Thông Số Kỹ Thuật
| Khối lượng mol: | 28.014 g/mol |
| Phân tử khối: | 28.014 |
| Số CAS: | 7727-37-9 |
| Trạng thái: | Khí |
| Màu sắc: | Không màu |
| Tính tan: | Rất ít tan trong nước, tan tốt hơn trong một số dung môi hữu cơ. |
| Độ tan: | 0.019 g/L ở 20 °C |
| Độ pH: | Không có |
| Oxi hóa - Khử: | Nitơ có số oxi hóa từ -3 đến +5. Trong phân tử N₂ (số oxi hóa 0), nitơ có thể thể hiện cả tính oxi hóa (khi phản ứng với kim loại, H₂) và tính khử (khi phản ứng với O₂). Tính trơ ở nhiệt độ thường là do liên kết ba N≡N rất bền. |
| Nhiệt độ sôi: | -195.8 °C |
| Nhiệt nóng chảy: | -210.0 °C |
| Tỷ trọng: | 1.251 g/L (khí, ở 0 °C, 1 atm) |
Máy tính nhanh
* Tự động tính dựa trên 28.014 g/mol
Đặc tính & Ứng dụng
- Trong công nghiệp: Là thành phần chính để sản xuất amoniac (NH₃), axit nitric (HNO₃), phân bón (urê, đạm nitrat). Dùng làm môi trường trơ để ngăn chặn quá trình oxi hóa hoặc cháy nổ trong các quy trình hóa học, sản xuất điện tử, đóng gói thực phẩm.
- Trong y tế: Nitơ lỏng được sử dụng để bảo quản mẫu sinh học (tế bào, tinh trùng, trứng), trong phẫu thuật lạnh (cryosurgery) để phá hủy các mô bất thường (ví dụ: mụn cóc).
- Trong thực phẩm: Dùng để đóng gói thực phẩm (khí quyển điều chỉnh) nhằm kéo dài thời gian bảo quản, ngăn chặn sự ôi thiu do oxi.
- Trong nghiên cứu khoa học: Tạo môi trường lạnh sâu (nitơ lỏng ở -196 °C) cho các thí nghiệm vật lý và hóa học.
- Trong ô tô: Bơm lốp xe giúp giữ áp suất ổn định hơn và giảm sự ăn mòn.
Phương pháp điều chế
- Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn không khí lỏng (phương pháp phổ biến nhất). Không khí được làm lạnh đến -200 °C, sau đó nitơ bay hơi trước oxi.
- Trong phòng thí nghiệm: Nhiệt phân muối amoni nitrit hoặc hỗn hợp muối amoni clorua và natri nitrit:
NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O
NH₄Cl + NaNO₂ → NaCl + N₂ + 2H₂O
Tính chất Hóa học
Tác dụng với:
- Hiđro (H₂): N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (Điều kiện: T°, P, xúc tác Fe)
- Oxi (O₂): N₂ + O₂ → 2NO (Điều kiện: Tia lửa điện hoặc nhiệt độ rất cao ~3000 °C)
- Kim loại kiềm, kiềm thổ (ví dụ Liti (Li)): 6Li + N₂ → 2Li₃N (Liti nitrua, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)
Không phản ứng:
Phần lớn các chất ở điều kiện thường do liên kết ba N≡N rất bền, làm cho N₂ kém hoạt động hóa học.
Chuỗi chuyển hóa
N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ → NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O
Hiện tượng thực tế
- Bơm lốp xe bằng khí nitơ giúp lốp mát hơn và giữ áp suất ổn định hơn so với không khí thường.
- Nitơ lỏng được dùng để làm đông lạnh nhanh thực phẩm hoặc làm kem ngay lập tức.
Bài tập vận dụng
Trong công nghiệp, người ta sản xuất amoniac (NH₃) từ nitơ (N₂) và hiđro (H₂). Giả sử hiệu suất phản ứng là 25%. Để sản xuất 170 kg amoniac, cần bao nhiêu lít nitơ (ở đktc)?
- Lời giải vắn tắt:
Phương trình phản ứng: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃
Khối lượng mol NH₃ = 17 g/mol.
Số mol NH₃ thực tế = 170 kg / 17 g/mol = 10000 mol.
Do hiệu suất 25%, số mol NH₃ lý thuyết cần tạo ra để đạt 10000 mol thực tế = 10000 / 0.25 = 40000 mol.
Từ phương trình, cứ 1 mol N₂ tạo ra 2 mol NH₃.
Vậy số mol N₂ cần = 40000 / 2 = 20000 mol.
Thể tích N₂ cần (đktc) = 20000 mol * 22.4 L/mol = 448000 L.
Mẹo nhớ nhanh: Nitơ khí 'lạnh lùng' trơ, khó tác, chiếm bầu trời. Phân bón, lạnh sâu, bảo quản tươi, giúp vạn vật sống, đừng quên mời!
Cảnh báo & An toàn
Nguy hiểm: Nitơ là khí trơ, không độc. Tuy nhiên, nitơ lỏng có thể gây bỏng lạnh nghiêm trọng khi tiếp xúc trực tiếp với da. Khi nồng độ khí nitơ trong không khí quá cao (do rò rỉ), nó có thể làm giảm nồng độ oxi, dẫn đến ngạt thở mà không có dấu hiệu cảnh báo (môi trường thiếu oxi). Cần thông gió tốt khi làm việc với nitơ và nitơ lỏng.
Độc tính: Nitơ không độc. Nguy hiểm chính là ngạt thở do làm giảm nồng độ oxi trong không khí. Hít thở trong môi trường thiếu oxi có thể gây chóng mặt, buồn nôn, mất ý thức và tử vong.
Sơ cứu: Đưa nạn nhân ra khỏi khu vực nhiễm nitơ đến nơi thoáng khí ngay lập tức. Nếu ngừng thở, thực hiện hô hấp nhân tạo và gọi cấp cứu y tế.
Sơ cứu: Đưa nạn nhân ra khỏi khu vực nhiễm nitơ đến nơi thoáng khí ngay lập tức. Nếu ngừng thở, thực hiện hô hấp nhân tạo và gọi cấp cứu y tế.
Thu Thủy
Cử nhân Hóa học Đại học Khoa học Tự nhiên. Có 5 năm kinh nghiệm giảng dạy và số hóa tài liệu giáo dục môn Hóa học.
Cập nhật: 07/08/2026
Đã kiểm duyệt chuyên môn
Miễn trừ trách nhiệm (Disclaimer): Toàn bộ thông số hóa học, điều kiện phản ứng và hiện tượng được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu danh pháp IUPAC và sách giáo khoa Hóa học chuẩn. Dữ liệu mang tính chất tham khảo phục vụ học thuật. Chúng tôi khuyến cáo người dùng không tự ý thực hành các phản ứng sinh nhiệt, tạo khí độc hoặc chất nổ tại nhà khi không có thiết bị bảo hộ và sự giám sát của chuyên gia.