Nitrogen – Những điều bạn nên biết

Số nguyên tử: 7

Trọng lượng nguyên tử: 14,006

Kí hiệu nguyên tử: N

Điểm nóng chảy: - 210 ^oC

Điểm sôi: - 195,79 ^oC

Nguồn gốc tên gọi: Nitrogen là một kết hợp của từ Hi Lạp nitron, nghĩa là soda tự nhiên, và genes, nghĩa là tạo ra. Nó còn có xuất xứ Latin là nitrum.

Khám phá: Nhà hóa học và bác sĩ Daniel Rutherford đã khám phá ra nitrogen vào năm 1772 khi ông loại oxygen và carbon dioxide ra khỏi không khí và chứng minh rằng chất khí còn lại sẽ không dung dưỡng sinh vật sống hoặc sự cháy. Những nhà khoa học khác, trong đó có Carl Wilhelm Scheele và Joseph Priestly, lúc ấy cũng đang nghiên cứu vấn đề tương tự, họ gọi nó là “không khí khê”, hay không khí không có oxygen.

Các tính chất của nitrogen

Vì nitrogen là một thành phần của mọi protein, nên nó cần thiết cho sự sống. Nitrogen được tìm thấy trong mọi hệ sống dưới dạng một thành phần của những hợp chất sinh học.

Tại điểm sôi của nó, nitrogen trông tựa như nước, vì nó không màu và không mùi. Nó thường được xem là một nguyên tố trơ.

Khi một dung dịch nước của ammonium nitrite bị nung nóng, nó tạo ra khí nitrogen.

Nitrogen lỏng sôi ở nhiệt độ phòng. Ảnh: David Monniaux

Sodium nitrate và potassium nitrate hình thành khi vật liệu hữu cơ chứa hợp chất của những kim loại này phân li. Những hợp chất nitrogen vô cơ khác bao gồm acid nitric, ammonia, các oxide và cyanide.

Các nguồn nitrogen

Các hợp chất nitrogen được tìm thấy trong thực phẩm, vật liệu hữu cơ, phân bón, thuốc nổ và chất độc.

Chất khí nitrogen chiếm 78,1% thể tích khí quyển của Trái đất, khí quyển sao Hỏa có 2,6% nitrogen. Có thể thu được chất khí nitrogen bằng cách hóa lỏng và chưng cất phân đoạn, có một nguồn cung nitrogen vô tận trong khí quyển của chúng ta.

Chu trình nitrogen là một trong những quá trình tự nhiên thiết yếu nhất để duy trì sự sống. Trong khi chất khí nitrogen tương đối trơ, thì các vi khuẩn có trong đất biết khai thác một phương pháp sản sinh nitrogen để cây xanh tăng trưởng. Động vật ăn thực vật tích hợp nitrogen vào hệ sống của chúng, và chu trình khép kín khi những vi khuẩn khác biến đổi các hợp chất thải nitrogen trở lại thành khí nitrogen.

Công dụng của nitrogen

Ammonia là hợp chất thương mại quan trọng nhất của nitrogen. Khí thiên nhiên (methane) được cho phản ứng với hơi nước để tạo ra carbon dioxide và khí hydrogen trong một quá trình hai giai đoạn. Chất khí hydrogen và nitrogen kết hợp với nhau trong một phương pháp gọi là quá trình Haber để sản sinh ammonia. Chất khí không màu với mùi ngửi hăng hắc này dễ dàng được hóa lỏng.

Ammonia thường là hợp chất khởi đầu cho nhiều hợp chất nitrogen khác, và còn được dùng trong sản xuất urea, chất dùng làm phân bón, trong ngành công nghiệp plastic, và trong ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi.

Vì nitrogen sôi ở - 195,8^oC nên nó thường được sử dụng trong kĩ thuật làm lạnh. Khi ở trạng thái lỏng của nó, nitrogen thường được chứa trong những cái bình nhiệt lớn gọi là “dewar”.

Nguồn: Los Alamos National Laboratory