Phương pháp điều chế N2 trong phòng thí nghiệm như thế nào

10.2K

Nitơ là chất khí không màu, không mùi, tính trơ và chiếm 78% thể tích không khí. Và vì sao ở điều kiện thường Nitơ là chất trơ? Bởi vì Nitơ gồm 2 nguyên tử, giữa chúng hình thành một loại liên kết ba. Liên kết ba này thường rất bền nên Nito sẽ trơ ở điều kiện thường. Ngoài ra, khí Nito còn được ứng dụng mạnh mẽ trong mọi lĩnh vực của đời sống như y tế, công nghiệp,… Vậy bạn có biết cách điều chế N2 trong phòng thí nghiệm và công nghiệp như thế nào không? Hãy cùng Eogas tìm hiểu nhé!

Xem thêm về nitơ lỏng dùng để làm gì?

Phương pháp điều chế N2 trong phòng thí nghiệm

Xem thêm: Sản phẩm đồng hồ Nito đo áp chuẩn nhất

Phương pháp 1: điều chế N2 trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm có thể điều chế N2 bằng cách sử dụng phương pháp đun nóng dung dịch bão hòa muối NH4NO2.

điều chế N2 trong phòng thí nghiệm: Đun NH4NO2 nhiệt độ cao, ta được:

NH4NO2 → N2 + 2H2O

Lưu ý: NH4NO2 phải được đun nóng chứ không có trường hợp NH4NO2 nhiệt phân

Phương pháp 2: điều chế N2 trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm điều chế N2 bằng cách đun nóng nước của amoni clorua và natri clorua. Dưới đây là phương trình điều chế N2 trong phòng thí nghiệm:

NH4Cl + NaCl → N2 + NaCl +2H2O

Điều chế N2 trong phòng thí nghiệm: Trong phản ứng này còn tạo ra một lượng nhỏ oxit nitric và axit nitric. Vì vậy, N2 thu được phải được tinh chế bằng cách cho khí sinh ra đi qua dung dịch axit sunfuric trong nước có chứa kali dicromat.

• Điều chế khí Nitơ trong phòng thí nghiệm bằng cách phân hủy nhiệt của amoni dicromat.

Khi đun nóng các tinh thể amoni dicromat màu đỏ sẽ xảy ra phản ứng dữ dội kèm theo các tia sáng và sự phát triển của Nitơ.

(NH4)2Cr2O7 → N2 + 4H2O +Cr2O3

• Điều chế khí N2 trong phòng thí nghiệm bằng cách oxy hóa amoniac.

điều chế N2 trong phòng thí nghiệm: Amoniac bị oxi hóa bởi một oxit đồng nóng đỏ hoặc clo thì ta thu được Nitơ

2NH3 + 2CuO → N2 + 3H2O +3Cu với CuO N2 lần lượt là đồng oxit và Nitơ.

8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl

• Điều chế Nito trong phòng thí nghiệm bằng cách phân hủy nhiệt Natri Azide

2NaN3 → 2Na + 3N2 (N2 Na lần lượt là Nitơ và Natri)

Ba(N3)2 → Ba + 3N2

Trong phòng thí nghiệm Nito tinh khiết được điều chế từ chính phản ứng này.

Ngoài ra còn có thể dùng phương pháp dời nước.Trong phòng thí nghiệm người ta thu khí Nitơ bằng phương pháp dời nước vì N2 rất ít tan trong nước.

Điều chế N2 trong công nghiệp

Trong công nghiệp N2 được chế tạo bằng cách nào?

Cách 1

điều chế N2 trong phòng thí nghiệm: Sử dụng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng. Cụ thể như sau:

Bước 1: Bạn cần loại bỏ H20 ra khỏi không khí. điều chế N2 trong phòng thí nghiệm

Bước 2: Loại bỏ khí CO2. Hợp chất thu được sau khi loại bỏ hơi nước và CO2 sẽ được hóa lỏng ở điều kiện áp suất cao và nhiệt độ thấp. Vậy nếu trường hợp khí N2 có lẫn khí CO2 có thể dùng chất nào sau đây để loại bỏ CO2? Câu trả lời là cho hỗn hợp đó qua nước vôi trong dư. Khi đó CO2 sẽ bị hấp thụ lại và cho ra kết tủa trắng. Còn N2 không phản ứng gì.

Bước 3: Tăng dần nhiệt độ của khối khí đã được hóa lỏng ở nhiệt độ thấp lên -196 độ C. Lúc này sẽ xảy ra hiện tượng Nitơ sôi và tách hẳn ra khỏi oxi

Bước 4: Điều chế Nito trong công nghiệp bằng phương pháp này sẽ thu được khí N2 tinh khiết.

Cách 2 điều chế N2 trong phòng thí nghiệm

Trong công nghiệp Nitơ được điều chế bằng cách nào? Áp dụng phương pháp cơ khí chế tạo bằng cách sử dụng máy phát điện. Hoặc lọc màng hoặc bằng cách hấp thụ xoay áp (PSA)

• Phương pháp lọc màng

Ta dùng bộ lọc ống sợi rỗng bán thấm nhỏ để tách các hợp chất có trong không khí. Quá trình này vừa nhanh chóng lại ít năng lượng hơn so với chưng cất phân đoạn. Tuy nhiên độ tinh khiết của Nitơ sẽ thấp hơn

• Hấp thụ Swing áp suất thấp (PSA) điều chế N2 trong phòng thí nghiệm

Sử dụng vật liệu chuyên dụng để sàng lọc phân tử carbon (CMS) nhằm hút được hợp chất mong muốn dựa trên các đặc tính phân tử khác nhau. Sau đó tách nó ra khỏi các hợp chất không mong muốn tạo ra khí Nitơ có độ tinh khiết cao.

Trong công nghiệp người ta thường điều chế N2 từ các phương pháp trên. Trong đó phương pháp chủ yếu sản xuất N2 trong công nghiệp là chưng cất phân đoạn.

Qua đây Eogas tin rằng bạn đọc sẽ hình dung ra được trong phòng thí nghiệm N2 được điều chế từ những cách nào? Điều chế N2 trong công nghiệp sẽ ra sao? Nhờ đó có thêm được hiểu biết mới về khí N2.

Bên cạnh điều chế N2 trong phòng thí nghiệm, chúng tôi còn cập nhật thêm cách điều chế của một số loại khí khác. Bạn đọc có thể tham khảo ngay phần dưới đây!

Trong phòng thí nghiệm người ta có thể điều chế NH3 bằng cách nào

Trong phòng thí nghiệm người ta có thể thu khí NH3 bằng phương pháp tác dụng của muối amoni với kiềm. Hoặc sự thủy phân của các hợp chất Nitơ. điều chế N2 trong phòng thí nghiệm

2NH4Cl + Ca(OH)2 → NH3 + CaCl2 + 2H2O

Phương pháp thủy phân hợp chất Nitơ trong nước thu được dung dịch amoniac.

Li3N + 3H2O → 3LiOH + NH3

Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế NH3 từ phản ứng giữa nước amoniac đặc và NaOH. Đây là phương pháp nhanh nhất trong số các phương pháp trong phòng thí nghiệm.

Cách điều chế O2 trong phòng thí nghiệm bằng cách nào

Nguyên liệu để sản xuất khí O2 trong phòng thí nghiệm là KClO3, KMnO4,…dễ phân hủy ở nhiệt độ cao.

2KMnO4 (to) → K2MnO4 + MnO2 + O2

2KClO3 (to) → 2KCl + 3O2

Có thể thu khí Oxi bằng cách đẩy nước và đẩy không khí.

Điều chế Oxi trong công nghiệp

Trong công nghiệp người ta điều chế Oxi bằng cách nào? Nguyên liệu để sản xuất oxi trong công nghiệp chủ yếu là không khí và nước. Oxi dùng trong công nghiệp thường sẽ được hóa lỏng, nén dưới áp suất cao và đừng trong bình thép.

Sản xuất khí Oxi từ không khí:

• Hóa lỏng không khí ở nhiệt độ thấp, áp suất cao
• Cho không khí lỏng bay hết
• Sau đó thi được N2 ở -196 độ C, tiếp đến là O2 ở -183 độ C

Điều chế N2 trong phòng thí nghiệm: Dùng nước để sản xuất Oxi:

• Điện phân nước trong bình điện phân. Ngay sau đó chúng ta sẽ thu được 2 loại khí O2 và H2

Điều chế H2 trong phòng thí nghiệm

Nguyên liệu điều chế H2 trong phòng thí nghiệm là axit HCl hoặc H2SO4 loãng tác dụng với kim loại như Zn, Fe, Al

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Ngoài ra còn có thể dùng cách thu khí H2 trong phòng thí nghiệm như là đẩy nước và đẩy không khí. Có thể áp dụng được 2 phương pháp này bởi vì Hidro nhẹ hơn không khí và ít tan trong nước.

Khí CO2 điều chế trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm CO2 được điều chế bằng cách cho CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl. Vì vậy CO2 thu được còn lẫn ít khí hidro clorua và hơi nước. Điều chế N2 trong phòng thí nghiệm

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Để thu được CO2 tinh khiết, ta cho hỗn hợp khí nói trên đi qua bình đựng dung dịch NaHCO3 dư sẽ làm hidro clorua bị giữ lại. Tiếp tục cho hỗn hợp còn CO2 và H2O qua bình chứa H2SO4 đặc hoặc P2O5, hơi nước sẽ bị hấp thụ. Nhờ đó ta thu được CO2 tinh khiết.

HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O

Trên đây là một số chia sẻ thêm của Eogas về các phương pháp thu khí trong phòng thí nghiệm. Hy vọng bài viết vừa rồi sẽ hữu ích cho bạn.

Về Eogas

Chúng tôi tự hào là đơn vị chuyên kinh doanh các loại khí công nghiệp như khí Heli, khí Argon,… và các sản phẩm bình khí SF6, bình khí Nito uy tín chất lượng 100%. Nếu quý khách muốn mua hàng xin vui lòng liên hệ với chúng tôi. Đội ngũ nhân viên Eogas sẵn sàng phục vụ quý khách 24/7

Thông tin liên hệ

Công ty TNHH Eogas

Địa chỉ: Số 15, Khối phố Nguyên Khê, Xã Nguyên Khê, Huyện Đông Anh, Thành phố Hà Nội.

Điện thoại: 0243 204. 7019/ 0888.693.336

Email: [email protected].

Facebook:Công ty TNHH Eogas