCMS… và các ứng dụng khí trơ khác.
Sử dụng thiết bị không mất thêm chi phí cho việc cung cấp, vận chuyển, lưu trữ và xử lý khí đốt. Nito tinh khiết được sản xuất tại phòng thí nghiệm ở áp suất thấp và nhiệt độ môi trường, đây là một ưu điểm rất lớn so với các chai khí áp suất cao hoặc nito lỏng.
Trên đây đã làm rõ khái niệm N2 là gì, các ứng dụng của nó là gì và cần lưu ý những gì khi sử dụng nitơ. Mong là bài viết sẽ đem lại các thông tin hữu ích cho bạn, nếu bạn cần tư vấn về thiết bị tạo N2 của hãng Young In Chromass, hãy liên hệ chúng tôi hoặc truy cập vào link để có thêm thông tin chi tiết.
| CÔNG TY TNHH BETA TECHNOLOGY
Số nhà 17, Đường số 12, Khu dân cư Cityland Park Hills, Phường 10, Quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh 0286 2727 095 – 0286 2761 581 0903 042 747 – Mr. Trung sales@betatechco.com https://betatechco.com/ – https://thinghiemxangdau.vn/ – https://thietbihoanghiem.com/ |
