Khí NO2 là gì? Đặc điểm, cấu tạo và những ảnh hưởng của khí

Khí NO2 là nitơ điôxit, một chất khí có màu nâu đỏ và mùi gắt đặc trưng. Nó thường tồn tại trong đất và nước và được hình thành từ sự kết hợp giữa nitơ và oxy trong không khí. Khí NO2 rất độc và có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, thậm chí có khả năng gây ung thư. Trong ngành thực phẩm, khí NO2 được sử dụng để ức chế sự phát triển của vi khuẩn trong thịt chế biến sẵn, giúp thịt lâu hơn và giữ màu đỏ tươi đẹp

NO2 là gì?

NO2 là công thức hóa học của hợp chất vô cơ có tên Nitrit hay nitơ điôxit hoặc điôxit nitơ. Nó được cấu tạo từ nitơ và oxy, thường tồn tại trong đất và nước. Chúng là chất trung gian trong các phản ứng oxy hóa dưới tác động của các vi khuẩn từ amoniac biến đổi thành nitrite và thu được nitrat là sản phẩm cuối cùng.

Tính chất vật lý và hóa học của NO2

Tính chất vật lý của NO2

• NO2 là chất màu nâu đỏ và có mùi gắt đặc trưng.
• Khối lượng mol: 46.0055 g mol−1
• Khối lượng riêng: 1.88 g dm−3
• Điểm nóng chảy: −11,2 °C (261,9 K; 11,8 °F)
• Điểm sôi: 21,2 °C (294,3 K; 70,2 °F)
• Áp suất hơi: 98.80 kPa (at 20 °C)

Tính chất hóa học của NO2

NO2 tham gia vào phản ứng Oxy hóa khử với phương trình sau đây:

3NO2 + H2O →  2HNO3 + NO

Trong phản ứng này NO2 đóng vai trò vừa là chất oxy hóa vừa là chất khử.

Ngoài ra, NO2 còn tham gia phản ứng quang hóa sau để điều chế NO :

NO2    + hν (λ < 430 nm)  → NO + O

Nguồn gốc của khí NO2

Oxit Nitơ hiện nay có nhiều loại nhưng thường gặp nhất là NO và NO2. Chất khí này được hình thành giữa khí Nitơ và oxy trong không khí kết hợp với nhau ở điều kiện nhiệt độ cao. Do vậy nó chỉ thường thấy ở các khu công nghiệp và đô thị lớn.

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. NOx và CO2 là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng ô nhiễm không khí.

Ozon trong tầng đối lưu có thể oxy hóa NO thành NO2:

NO   + O3    → O2 +   NO2

Đây là phản ứng nhanh, nhưng không xảy ra hoàn toàn.

Tác hại của khí NO2

Tác hại của NO2 đến sức khỏe con người

NO2 là loại khí rất độc ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người, độc hơn hơn cả NO. Ở nhiệt độ bình thường, Khí NO2 thường hay đi kèm với Na2SO4 để tạo nên một hỗn hợp khí màu mầu đỏ, khó ngửi và cực kì độc.

• Nồng độ NO2 ở vào khoảng 50 – 100 ppm dưới 1h rất có thể sẽ gây viêm phổi trong 6 – 8 tuần.
• Nồng độ NO2 ở vào khoảng 150 – 200 ppm dứơi 1h cũng sẽ gây phá huỷ dây khí quản và gây tử vong nếu thời gian nhiễm độc kéo dài 3 – 5 tuần.
• Nồng độ NO2 là 500 ppm hay có thể lớn hơn trong 2 – 10 ngày thì sẽ gây tử vong.
• Người ta cho rằng có thể một số hệ enzim của tế bào rất dễ bị phá huỷ bởi NO2.
• Hàm lượng Nitrit trong cơ thể cao sẽ gây ức chế oxi dẫn đến hiện tượng thiếu oxi trong máu, cơ thể thiếu oxi sẽ bị choáng váng và có thể ngất đi. Trường hợp nhiễm độc trầm trọng nếu không được cứu chữa kịp thời dẫn đến nguy cơ tử vong cao.
• Nitrit được khuyến cáo là có khả năng gây bệnh ung thư ở người do nitrit kết hợp với các axit amin trong thực phẩm mà con người ăn uống hàng ngày hình thành một hợp chất nitrosamine-1 là hợp chất tiền ung thư

Tác hại của NO2 đối với sinh vật

• Tôm yếu, giảm ăn hoặc bỏ ăn. Dễ nhiễm bệnh hoặc thậm chí chết do khí độc NO2.
• NO2 không chỉ làm cá thiếu oxy vì tạo ra MetHb mà còn tác động đến nhiều cơ quan khác bởi nhiều cơ chế khác nhau.

Tác hại của NO2 đối với môi trường

• NO2 sẽ dễ dàng tạo thành HNO3 trong bầu khí quyển, gặp những điều kiện thuận lợi sẽ kết hợp góp phần tạo nên mưa axit.
• Gây nên sự ô nhiễm môi trường không khí và nước

Tuy nhiên, NO2 vẫn có vài công dụng như:

• Trong sản xuất thịt chế biến sẵn người ta thường bổ sung nitrite để ức chế sự sinh sôi phát triển của vi khuẩn trong thịt, giúp thịt lâu hư tránh các trường hợp ngộ độc thực phẩm do thịt bị ôi thiu.
• Ngoài ra, việc bổ sung nitrite có tác dụng giúp thịt có màu đỏ tươi đẹp bắt mắt, giữ được màu đỏ tươi dù đã qua chế biến ở nhiệt độ cao và làm thịt có mùi đặc trưng hơn.

Biểu hiện của việc nhiễm độc khí NO2

Trước hết, khi bị ngộ độc NO2 thì sẽ có các triệu chứng liên quan đến đường hô hấp như khó thở, thấy nhoi nhói ở phần hầu … Tất cả những dấu hiệu đó đều được xem là những biểu hiện phổ biến của bệnh đường hô hấp nên mọi người sẽ ít để ý đến.

Tiếp theo, Nitrite sẽ oxy hóa hemoglobin trong hồng cầu tạo ra methemoglobin không có khả năng vận chuyển oxy và tiếp tục chuyển thành methemoglobiamin là một hợp chất ngăn chặn việc liên kết và vận chuyển Oxy vì vậy gây bệnh thiếu Oxy.

Cách để nhận biết khí NO2

Chúng ta sẽ có cách cách nhận biết sau đây:

• Thứ nhất: Ta sẽ tự so sánh các chỉ tiêu nếu nước ăn uống, sinh hoạt của gia đình là nước cấp thành phố thì thông thường nước cấp thành phố phải có các chỉ tiêu chất lượng đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01:2009/BYT về chất lượng nước ăn uống.
• Thứ hai: Sẽ lấy mẫu nước và đem đi phân tích tại phòng thí nghiệm uy tín nếu gia đình tự khai thác nước dùng cho ăn uống (nước giếng khoan, nước sông, nước hồ, v.v) vì không thể xác định sự có mặt của nitrat và nitrit trong nước ăn uống bằng cảm quan. Tần suất kiểm tra, khuyến cáo ít nhất 6 tháng/lần.

Phương pháp xử lý khí NO₂

Có 3 phương pháp xử lý khí NO₂ phổ biến: phương pháp hóa học, phương pháp vật lý và phương pháp sinh học.

Phương pháp hóa học

• Khử khí độc NO₂ xúc tác chọn lọc với chất khử là ammoniac (SCR)
• Sử dụng vữa vôi Ca(OH)₂ làm chất lọc xử lý khí NO₂. Nó có thể làm giảm nồng độ của khí NOx lên đến 200ppm.
• Sử dụng axit sunfuric biến đổi canxi nitrit trong dung dịch tạo ra canxi nitrat có giá trị cao hơn. Khí NO được tạo ra có thể được quay trở lại nhà máy để ứng dụng trong sản xuất nitrit và Ca(NO₃)₂ được dùng như một loại phân bón.
• Ngoài ra, có thể sử dụng thiết bị hấp thụ khí với chức năng tạo ra trên bề mặt tiếp xúc càng lớn thì sẽ càng tốt giữa 2 pha là pha khí và pha lỏng.

Phương pháp vật lý

• Xử lý khí NO₂ ở nhiệt độ cao có chất xúc tác. Bản chất của quá trình xúc tác này là giúp khử khí độc NO₂, làm sạch khí và thực hiện các hoạt động tương tác hóa học, nhằm chuyển hóa chất độc thành sản phẩm khác dưới sự có mặt của các chất xúc tác đặc biệt
• Quá trình được thực hiện khi cho NOx tiếp xúc với khí thử trên bề mặt tiếp xúc. Chất khử được sử dụng có thể là khí metan, khí tự nhiên, khí dầu mỏ, CO, khí than và H₂ hay hỗ hợp nitơ – hydro.
• Phụ thuộc vào hoạt tính của chất xúc tác mà hiệu quả khử NO₂ là khác nhau.

Phương pháp sinh học

• Ứng dụng phương pháp sinh học còn gọi là quy trình xử lý xanh vì nó không phát thải chất ô nhiễm mà lại đơn giản trong sử dụng. Nó giúp tiêu thụ, hấp thu các chất ô nhiễm trong dòng khí đã bị nhiễm bẩn.

Khôi Nguyên Effect hy vọng với bài viết về Khí NO2 là gì và tính chất của Khí NO2 ở trên, mong những chia sẻ giúp ích cho quý bạn đọc hiểu thêm về Khí NO2