BÀI 6: MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN VỚI OXYGEN

I. CÁC OXIDE CỦA NITROGEN

1. Công thức, tên gọi

- Oxide của nitrogen được kí hiệu chung là NO_x

- Hợp chất NO_x có trong không khí:

2. Nguồn gốc phát sinh NO_x trong không khí

Bảng 6.1. Nguyên nhân hình thành NO_x trong không khí

3. Mưa acid

- Mưa acid là hiện tượng khi nước mưa có pH nhỏ hơn 5,6

- Tác nhân chính gây mưa acid là SO₂ và NO_x:

2SO₂ + O₂ + 2H₂O 2H₂SO₄

4NO₂ + O₂ + 2H₂O 4HNO₃

- Mưa acid ảnh hưởng đến sinh vật, ăn mòn các công trình xây dựng, kiến trúc bằng đá và kim loại,...

- Một số giải pháp nhằm giảm thiểu nguy cơ gây mưa acid:

• Xử lí khí thải các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu,... trước khi thải ra môi trường

• Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo

• Kiểm soát chất lượng các phương tiện giao thông có động cơ.

II. NITRIC ACID

1. Cấu tạo

Hình 6.1. Công thức Lewis (a) và công thức cấu tạo (b) của nitric acid

Đặc điểm cấu tạo của phân tử nitric acid:

- Nguyên tử N có số oxi hóa +5, là số oxi hóa cao nhất của nitrogen

- Liên kết O – H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxygen

- Liên kết N ⟶ O là liên kết cho – nhận

- Phân tử nitric acid có liên kết O – H phân cực mạnh ⟹ có khả năng phân li trong nước thành các ion ⟹ dễ tan

- Liên kết O – H phân cực mạnh ⟹ dễ cho proton ⟹ tính acid mạnh

- Nguyên tử N có số oxi hóa + 5 là số oxi hóa cao nhất ⟹ có khả năng nhận electron ⟹ thể hiện tính oxi hóa. Phân tử HNO₃ có liên kết cho – nhận kém bền ⟹ khả năng hoạt động hóa học mạnh ⟹ tính oxi hóa mạnh

2. Tính chất vật lí

Nitric acid tinh khiết là chất lỏng, không màu, bốc khói trong không khí ẩm và tan vô hạn trong nước

3. Tính chất hóa học

a) Tính acid

Nitric acid có khả năng cho proton, thể hiện tính chất của một acid Br∅nsted – Lowry.

NH₃ + HNO₃⟶ NH₄NO₃

b) Tính oxi hóa

Nitric acid có khả năng nhận electron, thể hiện tính oxi hóa mạnh

4. Ứng dụng nổi bật của nitric acid đặc

- Sản xuất thuốc nổ trinitrotoluene (TNT), nitroglycerin và thuốc súng không khói cellulose trinitrate.

- Tạo nước cường toan – aqua regia:

Au + HNO₃ + 3HCl AuCl₃ + NO + 2H₂O

HNO₃ H⁺ + NO3-

NaOH + HNO₃ NaNO₃ + H₂O

CaCO₃ + 2HNO₃ Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

III. HIỆN TƯỢNG PHÚ DƯỠNG

- Nguyên nhân của hiện tượng phú dưỡng là do sự dư thừa dinh dưỡng đã cung cấp nguồn thức ăn dồi dào cho sinh vật phù du phát triển rất mạnh

- Hệ quả:

+ Gây cản trở sự hấp thụ ánh sáng mặt trời vào nước, làm giảm sự quang hợp của thực vật thủy sinh

+ Rong, tảo phát triển mạnh gây thiếu nguồn oxygen trầm trọng cho các loài khác (đặc biệt là tôm, cá)

+ Gây mất cân bằng sinh thái

+ Xác rong, tảo phân hủy gây ô nhiễm môi trường nước, không khí và tạo chất bùn lắng xuống lòng ao, hồ.

- Các biện pháp nhằm hạn chế hiện tượng phú dưỡng ở ao, hồ: đắp cao bờ, ngăn chặn các đường dẫn nước thải vào ao, chống chảy tràn khi mưa lũ, cho thức ăn chăn nuôi đủ nhu cầu của vật nuôi.

- Đề xuất cách cải tạo ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng: nạo, vét bùn, xác thực vật và tảo có trong ao