VIII. CÁC OXIT CỦA NITƠ
1. Đinitơ oxit: N2O
a. Cấu tạo
Phân tử dinitơ oxit cĩ cấu tạo thẳng, phân tử cĩ cực (µ = 0,16 Debye). ..N N O ..
Với các độ dài liên kết N-N là 1,26A0 và của liên kết N-O là 1,186A0, độ dài N-N ở đây kkhơng phù hợp với liên kết ba trong N2 là 1,10A0 hay liên kết đơi N=N là 1,25A0 và độ dài liên kết N-O cũng khơng phù hợp với liên kết N=O là 1,14A0 hay liên kết đơn N-O là 1,36A0. Điều này cho thấy dinitơ oxit tồn tại đồng thời dưới dạng hai phân tử cĩ cấu tạo sau:
Phân tử N2O cĩ tổng số electron giống phân tử CO2, cả hai oxit này khi ở thể rắn cĩ mạng lưới tinh thể giống nhau.
b. Tính chất lí học
N2O là chất khí khơng màu, nhiệt độ nĩng chảy là -91 0C, nhiệt độ sơi là -89 0C, cĩ mùi thoang thoảng dễ chịu, khi người ta thở phải một lượng ít N2O thì cĩ cảm giác say và hay cười, nên khí này được gọi là “khí vui”, tan khá trong nước, 1 lít nước ở nhiệt độ thường hịa tan khoảng 0,5 lít N2O, nhưng khơng tạo được axit nào cả. Từ dung dịch nước, người ta cĩ thể tách được một hidrat tinh thể N2O. 6H2O ở nhiệt độ rất thấp. Khi đun nĩng thì hidrat này cho được N2O nguyên chất.
c. Tính chất hĩa học
N2O là hợp chất thu nhiệt
2N2 + O2 → 2N2O ∆H0 = 81,5 kJ/mol
Ở nhiệt độ thường N2O tự phân tích tạo thành N2 và O2 nhưng với một tỉ lệ khơng đáng kể, cịn trên 500 0C nĩ phân hủy nhanh, do đĩ nĩ cĩ khả năng oxi hĩa tương tự oxi nguyên chất: một que diêm gần tắt sẽ bùng cháy ngay trong N2O giống như trong oxi.
Những vật cháy được trong khơng khí được cháy sáng hơn trong N2O. Những hỗn hợp
của N2O với H2 với NH3 sẽ bị nổ khi được đốt cháy.
2N2O → 2N2 + O2 ∆H0 = -163 kJ/mol
N2O + H2 → N2 + H2O ∆H0 = -323 kJ/mol
3N2O + 2NH3 → 4N2 + 3H2O ∆H0 = -753 kJ/mol
d. Điều chế
N2O được điều chế bằng cách nhiệt phân cẩn thận amoni nitrat ở nhiệt độ khoảng 170 - 200 0C
NH4NO3 → N2O + 2H2O
Nếu đun nĩng quá nhanh thì cĩ thể gây ra phản ứng nổ (trên 500 0C)
2NH4NO3 → O2 + 2N2 + 4H2O
e. Ứng dụng
N2O cĩ tác dụng gây mê, nên được dùng làm thuốc gây mê. Trong y học người dùng một hỗn hợp gồm cĩ 20% O2 và 80% N2O để gây mê trong những ca tiểu phẩu. Ưu điểm của loại thuốc mê này là chĩng thốt ra khỏi cơ thể. Nĩ cịn được dùng trong cơng nghiệp làm kem, vì nĩ tan khá trong kem, lại khơng độc và cĩ khả năng giữ cho kem lâu chua.