Nitrogen hay khí Nitơ được biết là loại khí chiếm tới 78% khí quyển của trái đất mà chúng ta đang sinh sống. Không những thế nó cũng là một thành phần có mặt trong toàn bộ cơ thể sống. Nói dễ hiểu hơn thì sự tồn tại của khí Nitơ nó sẽ gắn liền với sự sống của con người.
Khái niệm về Nitrogen
Nitrogen là một nguyên tố hóa học có ký hiệu là N và số hiệu nguyên tử là 7. Ở điều kiện nhiệt độ phòng, nó là một loại khí trong suốt, không mùi. Ở một điều kiện khác khi nhiệt độ thấp thì nó sẽ tồn tại ở dạng là Nitơ lỏng (liquid nitrogen). Khí Nitơ tồn tại ở dưới nhiều dạng khác nhau nên sẽ có được sử dụng trong nhiều những lĩnh vực khác nhau.
- Khí Nitơ kí hiệu hóa học là N2, tồn tại ở điều kiện bình thường còn gọi là đạm khí.
- Nitrogen cấu tạo nên phân tử khí Nitơ là một nguyên tố nằm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
- Nó có ký hiệu là N và số nguyên tử của N là bằng 7, Còn N2 nguyên tử khối sẽ bằng 14.
Khí Nitrogen là một chất khí không có mùi, không vị và tồn tại ở dạng phân tử không màu. Thêm một điểm đặc biệt nữa là khí Nitơ có không cháy và nó cũng không hề duy trì sự cháy. Bởi bản chất nó vốn là một khí trơ rất có phản ứng được những nguyên tố học khác ở điều kiện thường.
Tác dụng cũng như ứng dụng của Nitơ trong đời sống
Sau khi tìm hiểu chung về mặt cấu tạo cũng như bản chất của khí Nitrogen, hẳn là các bạn đã phần nào hiểu được cái vỏ ngoài của nó. Thế thì con người chúng ta đã thông minh khéo léo cỡ nào khi biết tận dụng nguồn khí dồi dào và tự nhiên này trong đời sống. Cùng tìm hiểu xem bạn đã biết những ứng dụng này chưa nhé.
Được dùng trong công nghệ cắt/hàn kim loại
Khí Nitơ được dùng trong công nghệ hàn, cắt kim loại. Khi hàn, cắt, để, nguy cơ xảy ra tình trạng kim loại bị han gỉ, biến dạng là rất cao. Do đó, người ta thường dùng khí Nitrogen để tạo thành một lớp khí đệm bảo vệ xung quanh những mối hàn/cắt. Ngoài ra còn giúp tăng thêm độ bền vững của kim loại. Với đặc tính là khí trơ, dễ kiếm nên nó được sử dụng khá phổ biến và rộng rãi.
Tác dụng của khí Nitrogen trong công nghệ thực phẩm
Trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm, khí Nitrogen có nhiệm vụ là đóng gói và bảo quản thực phẩm. Dựa vào đó, khí Nitơ được ứng dụng nhiều trong khâu đóng gói. Nitơ hỗ trợ tạo độ căng, phồng cho bao bì sản phẩm. Cụ thể như snack, bịch hoa quả sấy khô, thực phẩm đã qua khâu chế biến. Thúc đẩy nhanh quá trình dán nhãn, đóng gói thành phẩm.
Để bảo quản tốt thực phẩm, người ta thường bơm thêm khí Nitrogen vào bao bì chứa thực phẩm. Bởi vì chúng giúp giữ lại những chất dinh dưỡng và kéo dài thời gian tươi ngon cho thực phẩm. Đồng thời còn giúp hạn chế và ngăn chặn sự phát triển của những vi khuẩn gây bệnh.
Tác dụng của Nitơ trong test và bảo quản đường ống
Đối với đường ống ở các nhà máy, thì khí Nitơ có tác dụng trong việc kiểm tra và bảo quản đường ống. Bởi vì khí Nitơ có tính chất trơ nên sẽ có tác dụng trong việc kiểm tra sự rò rỉ của đường ống trong sản xuất. Nhờ đặc tính này của mình, khí Nitơ sẽ không làm cho các đường ống, mối hàn xuất hiện tình trạng bị han gỉ hay oxy hóa.
Tác dụng của khí Nitơ trong ngành luyện kim
Khí Nitơ có khả năng làm những mối hàn trở nên đẹp hơn, không xuất hiện những vết rỗ, do đó làm tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm. Bên cạnh đó, khí Nitrogen còn có tác dụng là kiểm soát liều lượng oxy trong lò luyện kim, tránh nhiệt độ tăng cao đột ngột gây ra cháy nổ. Khí Nitrogen phủ lên bề mặt kim loại làm kim loại bền màu hơn, không bị mài mòn hay han gỉ, tăng độ bền cũng như tuổi thọ sử dụng.
Ứng dụng cụ thể của Nitrogen trong đời sống
Khí Nitrogen được sử dụng để bảo quản lạnh thực phẩm. Và trong lĩnh vực hàn cắt kim loại cũng như trong công nghiệp điện tử bán dẫn. Đối với cây trồng chúng là yếu tố để thúc đẩy cây trồng phát triển tươi tốt… Ứng dụng trong đời sống của loại khí này vô cùng rộng rãi. Do đó mà Nitrogen được sử dụng trong những loại máy móc phục vụ cho nhiều ngành khác nhau.
Ở khu vực châu Âu thì khí Nitrogen tinh khiết thêm vào thực phẩm giống như một loại phụ gia. Với ký hiệu là E E941. Khí Nitơ được dùng trong quá trình sản xuất bia. Ở từng giai đoạn hầu hết đều cần phải dùng khí Nitrogen để loại bỏ khí oxy ra. Giúp cho bia không bị chua, tăng thêm hương vị tự nhiên. Nó cũng có tác dụng thay thế CO2 với mục đích là tạo ra áp suất trong bia, giúp kéo dài thời gian bảo quản của bia.
Một trong những ứng dụng cũng rất thú vị nữa của khí Nitrogen đó là nó có khả năng tạo khói mỏng đẹp mắt. Chúng ta vẫn thường hay thấy kem khói, cocktail có làn khói bay lên hoặc khói mây làm thành bánh kem. Loại khói này thì không hề gây độc hại nào tới sức khỏe con người.
Tác dụng của Nitrogen trong lĩnh vực y học
Có nhiều người sẽ tò mò không biết khí Nitrogen được dùng để làm gì trong y học. Thực tế cho thấy, loại khí này có một vai trò vô cùng quan trọng đối với 2 mảng là bảo quản và phẫu thuật lạnh. Ứng dụng của Nitơ trong mảng phẫu thuật lạnh cũng là một trong những bước tiến mới của nền y học.
Đối với nền y học hiện đại, khí Nitrogen được biết đến là một chất khí có khả năng bảo quản được tế bào gốc và máu. Giúp điều trị bệnh tật cũng như duy trì sự sống, kéo dài tuổi thọ cho bệnh nhân trong những trường hợp không may xảy ra như tai nạn hay bệnh tật. Các mẫu bảo quản sẽ được đựng trong các bình chứa chuyên dụng. Tiếp theo thì khí Nitrogen lỏng sẽ được bơm vào bên trong bình.
Bên cạnh đó khí Nitrogen cũng được ứng dụng rộng phổ biến với mục đích là bảo quản tinh trùng nam giới và phôi thụ tinh nhân tạo. Hiện tại ở khu vực Việt Nam có khoảng hơn 15 ngàn tinh trùng hoạt động. Tinh trùng sẽ được giữ trong những bình được bơm khí Nitrogen lỏng với nhiệt độ là -196 độ C có thể lưu giữ và bảo quản được trong khoảng 10 năm.
Nitơ lỏng có nguy hiểm không?
Nitrogen lỏng, có nhiệt độ sôi là âm 196 độ C. Được sử dụng trong nhiều các lĩnh vực của đời sống và công nghiệp sản xuất. Bởi vì nó có khả năng tạo ra nhiệt độ rất thấp. Được dùng làm chất làm mát cho máy tính. Trong lĩnh vực y học dùng để loại bỏ da không mong muốn, mụn cóc và những tế bào tiền ung thư.
Nhưng trên thực tế là Nitrogen lỏng rất nguy hiểm nếu như không biết xử lý đúng cách. Nó có thể gây nên tê cóng, bỏng do lạnh. Nếu được dùng hoặc là gây thất thoát rò rỉ khí lan truyền trong không gian hạn chế. Thì chất khí Nitrogen lỏng – không màu, không mùi, không vị – có thể đe dọa tới tính mạng của bạn.
Nguyên nhân là do Nitrogen lỏng có tỷ lệ giãn nở lớn khi bay hơi .Một lít Nitrogen lỏng tạo ra được khoảng 700 lít khí Nitơ . Nên chỉ với một lượng nhỏ Nitrogen lỏng bay hơi trong phòng sẽ dẫn tới tình trạng không khí thiếu oxy. Và một khi không có đủ lượng khí oxy thì bạn sẽ không thể hô hấp được.
Nitrogen lỏng nên được bảo quản trong những bình chứa áp suất 2 lớp. Ở giữa chúng là chân không cách nhiệt đặc biệt để làm giảm việc Nitơ lỏng hóa hơi thành khí. Điều đó sẽ tạo ra áp suất lớn gây nổ bình kín. Những loại bình chuyên dụng này luôn có một thiết kế hệ thống van an toàn để tự xả khi áp suất cao quá giới hạn cho phép.
Các ứng dụng của Nitrogen mà bạn nên biết
Trong ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm thì khí Nitrogen là một loại khí khá trơ, do nó không phản ứng với bất cứ chất nào ở nhiệt độ thường nên được dùng để làm ức chế quá trình phân hủy của thực phẩm, giữ cho thực phẩm được tươi lâu hơn, bảo quản và để được trong thời gian dài.
Đây có thể nói là một loại khí rất quan trọng trong việc bảo quản thực phẩm tươi sống và cả thực phẩm đã qua quá trình chế biến. Khí Nitrogen cũng thường được sử dụng trong việc làm kem tạo nên kem mây, kem khói. Một loại kem đang trở thành trào lưu hot hit hiện nay.
Trong công nghiệp hàn khí thì nó được dùng thay thế cho khí Heli để hàn các đồ vật làm bằng đồng và hợp kim của đồng. Nó xuất phát từ việc khí Nitrogen cung cấp lượng nhiệt hàn tương đương như Heli nhưng lại có giá thành lại rẻ hơn rất nhiều. Trong ngành luyện kim, Nitrogen là một thành phần hợp kim quan trọng và được sử dùng để xử lý nhiệt và giống như một loại khí thải và bảo vệ.
Khí Nitrogen khô và áp suất của chúng được dùng làm khí điện môi cho những thiết bị điện áp cao. Nitơ cũng được dùng giống như một chất khí nén để đẩy được chất lỏng qua đường ống. Nitrogen còn được dùng để kiểm soát lượng khí ô nhiễm, đặc biệt là dùng để loại bỏ những hợp chất hữu cơ dễ bay hơi từ các chất lỏng. Nitrogen giúp loại bỏ hơi độc hại và chất lỏng từ các thiết bị công nghiệp.
Cách thức cung cấp khí Nitrogen
Điều chế trong công nghiệp thì Nitrogen được sản xuất bằng cách là chưng cất phân đoạn không khí lỏng. Sau khi đã loại bỏ hoàn toàn CO2 và hơi nước, không khí được hóa thành dạng lỏng dưới áp suất cao và nhiệt độ thấp. Rồi nâng dần nhiệt độ không khí lỏng lên đến -196 độ C thì Nitrogen sôi và sau đó lại tách khỏi oxi ra vì oxy có nhiệt độ sôi cao hơn (-183 độ C).
Những biện pháp phòng ngừa khi sử dụng khí Nitrogen
Một số biện pháp hiệu quả phòng ngừa, giữ an toàn khi sử dụng khí Nitrogen bạn có thể tham khảo như sau:
- Mặc những bộ quần áo bảo hộ lao động sạch sẽ, khô che được cả tay và chân.
- Quần áo thì phải rộng rãi, thoải mái để dễ dàng cho việc cởi ra khi có tai nạn.
- Hạn chế mặc túi quần mở và tay áo quấn.
- Mang thêm găng tay ngăn lạnh dưới tay áo để không có bất cứ chất lỏng nào có thể rơi vào găng tay.
- Đeo cả kính bảo hộ và bảo vệ da mặt.
- Cuối cùng là mang giày bảo hộ lao động để tránh việc trơn trượt.
Kết luận
Trên đây chính là một bài viết tổng quan bao trùm hầu hết những kiến thức thú vị xung quanh Nitrogen. Mong là nó sẽ hữu ích đối với các bạn để biết được cách thức ứng dụng nó vào cuộc sống cũng như biết cách để mà phòng tránh nguy hiểm khi gặp phải Nitơ lỏng.
