Nitơ là gì? Phân biệt Nitơ và Tổng Nitơ. Ứng dụng của Nitơ trong đời sống

1. Giới thiệu Nitơ là gì? 

1.1. Định nghĩa Nitơ là gì 

Nitơ là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm phi kim trong bảng tuần hoàn hóa học. Tồn tại chủ yếu dưới dạng khí không màu, không mùi, không vị. Nitơ khá trơ ở điều kiện thường và có tên gọi khác là đạm khí.  

Nitơ chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất là thành phần của mọi cơ thể sống, từ các amino acid, amonia, acid nitric, đến các cyanide. 

Nitơ tồn tại chủ yếu ở dạng các amino acid (protein) và cũng có trong các acid nucleic (DNA và RNA). Cơ thể người chứa khoảng 3% Nitơ theo trọng lượng, là nguyên tố phổ biến thứ tư trong cơ thể sau oxy, carbon và hydro. 

Nitơ là gì?

1.2. Cấu trúc hóa học của Nitơ là gì? 

Cấu trúc hóa học của Nitơ được mô tả như sau: 

• Kí hiệu hóa học: N 
• Số nguyên tử: 7 
• Cấu hình electron:  

1s² 2s² 2p³ 

• Phân tử Nitơ: Gồm hai nguyên tử Nitơ liên kết với nhau bằng một liên kết ba, có công thức cấu tạo là: 

N≡N 

Liên kết ba của Nitơ là một trong những liên kết hóa học bền vững nhất, làm cho Nitơ ít phản ứng hơn so với nhiều nguyên tố khác và không hỗ trợ quá trình cháy. Đây là lý do tại sao Nitơ có thể tồn tại ổn định trong khí quyển và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và y tế mà không gây phản ứng hóa học không mong muốn. 

1.3. Các dạng tồn tại của Nitơ trong môi trường tự nhiên 

Trong môi trường tự nhiên, Nitơ có thể tồn tại chủ yếu dưới hai dạng: 

Dạng tự do:  

• Nitơ chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất. Tồn tại dưới dạng khí Nitơ (N₂). Khí Nitơ không màu, không mùi, không vị, có khối lượng nhẹ hơn không khí. 

Dạng hợp chất: 

• Nitơ có mặt trong nhiều hợp chất quan trọng như amonia (NH₃), các nitrat (NO₃^-), và các amino acid. 
• Các dạng hợp chất Nitơ như NaNO3 có nhiều trong khoáng vật, là nguồn Nitơ quan trọng trong sản xuất phân bón. 
• Nitơ cũng là một phần cấu thành của các acid nucleic (DNA, RNA) và protein, đóng vai trò thiết yếu trong cơ thể sống. 

Các dạng tồn tại của nitơ, chu trình nitơ

Sự tồn tại của Nitơ trong tự nhiên dưới nhiều dạng khác nhau là cơ sở cho chu trình Nitơ - một quá trình sinh học quan trọng giúp chuyển hóa Nitơ từ không khí thành các dạng có thể sử dụng được cho thực vật và các sinh vật khác. Điều này giúp duy trì sự sống, sự cân bằng sinh thái trên Trái Đất. 

2. Phân biệt Nitơ và tổng Nitơ 

2.1. Định nghĩa tổng Nitơ là gì? 

Tổng Nitơ (TN) trong nước thải là tổng của tất cả các dạng hợp chất chứa Nitơ, bao gồm: 

• Nitrat Nitơ (NO₃ – N): Là dạng Nitơ đã được oxy hóa hoàn toàn. 
• Nitrit Nitơ (NO₂ – N): Là sản phẩm trung gian trong quá trình chuyển đổi amoniac thành nitrat. 
• Amoniac Nitơ (NH₃ – N): Là dạng Nitơ vô cơ, thường xuất hiện trong nước thải do quá trình phân hủy chất thải hữu cơ. 
• Nitơ Hữu Cơ: Bao gồm các hợp chất Nitơ trong các chất thải sinh học và các sản phẩm phân hủy của chúng. 

Tổng Nitơ là một chỉ tiêu quan trọng trong quản lý nước thải, giúp đánh giá mức độ ô nhiễm Nitơ và là cơ sở để xác định các biện pháp xử lý nước thải hiệu quả. 

2.2. Sự khác biệt giữa Nitơ và tổng Nitơ là gì?  

Sự khác biệt giữa Nitơ và Tổng Nitơ nằm ở các dạng hợp chất và cách chúng được đo lường trong môi trường: 

Nitơ (N) 

• Thường chỉ đến Nitơ dạng khí (N_{2​​​​​​}) hoặc các hợp chất cụ thể như amoniac (NH₃), nitrat (NO₃^-), nitrit (NO₂^-). 

• Được xác định bằng hàm lượng các hợp chất chứa Nitơ. 

Tổng Nitơ (TN) 

• Bao gồm tất cả các dạng Nitơ có trong mẫu nước, cả Nitơ hữu cơ và vô cơ.   

• Được tính bằng tổng của nitrat Nitơ (NO₃ – N), nitrit Nitơ (NO₂ – N), amoniac Nitơ (NH₃ – N), và các Nitơ hữu cơ. 

• Đây là một chỉ tiêu quan trọng trong việc quản lý và đánh giá mức độ ô nhiễm Nitơ trong môi trường nước. Giúp xác định các phương pháp xử lý nước thải hiệu quả và cần thiết để bảo vệ môi trường. 

3. Phương pháp đo lường và xác định Nitơ - tổng Nitơ là gì? 

Có nhiều phương pháp khác nhau để đo lường và xác định Nitơ - Tổng Nitơ trong môi trường, đặc biệt là trong nước thải. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến: 

3.1. Phương pháp Kjeldahl: 

Đây là phương pháp truyền thống để xác định hàm lượng Nitơ tổng số trong các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Phương pháp này bao gồm ba bước chính: tiêu hóa mẫu, chưng cất và chuẩn độ. 

3.2. Phương pháp hóa lý: 

Bao gồm các kỹ thuật như tripping, trao đổi ion, và hấp phụ để loại bỏ hoặc đo lường Nitơ. 

3.3. Phương pháp hóa học: 

Oxy hóa Amoni và kết tủa amoni bằng MAP (Magie Amoni Photphat) là hai kỹ thuật hóa học được sử dụng. 

3.4. Phương pháp điện hóa: 

Sử dụng dòng điện để oxy hóa hoặc khử các hợp chất Nitơ trong nước thải. 

3.5. Phương pháp sinh học: 

Bao gồm các quá trình như Nitrat hóa, Denitrat hóa và quá trình Annamox, sử dụng vi sinh vật để chuyển hóa các hợp chất Nitơ. 

3.6. Phương pháp lưu huỳnh/UV: 

Sử dụng lưu huỳnh và tia UV để khử nitrat thành nitrit mà không làm oxy hóa lưu huỳnh. 

Các phương pháp này giúp xác định chính xác hàm lượng Nitơ và Tổng Nitơ, từ đó hỗ trợ việc lựa chọn phương pháp xử lý nước thải phù hợp để giảm thiểu tác động tiêu cực của Nitơ đối với môi trường nước.  

Máy đo quang phổ để bàn DR3900 của HACH có thể dùng để đo tổng nitơ

Xem sản phẩm DR3900 tại đây!!

AQUACO tự hào là đơn vị cung cấp các loại hóa chất và thiết bị chuyên dụng để xác định Nitơ và tổng Nitơ trong nước.  

Nitơ tổng thang cao

Nitơ tổng thang thấp

Máy phá mẫu: DRB 200

Máy đo quang phổ hồng ngoại DR6000

Quý khách hàng có thể xem thêm hóa chất và thiết bị tại đây!

4. Ứng dụng của Nitơ trong đời sống là gì? 

4.1. Nitơ trong nông nghiệp: 

Nitơ đóng một vai trò thiết yếu trong nông nghiệp, đặc biệt là trong việc sản xuất phân bón và cải thiện chất lượng đất: 

Phân bón: 

• Phân bón NPK là loại phân bón chứa ba chất dinh dưỡng quan trọng: Nitơ (N), photpho (P), kali (K), với Nitơ có vai trò giúp thúc đẩy sự phát triển của lá, cành, thân cây. 

• Phân Urê có hàm lượng Nitơ cao lên đến 46%, giúp kích thích quá trình quang hợp, tăng năng suất cây trồng. 

Nitơ chứa trong thành phần phân bón

Cải thiện đất: 

• Nitơ giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất, tăng cường sức khỏe và năng suất của cây trồng. 

4.2. Nitơ trong công nghiệp: 

Nitơ có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực chế tạo - bảo quản: 

Trong chế tạo: 

• Nitơ được sử dụng để tạo ra một môi trường không có oxy, giúp ngăn ngừa sự oxy hóa, hạn chế sự hình thành chất rỉ trên bề mặt kim loại. 

• Nitơ là thành phần trong sản xuất thép không gỉ, linh kiện điện tử và trong quá trình luyện kim. 

• Nitơ được bơm vào lốp ô tô và máy bay để duy trì áp suất, giảm sự biến đổi do nhiệt độ. 

Trong bảo quản: 

• Nitơ giúp làm chậm quá trình phân hủy của thực phẩm, giữ thực phẩm tươi lâu và để được trong thời gian dài. 

• Sử dụng Nitơ để bơm vào bao bì chứa đồ uống và thực phẩm, giúp vỏ bao không bị biến dạng trong quá trình vận chuyển. 

• Nitơ lỏng dùng để bảo quản máu, các mẫu sinh học, ngăn chặn sự phân hủy. 

4.3. Nitơ trong y tế:  

Nitơ, đặc biệt là dưới dạng Nitơ lỏng, có nhiều ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực y tế: 

Bảo quản mẫu vật: 

• Nitơ lỏng được sử dụng để bảo quản mẫu vật sinh học như máu, tế bào, tinh trùng, trứng, và các mô. 

• Nhiệt độ cực thấp của Nitơ lỏng (-196°C) giúp duy trì sự vô khuẩn, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn hay vi sinh vật. 

Sử dụng trong phẫu thuật: 

• Nitơ lỏng cũng được sử dụng trong các tiểu phẫu để đóng băng và loại bỏ các tổn thương da như mụn cóc. 

• Trong phẫu thuật lạnh, Nitơ lỏng giúp làm lạnh cực nhanh các mô, tiêu diệt tế bào ung thư mà không làm hỏng các mô xung quanh.

4.4. Nitơ trong nghiên cứu khoa học 

• Nitơ được sử dụng làm môi trường trơ trong phân tích hóa học để ngăn chặn sự phản ứng không mong muốn và oxy hóa các mẫu. 

• Nitơ lỏng rất quan trọng trong việc bảo quản các mẫu sinh học cho nghiên cứu. 

4.5. Giáo dục và thí nghiệm: 

Nitơ được sử dụng trong các thí nghiệm giáo dục để minh họa các phản ứng hóa học và tính chất vật lý của các nguyên tố. 

5. Kết luận 

Với bài viết này, hy vọng rằng AQUACO đã giúp người đọc hiểu rõ hơn về Nitơ là gì, sự khác biệt giữa Nitơ và tổng Nitơ. Chúng tôi tin rằng việc hiểu biết về Nitơ và Tổng Nitơ là cực kỳ quan trọng đối với mỗi cá nhân vì: 

• Môi Trường - Sức Khỏe: Nitơ và các hợp chất của nó có thể gây ô nhiễm nước, không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. 
• Nông Nghiệp Bền Vững: Kiến thức về Nitơ giúp nông dân sử dụng phân bón một cách hiệu quả, tránh lãng phí và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. 
• Quản Lý Nước Thải: Hiểu biết về Tổng Nitơ cần thiết để xử lý nước thải, bảo vệ nguồn nước và tuân thủ các quy định môi trường. 
• Công Nghệ và Khoa Học: Nitơ có vai trò trong nhiều quy trình công nghệ, nghiên cứu khoa học, từ sản xuất chất bán dẫn đến bảo quản mẫu vật. 
• Y Tế: Nitơ lỏng được sử dụng trong y tế để bảo quản mẫu vật và trong các thủ thuật y khoa. 

Đây là kiến thức cơ bản mà bất kỳ ai quan tâm đến môi trường, sức khỏe cộng đồng, và tiến bộ khoa học đều nên biết đến. 

Thông tin chi tiết về AQUACO xin vui lòng liên hệ:

Công ty cổ phần thiết bị công nghệ AQUA

Trụ sở chính:  Số 23 Đường Số 4, Cư Xá Chu Văn An, Phường 26, quận Bình Thạnh, TP.HCM

Văn phòng Hà Nội: Phòng 3A5, Lô B15D13 Khu Đô thị mới Cầu Giấy, Phường Dịch Vọng, Quận Cầu Giấy, Hà Nội

Hotline:  0909 246 726

Tel: 028 6276 4726

Email: info@aquaco.vn