Khí không màu hóa nâu trong không khí là?

1. Khái quát chung về khí

- Các chất khí là tập hợp các nguyên tử hay phân tử hay các hạt nói chung trong đó các hạt có thể tự do chuyển động trong không gian. Lực tương tác giữa các hạt rất yếu, và các hạt chủ yếu tương tác với nhau qua va chạm ngẫu nhiên, hoặc với thành chứa. Các hạt chuyển động với tốc độ và hướng ngẫu nhiên, và các vận tốc của các hạt chỉ thay đổi đáng kể thông qua các va chạm ngẫu nhiên với nhau hoặc với thành vật chứa. Các chất khí trong cuộc sống thường được coi là một trong bốn trạng thái vật chất quan trọng nhất. Các trạng thái kia là chất rắn, chất lỏng và plasma.

- Các chất thông thường thường tồn tại ở trạng thái rắn ở nhiệt độ thấp, chuyển sang trạng thái lỏng ở nhiệt độ cao hơn (thông qua hiện tượng nóng chảy), rồi sang trạng thái khí khi nhiệt độ được tiếp tục nâng lên (hiện tượng bay hơi), và cuối cùng là sang trạng thái plasma ở nhiệt độ đủ cao. Cũng có những chất có thể chuyển ngay từ trạng thái rắn sang trạng thái khí ở điều kiện thích hợp (hiện tượng thăng hoa). Mặc dù chuyển động của các hạt trong chất khí là ngẫu nhiên, vận tốc của chúng có thể được mô tả theo thống kê bằng các phân bố như phân bố Maxwell-Boltzmann, phân bố Fermi hay phân bố Bose. Các phân bố này cho thấy sự phụ thuộc của dải biến đổi của vận tốc, cũng như vận tốc trung bình, vào nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc trung bình của các hạt càng tăng và ngược lại.

- Các nguyên tố hóa học mà là các phân tử gồm 2 nguyên tử tại nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn là hydro (H2), nitơ (N2), oxy (O2), và hai halogen: flo (F2) và clo (Cl2). Khi được nhóm cùng với các khí cao nguyên tố – helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe) và radon (Rn) – những khí này được gọi là các "chất khí nguyên tố".

- Vì các phân tử khí có thể di chuyển tự do trong một bình chứa, khối lượng của chúng thường được đặc trưng bởi mật độ. Khối lượng riêng là lượng khối lượng trên một đơn vị thể tích của một chất, hoặc nghịch đảo của khối lượng riêng. Đối với chất khí, mật độ có thể thay đổi trong một phạm vi rộng vì các hạt tự do di chuyển lại gần nhau hơn khi bị hạn chế bởi áp suất hoặc thể tích. Sự thay đổi mật độ này được gọi là khả năng nén. Giống như áp suất và nhiệt độ, tỷ trọng là một biến trạng thái của chất khí và sự thay đổi tỷ trọng trong bất kỳ quá trình nào cũng bị chi phối bởi các định luật nhiệt động lực học. Đối với khí tĩnh, tỷ trọng là như nhau trong toàn bộ bình chứa. Mật độ do đó là một đại lượng vô hướng.

- Chuyển động Brown là mô hình toán học được sử dụng để mô tả chuyển động ngẫu nhiên của các hạt lơ lửng trong chất lỏng. Hoạt ảnh hạt khí, sử dụng các hạt màu hồng và xanh lá cây, minh họa hành vi này dẫn đến sự lan truyền ra các chất khí (entropy). Những sự kiện này cũng được mô tả bằng lý thuyết hạt. Vì việc quan sát các hạt khí riêng lẻ (nguyên tử hoặc phân tử) đang ở giới hạn (hoặc xa hơn) công nghệ hiện tại, nên chỉ các tính toán lý thuyết mới đưa ra gợi ý về cách chúng chuyển động, nhưng chuyển động của chúng khác với chuyển động Brown vì chuyển động Brown liên quan đến lực cản trơn do trước lực ma sát của nhiều phân tử khí, bị đâm thủng do va chạm mạnh của một (hoặc một số) phân tử khí riêng lẻ với hạt. Do đó, hạt (thường bao gồm hàng triệu hoặc hàng tỷ nguyên tử) chuyển động theo đường răng cưa, nhưng không quá răng cưa như mong đợi nếu một phân tử khí riêng lẻ được kiểm tra.

2. Khí không màu hóa nâu trong không khí là?

Khí không màu hóa nâu trong không khí là:

A. N2O

B. NO

C. NH3

D. NO2

Đáp án B

3. Một số tính chất của khí không màu

- NO: Đây là khí, không màu hóa nâu trong không khí và không tan trong nước.

+ NO là oxide không tạo muối, tức là nitric oxide không tác dung được với các oxide base, base và muối của acid khác, trừ KMnO4. NO tác dung với Cl2 tạo thành nitrosyl chloride:

2NO + Cl2 → 2NOCl

Trong phản ứng này, nitric oxide thể hiện tính khử. Khi gặp oxy, nitric oxide chuyển thành dioxide nitơ. 2NO + O2 → 2NO2

- N2O: Đây là chất khí, không màu không hóa nâu trong không khí, là oxit trung tính.  

+ N2O có tên gọi hóa học là Đinitơ monoxit (hay Nitrous Oxide), còn được gọi là khí gây cười, gồm 2 nguyên tử Nitơ và một nguyên tử Oxy. Ở điều kiện bình thường, N2O có dạng khí và tồn tại trong khí quyển Trái Đất. Trên thực tế, N2O sinh ra trong quá trình đốt những nhiên liệu hóa thạch. Hằng năm, hàm lượng của N2O tăng 0,2 – 0,3%. Nitrous Oxide (N2O) là một chất khí gây mê, không màu, không mùi và nặng hơn không khí 1,5 lần.

+ N2O được sinh ra trong quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch. Hàm lượng của nó đang tăng dần trên phạm vi toàn cầu, hàng năm khoảng từ 0,2–0,3%.

+ Một lượng nhỏ N2O khác xâm nhập vào khí quyển do kết quả của quá trình nitrat hoá các loại phân bón hữu cơ và vô cơ. N2O xâm nhập vào không khí sẽ không thay đổi dạng trong thời gian dài, chỉ khi đạt tới những tầng trên của khí quyển nó mới tác động một cách chậm chạp với nguyên tử oxy.

+ Tuy dinitơ monoxide chỉ tồn tại một lượng nhỏ trong khí quyển nhưng được xem là chất cản trở mạnh sự hình thành tầng ozon, với mức độ ảnh hưởng tương đương các hợp chất CFC. Người ta ước tính rằng khoảng 30% lượng N2O trong khí quyển gây ra do các hoạt động của con người, phần lớn từ các ngành nông nghiệp và công nghiệp. Dinitơ monoxide là khí tồn tại trong khí quyển lâu thứ ba trong các loại khí nhà kính, nên dinitơ monoxide là chất gây hiện tượng nóng lên toàn cầu mạnh.

- NO2: Đây là oxit axit ứng với 2 axit HNO3, HNO2, khí, màu nâu đỏ, mùi xốc, rất độc. NO2 là một hợp chất của nitơ và oxy, thường tồn tại trong đất và trong nước. Đây là chất trung gian trong quá trình tổng hợp công nghiệp của axit nitric hay trong nước nó là sản phẩm trung gian của phản ứng oxy hóa dưới tác động của vi khuẩn từ amoniac thành nitrite và cuối cùng là nitrat.

+ Nitơ dioxide có khối lượng phân tử 46,0055 g/mol, khiến cho nó nặng hơn không khí.

+ Độ dài liên kết giữa các nguyên tử nitơ và nguyên tử oxy là 119,7 pm. Chiều dài liên kết này là phù hợp với bậc liên kết giữa 1 và 2. Nitơ dioxide phản ứng với nước theo phương trình:

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

+ Trong khí quyển, NO2 kết hợp với các gốc OH trong không khí để tạo thành HNO3. Khi trời mưa thì NO2 và các phân tử HNO3 theo nước mưa rơi xuống đất sẽ làm giảm độ PH của nước mưa.  

+ Ozon trong tầng đối lưu có thể oxy hóa NO thành NO2: NO + O3 → O2 + NO2

- N2: không màu, không duy trì sự cháy và hô hấp.  

+ Nito dạng khí được sản xuất nhanh chóng bằng cách cho nitơ lỏng (xem dưới đây) ấm lên và bay hơi. Nó có nhiều ứng dụng, bao gồm cả việc phục vụ như là sự thay thế trơ hơn cho không khí khi mà sự oxy hóa là không mong muốn. Để bảo quản tính tươi của thực phẩm đóng gói hay dạng rời (bằng việc làm chậm sự ôi thiu và các dạng tổn thất khác gây ra bởi sự oxy hóa), trên đỉnh của chất nổ lỏng để đảm bảo an toàn.

+ Nó cũng được sử dụng trong: sản xuất các linh kiện điện tử như transitor, diode, và mạch tích hợp (IC).

+ NO2 được ứng dụng để sản xuất thép không gỉ, bơm lốp ô tô và máy bay do tính trơ và sự thiếu các tính chất ẩm, oxy hóa của nó, ngược lại với không khí (mặc dù điều này là không quan trọng và cần thiết đối với ô tô thông thường). Ngược lại với một số ý kiến, nitơ thẩm thấu qua lốp cao su không chậm hơn không khí. Không khí là hỗn hợp chủ yếu chứa nitơ và oxy (trong dạng N2 và O2), và các phân tử nitơ là nhỏ hơn. 

Trên đây là các nội dung được nêu trong bài viết trên. Để hiểu hơn, tham khảo: Phản ứng hóa học là gì? Các ví dụ cụ thể?

Trân trọng