Khí Nitơ – Ứng Dụng Chính Của Khí Nitơ Trong Công Nghiệp

Khí Nitơ – Chìa khóa mở ra thế giới công nghiệp đầy tiềm năng! Từ ngành thực phẩm đến điện tử, in ấn đến y tế, khí Nitơ có vai trò không thể thiếu trong quá trình sản xuất. Cùng hoccungthukhoa.vn tìm hiểu các Ứng Dụng Chính Của Khí Nitơ Trong Công Nghiệp, để khám phá những bí mật tạo nên sự phát triển vượt bậc trong công nghiệp!

Tổng quan về khí Nitơ – Khí N2 là khí gì?

Khí Nitơ (N2) – một trong những yếu tố quan trọng nhất trong ngành công nghiệp hiện đại. Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi, khí Nitơ là gì và tại sao nó lại quan trọng đến vậy?

Bạn đang xem: Khí Nitơ – Ứng Dụng Chính Của Khí Nitơ Trong Công Nghiệp

Đầu tiên, hãy tiến hành một cái nhìn tổng quan về khí Nitơ. N2 là một loại khí mà chúng ta thường thấy không thể thở được. Nó tồn tại khắp mọi nơi xung quanh chúng ta, chiếm khoảng 78% trong không khí mà chúng ta hít thở hàng ngày. Khí Nitơ không có màu sắc và mùi, điều này khiến nó trở nên khó nhận biết và dễ để truyền dẫn.  Theo thống kê chúng tôi có được từ năm 2021, mức lượng khí Nitơ trong không khí đã đạt đến 0,78%, gấp đôi so với các hợp chất khác. Điều này cho thấy tầm quan trọng của khí Nitơ trong môi trường xung quanh chúng ta.

Ở điều kiện tự nhiên, khí Nitơ tồn tại dưới dạng khí không màu, không mùi, không vị và tương đối bất hoạt. Chỉ có Lithium là ngoại lệ khi không phản ứng với bất kỳ chất gì ở nhiệt độ phòng.

Khí Nitơ nguyên thủy được gọi là đạm Nitơ và không gây hại cho sức khỏe con người. Nó cũng là một thành phần quan trọng trong cấu trúc của vật chất tự nhiên và tế bào sống.

Khí Nitơ là một loại khí không cháy và có tính trơ cao. Ban đầu, nó được xem là một loại khí không thể tham gia vào các phản ứng hóa học. Tuy nhiên, các nhà khoa học sau đó đã phát hiện ra rằng trong tự nhiên, khí N2 có thể tham gia vào các quá trình chuyển hóa hóa học, mặc dù với tốc độ chậm và kết quả là tạo ra các hợp chất.

Khí Nitơ rất dễ bay hơi, do đó chúng ta có thể sản xuất khí Nitơ bằng cách làm nóng Nitơ lỏng. Sau đó, khí Nitơ này được lưu trữ trong các bình chứa đặc biệt. Trong quá trình vận chuyển, cần giữ lạnh khí Nitơ để tránh tình trạng bay hơi.

Với sự phát triển của công nghiệp hóa chất, khí Nitơ thường được chuyển đổi thành hợp chất Amoniac, sau đó chuyển đổi tiếp thành các hợp chất khác như thuốc nổ, phân bón và axit nitric.

Tính chất đặc trưng của khí Nitơ

1. Nitơ là chất oxi hóa

– Khi phản ứng với kim loại, Nitơ tạo thành muối Nitrat.

+ Ở nhiệt độ phòng, Nitơ chỉ phản ứng với Lithium:

6Li + N2 → 2Li3N

+ Ở nhiệt độ cao, Nitơ phản ứng với nhiều kim loại khác nhau như Magie, Canxi, Nhôm,…

2Al + N2 → 2AlN

– Nitơ phản ứng với khí Hidro để tạo thành Amoniac. Phản ứng thuận nghịch xảy ra ở nhiệt độ trên 400 độ C và áp suất cao, có chất xúc tác là Sắt.

Xem thêm : Coa Là Gì? Đơn Giản Và Chi Tiết Ý Nghĩa Và Mục Đích Sử Dụng

N2 + 3H2 ↔ 2NH3

2. Nitơ là chất khử

– Nitơ phản ứng với Oxi ở nhiệt độ 3000 độ C hoặc trong lò hồ quang điện.

N2 + O2 ↔ 2NO

– Khí Nitơ màu không qua chất kích thích sẽ chuyển sang màu nâu khi tiếp xúc với Oxi.

2NO + O2 → 2NO2

Cách sản xuất khí Nitơ?

1. Trong công nghiệp

Trong lĩnh vực điều chế nitơ trong công nghiệp, khí Nitơ được sản xuất bằng cách chưng cất phân đoạn khí không khí lỏng. Không khí sau khi đã loại bỏ CO2 và hơi nước sẽ được lỏng ở áp suất cao và nhiệt độ thấp. Bằng cách tăng dần nhiệt độ của không khí lỏng lên -196 độ C, khi điều chế n2 trong công nghiệp sẽ bắt đầu sôi và tách ra từ khí Oxi do Oxi có nhiệt độ sôi cao hơn (-183 độ C). Sau đó, khí nito công nghiệp được nén và vận chuyển trong các bình thép, đạt áp suất là 150 atm.

2. Trong phòng thí nghiệm

Trong các phòng thí nghiệm, ta có thể tạo ra một lượng nhỏ khí Nitơ tinh khiết bằng cách nhẹ nhàng đun nóng dung dịch muối Amoniac nitrit.

NH4NO2 → N2 + 2H2O

Ngoài ra, chúng ta cũng có thể sử dụng dung dịch muối Natri nitrit và muối Amoniac clorua để thay thế dung dịch muối Amoniac nitrit không ổn định.

NH4Cl + NaNO2 → N2 + NaCl + 2H2O

Ứng dụng chính của khí nitơ trong công nghiệp

Chính xác, có nhiều ứng dụng của nitơ quan trọng trong các ngành công nghiệp. Dưới đây là một số ví dụ:

– Trong ngành thực phẩm

Khí Nitơ được sử dụng để bảo quản và bảo vệ sản phẩm thực phẩm khỏi sự oxy hóa, cải thiện tuổi thọ và chất lượng của thực phẩm. Nó cũng được sử dụng để tạo không gian hậu trong quá trình đóng gói, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và duy trì độ tươi ngon của sản phẩm.

– Trong ngành điện tử

Khí Nitơ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và làm sạch các linh kiện điện tử. Nó giúp ngăn chặn sự oxi hóa và phản ứng với các chất khác, đảm bảo sự an toàn và độ tin cậy của các linh kiện điện tử.

– Trong ngành in ấn

Khí Nitơ được sử dụng để chống dập mực và ngăn chặn sự oxi hóa trong quá trình in ấn. Nó cũng giúp tạo ra môi trường không có oxy, đảm bảo chất lượng và độ bền của các sản phẩm in.

– Trong ngành y tế

Xem thêm : Thủy Tinh Lỏng Là Gì? – Khám Phá Bí Ẩn Vật Liệu Độc Đáo Này!

Khí Nitơ được sử dụng trong quá trình làm lạnh và bảo quản mẫu mô học trong phòng thí nghiệm. Nó cũng có vai trò quan trọng trong quá trình phân tách các hợp chất và sản xuất các chất hoá học y tế.

– Trong ngành ô tô

Khí Nitơ được sử dụng trong lốp xe để tăng áp suất và cung cấp sự bền vững. Nó giúp tăng hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của lốp, đảm bảo an toàn và tiết kiệm nhiên liệu.

Như vậy, khí Nitơ có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp khác nhau, đóng góp vào sự phát triển và tiến bộ của ngành sản xuất hiện đại. 

• Tôi đã trải qua một trải nghiệm thực tế với khí Nitơ trong ngành thực phẩm. Khi làm việc tại một nhà máy sản xuất thực phẩm, tôi đã thấy rõ hiệu quả của việc sử dụng khí Nitơ trong quá trình bảo quản thực phẩm. Sản phẩm được bảo quản trong không gian giàu Nitơ không chỉ có tuổi thọ kéo dài mà còn giữ được độ tươi ngon và chất lượng ban đầu. Điều này thực sự cho thấy sự khác biệt mà khí Nitơ có thể mang lại cho công nghiệp thực phẩm và các ngành công nghiệp khác.

Các tác hại có thể gây ra bởi khí Nitơ

1. Gây cháy nổ

Vì nhiệt độ sôi của Oxy cao hơn so với Nitơ, Oxy có thể ngưng tụ từ không khí vào Nitơ lỏng. Oxy lỏng có khả năng phản ứng mạnh mẽ với các hợp chất hữu cơ gây cháy nổ.

2. Có thể phát nổ các thiết bị chứa khí Nitơ

Trong trường hợp khí Nitơ lỏng được lưu trữ trong một không gian kín, nếu có hiện tượng hóa hơi xảy ra đột ngột do tăng áp suất, nó có thể gây ra phản ứng nổ. Đã xảy ra một số vụ tai nạn nổ liên quan đến khí Nitơ trong một phòng thí nghiệm, gây tử vong cho một nhân viên. Nguyên nhân là vì người này vô tình làm Nitơ lỏng tràn vào ống thoát nước.

3. Gây bỏng

Với nhiệt độ khoảng -196 độ C của Nitơ lỏng, khi tiếp xúc với da, nó gây bỏng lạnh cho nạn nhân. Nếu tiếp xúc kéo dài, có thể gây tổn thương hoặc nguy cơ tử vong. Đây cũng là loại tai nạn thường gặp nhất trong các nhà máy sản xuất Nitơ lỏng. Có nhiều trường hợp người ta đã bị Nitơ lỏng bắn vào mắt, gây mù lòa.

4. Gây khó thở

Khí Nitơ bay hơi trong không gian kín với số lượng lớn và chiếm chỗ của Oxy, gây khó thở. Thông thường, Oxy chiếm khoảng 21% tổng lượng không khí, môi trường an toàn cho con người. Tuy nhiên, khi lượng Oxy giảm xuống dưới 19,5%, môi trường này trở nên thiếu Oxy.

5. Ảnh hưởng đến vật liệu

Với nhiệt độ rất thấp của Nitơ lỏng, trong một số trường hợp, vật liệu khi tiếp xúc với Nitơ lỏng có thể bị nứt vỡ hoặc biến dạng do căng thẳng không đồng đều.

6. Gây ô nhiễm

Các hợp chất phân bón chứa nitrat khi bị rửa trôi sẽ gây ô nhiễm nước ngầm và các con sông chính là nguồn gây ô nhiễm. Đặc biệt, các hợp chất chứa xyanua (-CN) sẽ tạo thành muối độc hại và gây chết cho nhiều loài động vật.

FAQ – Câu hỏi thường gặp về Ứng Dụng Chính Của Khí Nitơ Trong Công Nghiệp

1. Câu hỏi: Tại sao khí Nitơ lại được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp?

   Đáp án: Khí Nitơ được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp vì tính ổn định và không phản ứng của nó. Điều này làm cho nó trở thành một chất lý tưởng để bảo vệ sản phẩm khỏi sự oxy hóa, làm sạch và tạo môi trường không có oxy, đảm bảo an toàn và độ tin cậy trong quá trình sản xuất.

2. Câu hỏi: Khí Nitơ có nguy hiểm không? Cần phải đề phòng những vấn đề gì khi làm việc với nó?

   Đáp án: Khí Nitơ không độc hại và không cháy. Tuy nhiên, cần chú ý đến các vấn đề liên quan đến sự thiếu oxi. Do đó, cần đảm bảo đủ thông gió và không nên sử dụng Nitơ trong môi trường khép kín. Ngoài ra, cũng cần đảm bảo an toàn trong việc làm việc với áp suất Nitơ và tránh tràn, rò rỉ khí Nitơ trong quá trình sử dụng.

3. Câu hỏi: Khí Nitơ có ảnh hưởng đến môi trường không?

   Đáp án: Khí Nitơ không gây ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường. Tuy nhiên, sử dụng Nitơ cần tuân thủ quy định và hướng dẫn để tránh việc lãng phí và ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, quá trình sản xuất và vận chuyển khí Nitơ cần được thực hiện một cách an toàn và bền vững để giảm tác động không mong muốn đến môi trường.

Hãy để lại các ý kiến và chia sẻ về bài viết này nhé! Bạn có câu hỏi hoặc ý kiến riêng về ứng dụng chính của khí Nitơ trong công nghiệp? hoccungthukhoa rất muốn nghe từ bạn! Chia sẻ bài viết này với bạn bè, đồng nghiệp hoặc những ai quan tâm để cùng tìm hiểu thêm về khí Nitơ và những ứng dụng của nó trong công nghiệp. Hãy tham gia vào cuộc trò chuyện và hãy cùng nhau khám phá thêm về sự quan trọng của khí Nitơ trong việc thúc đẩy sự phát triển và tiến bộ của ngành công nghiệp hiện đại!

Nguồn: https://hoccungthukhoa.vn
Danh mục: Giáo Dục