Hợp chất với Oxygen của Nitrogen

Các oxide của nitrogen bao gồm

Phân tử	Tên là	Số oxi hóa của N	Trạng thái
N2O Khí cười	dinitrogen monoxide	+1	khí không màu
NO	nitrogen monoxide	+2	khí không màu
N2O3	dinitrogen trioxide	+3	rắn-lỏng màu xanh da trời đậm ở t0<210C; chuyển thành khí ở t0 cao hơn
NO2	nitrogen dioxide	+4	khí màu nâu đỏ
N2O5	dinitrogen pentoxide	+5	tinh thể không màu

1. N₂O – dinitrogen monoxide – khí cười

N₂O không được nói đến trong SGK; nhưng hiện nay, việc lạm dụng N₂O làm “khí cười” đang là model ưa thích của giới trẻ.

Ở nhiệt độ phòng, N₂O là chất khí không màu, không cháy, có mùi vị hơi ngọt dễ chịu. Khí N₂O được nén thành N₂O lỏng trong các bình thép chịu áp suất cao.

Hai mặt của cách dùng N₂O

N₂O₅ được sử dụng trong phẫu thuật và nha khoa (chỉ các thủ thuật y tế nhỏ) vì tác dụng an thần, gây mê và giảm đau.

Nó được gọi là “khí gây cười” do tác dụng hưng phấn (say hoặc phê) khi hít phải nó, một đặc tính đã dẫn đến việc lạm dụng N₂O như một loại thuốc hít để giải trí. Dân chơi có thể hít khí N₂O trực tiếp từ bình thép nhỏ hoặc từ bong bóng (người bán bơm khí N₂O vào các quả bong bóng để bán).

• N₂O gây ra sự phân ly tâm trí khỏi cơ thể (cảm giác lơ lửng), nhận thức sai lệch và trong một số trường hợp hiếm gặp là ảo giác thị giác. Cảm giác bồng bềnh hoặc hưng phấn trong một khoảng thời gian ngắn. Cười không kiểm soát, lú lẫn, chóng mặt và choáng váng, thấy mệt mỏi hoặc yếu đuối bất thường, đột tử.
• Nếu hít phải một lượng lớn N₂O có thể: tụt huyết áp, ngất xỉu, đau tim; có thể tử vong nếu bạn không nhận đủ O₂ (tình trạng này được gọi là tình trạng thiếu oxygen).
• Tiếp xúc kéo dài với N₂O có thể dẫn đến: mất trí nhớ, tổn thương não và thần kinh, ù tai, không kiểm soát được hành vi, tê ở tay hoặc chân, co thắt chân tay, dị tật bẩm sinh tiềm ẩn (nếu hít trong thời gian mang thai), hệ thống miễn dịch suy yếu, trầm cảm, rối loạn tâm thần.

Một hậu quả việc lạm dụng khí cười

Bé hãy xem video dưới đây để sợ mà đừng thử khí cười – dù chỉ 1 lần nha bé.

Một bà mẹ trẻ không thể đi lại sau khi hít phải Nitrous Oxide đã chính thức lên tiếng lần đầu tiên kể từ khi rời đi bệnh viện.

Olivia Golding được đưa đến Bệnh viện Southmead của Bristol bốn tuần trước; sau khi tỉnh dậy và nhận ra mình không thể cử động. Và các bác sĩ đã nói với cô rằng do hít phải loại khí chết người – được gọi là NOS. Cô đã bị tổn thương phần trên cùng của tủy sống và KHÔNG BAO GIỜ có thể đi lại bình thường được nữa.

Cô gái 24 tuổi cho biết việc sử dụng loại khí này đã hủy hoại cuộc đời cô; và đưa ra lời cảnh báo nghiêm khắc cho những người đang cân nhắc việc hít NOS là ‘hãy nghĩ đến gia đình’.

Cô ấy nói: “Nếu có ai đó đang cân nhắc dùng loại thuốc này, xin hãy nghĩ đến gia đình của bạn.

(Lời giới thiệu của video này trên YouTube)

---

2. NO và NO₂

NO, NO₂ do con người tổng hợp

Con người tổng hợp NO, NO₂ và cả acid HNO₃ từ khí NH₃ và O₂. Các phản ứng viết là:

4NH₃ + 5O₂ —^{nhiệt, xt}→ 4NO + 6H₂O

2NO + O₂ → 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

NO, NO₂ tạo thành trong tự nhiên và từ hoạt động của con người

N₂ và O₂ trong khí quyển khi ở t⁰ cao, phản ứng với nhau tạo NO không màu:

Phản ứng này cần nhiệt độ cao quá, con người không thể thực hiện trong công nghiệp. Mà chỉ xảy ra trong tự nhiên khi có sấm chớp – bởi vì lúc đó t⁰ tia sét rất khủng khiếp (>50 000⁰C), N₂ và O₂ trong khí quyển lúc này mới được cung cấp đủ năng lượng để phản ứng tạo NO (trong điều kiện bình thường, các phân tử N₂ và O₂ không phản ứng; điều này giúp duy trì lượng khí O₂ cho chúng mình sống). Phản ứng tạo NO trên cũng xảy ra trong thiết bị hoạt động tạo t⁰ cao (động cơ đốt trong).

NO tiếp tục phản ứng với O₂ ngay ở t⁰ thường tạo NO₂ màu nâu đỏ.

2NO (g) + O₂ (g) → 2NO₂ (s)

NO và NO₂ cũng được thải vào khí quyển khi: núi lửa hoạt động, cháy rừng, con người sử dụng nhiên liêu hóa thạch (than đá, dầu mỏ, xăng dầu). Trong các trường hợp này; ngoài NO, NO₂ còn có sự hình thành khí SO₂; trong đó việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch là phát thải NO, NO₂, SO₂ nhiều nhất!.

---

3. Cơn mưa acid

Mưa acid tạo thành từ đâu? ⛈

Nước mưa bình thường có tính axit yếu với nồng độ ion H⁺ = 10^-5,6 mol/lit; hay độ pH = 5,6. Tính acid yếu của nước mưa gây ra do khí CO₂ trong khí quyển phản ứng với hơi H₂O tạo nên acid yếu H₂CO₃.

Gọi là mưa acid nếu trong nước mưa, nồng độ ion H⁺ > 10^-5,6 mol/lit; hay nói cách khác là pH < 5,6. Các nghiên cứu thấy mưa axit thường có độ pH từ 4,2 đến 4,4.

Ở phần trên mình đã thấy… trong tự nhiên có sự hình thành khí NO₂, SO₂. Các khí này tiếp tục phản ứng với O₂ và hơi nước có trong khí quyển tạo acid HNO₃ và acid H₂SO₄:

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

2SO₂ + O₂ + 2H₂O —^xt→ 2H₂SO₄

Bạn gió🌪 phát tán các hạt axit này trong bầu khí quyển đi xa hàng trăm dặm. Khi mưa, acid HNO₃ và H₂SO₄ hòa theo nước mưa (nên pH của nước mưa thay đổi-có tính acid) rơi xuống trái đất, thấm vào các công trình xây dựng, tượng đài …, chui vào đất, chảy xuống ao hồ sông; hai acid này cũng bị giam giữ lại trong các khối tuyết ở vùng khí hậu lạnh.

Mặt hại của mưa acid 🙅‍♀️

Acid HNO₃, H₂SO₄ sẽ bào mòn hủy hoại từ từ các công trình, gây hại cho con người, gây hại cho động thực vật, vi sinh vật trong môi trường đất, nước.

• Các công trình làm từ đá (trong thành phần có CaCO₃) như công trình lịch sử, tượng, tác phẩm điêu khắc; làm từ kim loại (nhà, cầu, tháp, …) sẽ phản ứng với acid HNO₃, H₂SO₄ biến thành thành muối nitrate, sulfate tan; … chúng từ từ bị vỡ vụn ra (ta nói bị mài mòn hoặc bị ăn mòn) nên bị phá hủy.
• Đất, ao, hồ, sông suối, biển bình thường (độ acid thấp-pH cao) bây giờ chứa thêm acid HNO₃, H₂SO₄ (độ acid cao-pH thấp) nên bị “acid hóa”. Hậu quả gây thiệt hại cho động thực vật trên cạn và dưới nước. Chẳng hạn một số loài cá, cây sẽ chết hoặc gặp vấn đề về phát triển; một số động vật và thực vật thủy sinh giảm sút khi nước có tính axit cao.
• Da chúng ta phù hợp với trị pH = 5,5. Vậy nếu da tiếp xúc với mưa acid, sẽ có thẻ bị dị ứng (mẩn ngứa, nổi mề đay, …) ảnh hưởng thẩm mỹ, sức khỏe và tốn tiền điều trị. Nếu hít phải hơi có chứa các giọt acid HNO₃, H₂SO₄ sẽ gây các bệnh đường hô hấp.

Mưa acid bào mòn đền Taj Mahal 🙆‍♀️

Đền Taj Mahal tại Agra-Ấn Độ (một trong 7 kỳ quan thế giới) bị ảnh hưởng nặng nề bởi mưa axit. Thành phố Agra có nhiều ngành công nghiệp, thải ra lượng lớn oxide của lưu huỳnh và nitơ vào khí quyển. Người dân sử dụng than, củi chất lượng thấp làm nhiên liệu sinh hoạt, nên lượng oxide lại càng tăng thêm. Mưa axit phản ứng với đá cẩm thạch của đền (thành phần có CaCO₃) theo phương trình:

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂

CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂

Sự tạo thành muối nitrate, sulfate làm di tích xinh đẹp này bị bào mòn dần.

Mưa acid ăn mòn tượng Nữ thần Tự do

Tượng Nữ thần Tự do làm bằng kim loại đồng (Cu). Hiện cũng đã bị hư hại do tác động tích tụ của mưa axit; quá trình oxy hóa Cu bởi acid HNO₃ hơn 30 năm khiến tượng chuyển thành màu xanh lam (màu của muối Cu²⁺); phương trình:

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Làm thế nào để ngăn chặn mưa axit?

Cách duy nhất để ngăn chặn mưa axit là giảm lượng khí thải NO₂, SO₂ gây ra mưa axit . Điều này liên quan đến việc tăng sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong lĩnh vực công nghiệp và ô tô cũng như trong cuộc sống hàng ngày.

---

4. “Cơn mưa lao xao” mộng mơ của nhạc sỹ

Bỏ qua cơn mưa acid rơi vào mi mắt, gây ngứa đỏ mắt; “Cơn mưa lao xao” của nhạc sĩ lãng mạn, tình tứ và mộng mơ… Có lẽ là cơn mưa của một thời ít acid.

… 🌳🍎🍋🍒🫐🐦🍀🌿🐿

---

5. Liên kết nhanh

Đọc thêm về Quy trình Haber-Bosch tại đây.

Đọc thêm các bài viết của Hóa lớp 11 tại đây.

Viết bởi Đỗ Trọng Toan từ W3chem.com

Mình là người tự thực hiện toàn bộ dự án này – bao gồm xây dựng trang web, viết nội dung, tìm tài liệu tham khảo, trả lời câu hỏi bạn gởi về. Vui lòng xem xét QUYÊN GÓP để hỗ trợ W3chem CHỈ BẰNG CÁCH CHIA SẺ BÀI VIẾT NÀY LÊN MẠNG XÃ HỘI; bởi vì trong tương lai, bạn sẽ cho mình nhiều thời gian để làm việc trên W3chem, cũng có nghĩa bạn nhận thêm nhiều nội dung mới nhanh hơn tại đây.😍 🥰 😘

Mình cảm ơn bạn rất nhiều ⤵