Một số hợp chất của nitrogen với oxygen SVIP

I. Các oxide của nitrogen - Hiện tượng mưa acid

1. Nguồn gốc các oxide của nitrogen trong không khí

Khí nitrogen monoxide (NO) được tạo thành trong không khí ở nhiệt độ cao.

\(N_2\left(g\right)+O_2\left(g\right)\overset{3000^oC}{⇌}2NO\left(g\right)\)

Ở điều kiện thường, nitrogen kết hợp với oxygen trong không khí tạo thành nitrogen dioxide (NO₂) màu nâu đỏ.

\(2NO+O_2\rightarrow2NO_2\)

NO_x là khí độc, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và là một trong các nguyên nhân gây mưa acid, sương mù quang hóa, hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozone và hiện tượng phú dưỡng, làm ô nhiễm môi trường.

3. Hiện tượng mưa acid

Mưa acid là hiện tượng nước mưa có pH nhỏ hơn 5,6 chủ yếu do sự oxi hóa khí SO₂ và các khí oxide của nitrogen (NO_x) với xúc tác của các ion kim loại trong khói, bụi,... Các khí này hòa tan trong nước tạo thành dung dịch H₂SO₄ và HNO₃.

Ví dụ:

\(2SO_2+O_2+2H_2O\overset{xt}{\rightarrow}2H_2SO_4\)

\(4NO_2+O_2+H_2O\rightarrow4HNO_3\)

Nguyên nhân gây mưa acid có thể do hoạt động của núi lửa, cháy rừng, sấm sét hoặc do con người tiêu thụ nhiều nhiên liệu tự nhiên như than đá, dầu mỏ,...

Mưa acid gây tác động xấu đối với môi trường, con người và sinh vật. Mưa acid làm thay đổi thành phần nước, ăn mòn các công trình xây dựng, kiến trúc bằng đá và kim loại,...

II. Nitric acid

1. Cấu tạo

Nitric acid tinh khiết kém bền, bị phân hủy một phần giải phóng ra NO₂ ở điều kiện thường khi có ánh sáng. Khí này tan trong dung dịch acid, làm cho dung dịch HNO₃ có màu vàng.

Nitric acid tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm, có khối lượng riêng là 1,53 g/cm³, sôi ở 86 ^oC.

Nitric acid tan trong nước. Nitric acid thương mại thường có nồng độ 68%, khối lượng riêng là 1,40 g/cm³.

2. Tính chất hóa học và một số ứng dụng thực tiễn quan trọng của nitric acid.

Nitric acid là một trong những acid mạnh, phân li hoàn toàn ra H⁺ và NO₃^-. Dung dịch HNO₃ làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với basic oxide, base, muối của acid yếu hơn tạo thành muối nitrate.

\(HNO_3\rightarrow H^++NO_3^-\)

Nitric acid có khả năng ăn mòn kim loại.

Nitric acid có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa đc hầu hết các kim loại trừ vàng, platinum,...

Dung dịch nitric acid 68% được sử dụng để chế tạo thuốc nổ. Ví dụ như trinitrotoluene (TNT); sản xuất nitrobenzene.

Hỗn hợp nitric acid đặc và hydrochloric acid đặc có tỉ lệ thể tích 1 : 3 được gọi là dung dịch nước cường toan. Dung dịch này có khả năng hòa tan platinum và vàng.

III. Hiện tượng phú dưỡng

Phú dưỡng là hiện tượng ao, hồ dư quá nhiều nguyên tố dinh dưỡng (nitrogen, photphorus).

Ao hồ có khả năng tự lọc nước nhờ các vi sinh vật tự nhiên. Các vi sinh vật này có vai trò cân bằng hệ sinh thái ao hồ, sông và tạo ra các dưỡng chất. Các dưỡng chất này không được tiêu thụ gây ra tình trạng dư thừa, dẫn đến hiện tượng phú dưỡng.

Nước thải nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt,... khi không được xử lí theo quy chuẩn nếu thải vào ao, hồ cũng gây ra hiện tượng trên.

Ao hồ bị phú dưỡng làm các loại thực vật dưới nước (rong, tảo,...) phát triển mạnh; làm tăng chất lơ lửng, chất hữu cơ, dẫn đến thiếu nguồn oxygen trầm trọng cho các sinh vật sống dưới nước.

1. Nitrogen oxide được hình thành từ những hiện tượng tự nhiên hoặc các thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao. Các khí này độc, có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Chúng cũng là một trong những nguyên nhân chính gây nên hiệu ứng nhà kính và hiện tượng mưa aicd.

2. Mưa acid tạo thành do lượng khí thải SO₂ và NO₂ từ các quá trình tiêu thụ than đá, dầu mỏ và các nhiên liệu tự nhiên khác trong sản xuất, sinh hoạt của con người. 

3. Nitric acid tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong khí ẩm, có khối lượng riêng là 1,53 g/cm³, sôi ở 86 ^oC. 

- Nitric aicid tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào. Nitric aicd thương mại thường có nồng độ 68%, khối lượng riêng là 1,40 g/cm³.

4. Nitric acid là một aicd mạnh có tính oxi hóa mạnh. Dung dịch nitric acid có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất. 

5. Hiện tượng phú dưỡng xảy ra khi dư thừa chất dinh dưỡng trong môi trường nước như nitrate và phosphate, làm suy giảm chất lượng nước, gây ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống của con người cũng như loài động vật sống dưới nước.