CÁC TƯ LIỆU VỀ NHÓM NITƠ
1. Nitơ
2. Ứng dụng của nitơ tự do
3. Photpho
4. Antimonium chống lại các tu sĩ
5. Chuyện vui về chất khí gây cười
6. Ma trơi
7. Phép màu của nhà thờ Jerusalem
8. Thân thế que diêm
9. Tại sao bánh bao có mùi khai ?
10. Tổng hợp NH3 hiệu qủa hơn nhờ các xúc tác mới
11. Vì sao gọi là muối amoni?
12. Vụ nổ ở nhà máy sản xuất phân bón Ôpao
13. Diêm tiêu là gì ?
14. Từ "thuốc tiên" tới "thuốc nổ đen"

Nitơ
Từ khi Blec khám phá ra khí cacbonic, nhiều nhà hoá học với trang thiết bị đầy đủ đã bắt tay vào nghiên cứu
các chất khí. Nổi bật là Cavenđisơ, người đã tìm ra hidro. Năm 1772, ông làm thí nghiệm sau: ông cho
không khí đi qua than nóng đỏ và dùng kiềm để hấp thụ khí cacbonic tạo thành. Ông thu được một dạng
khí nhẹ hơn không khí và không cháy được. Ông gọi đó là "không khí lỏng".
Một nhà hóa học rất có tài năng nữa là J. Priesley (người Anh). Ông là người đầu tiên có sáng kiến dùng thuỷ
ngân thay nước để làm phương tiện. Ông đã khám phá ra 9 chất khí mới (NO, N2O, NO2, NH3, HCl…
Ông thấy rằng khi bật tia lửa điện qua NH3 thì thể tích nó tăng lên rõ rệt.
Thế nhưng quyền phát minh ra nitơ lại rơi vào tay một nhà y học và thực vật học người Anh là D. Rutherford,
học trò của Blec.
Trong luận án tiến sĩ y học công bố năm 1772, Rutherford đã công bố kết quả tìm ra khí nitơ trong không khí
mà ông cũng gọi là "không khí hỏng". Dưới chuông thuỷ tinh, ông đốt cháy những chất có chứa cacbon
và dùng dung dịch kiềm để thu hết khí CO2 tạo thành. Ông nhận xét phần không khí còn lại không cháy
được và không thở được.
Tại sao quyền tác giả không thuộc về Cavenđisơ ? Chính ông đã tìm ra nitơ năm 1772 cơ mà?

Đã thành câu châm ngôn, mỗi khi người ta nhắc đến Cavenđisơ :"Trong số các nhà thông thái, không ai
giàu bằng Cavenđisơ và trong số những nhà giàu, không ai thông thái bằng ông". Tuy xuất thân từ một
gia đình quý tộc và giàu có nhưng ông rất giản dị, không thích cuộc sống ồn ào. Ông là nhà thực nghiệm
có tài và rất thận trọng. Nhiều người thích nổi danh, chưa làm đã nói. Đối với ông, ngay cả những việc
đã làm được ông cũng không công bố. Những phát minh của ông năm 1772 đã được tìm thấy sau này
trong hồ sơ lưu trữ sau khi ông mất. Chính vì vậy mà cái may mắn về hóa học đã rơi vào tay nhà y học.
Nhiều nhà khoa học đã quan sát được tính chất của khí nitơ là không duy trì sự cháy và sự hô hấp. Vì
vậy khí này có 3 tên gọi khác nhau để phản ánh tính chất của nó: nitrogen - có nghĩa là sinh ra nitrat;
alcaligen - có nghĩa là sinh ra kiềm ( tức sinh ra amoniac, lúc đó amoniac có tên là kiềm bay hơi; azot -
cónghĩa là không có sự sống. Hiện nay, danh từ azot có trong ngôn ngữ tiếng Pháp và Nga, còn
nitrogenium là trong tiếng Anh, Italia, Tây Ban Nha.
Tính chất trơ của nitơ có lợi hay hại?
Vì trơ, hay đúng với ngôn ngữ hóa học là nitơ kém hoạt động, nên nó không tác dụng được với oxi và
hidro ở nhiệt độ thường. Cây cối rất cần nitơ dưới dạng hợp chất dễ tiêu là phân đạm. Khoáng vật đạm
thiên nhiên là sanpết hay nitrat chỉ có ở Chi Lê và Ấn Độ, không đủ để cung cấp. Nếu nitơ tác dụng
được dễ dàng với oxi, ta sẽ thu được khí NO. Khí này sẽ tác dụng tiếp với oxi biến thành màu nâu đỏ
NO2 rồi từ đó tạo axit nitric. Đây là axit cơ bản để sản xuất ra muối nitrat dùng làm phân bón. Nếu nitơ
tác dụng được với khí hidro, ta có amoniac, cũng là một hoá chất cơ bản của phân bón.
Tuy nhiên, để nitơ phản ứng được với oxi thì cần một nhiệt độ rất cao ( 3000 C) nhưng cũng không quá
5% nitơ tham gia phản ứng. Mưa axit chính là một chuỗi các phản ứng sau:
N2 + O2 2NO
2NO + O2 2NO2
3NO2 + H2O 2HNO3 + NO
Còn muốn có được phản ứng tạo thành amoniac từ nitơ khí quyển, phải nâng nhiệt độ đến 500 C với áp suất
300 atm và phải có xúc tác.
Còn lợi ở chỗ nào? Lợi sống còn! Nếu nitơ tác dụng dễ dàng với oxi ở điều kiện thường thì còn đâu ra
oxi đề thở? Hơn thế nữa, chúng ta sẽ bị bỏng vì axit. Như vậy phải nói nitơ là nguyên tố của sự sống.
Nhà bác học Pháp Bussengo đã chứng minh rằng không có nitơ cây cối không phát triển được. Để liên
kết được nitơ, con người chỉ thích dùng sức mạnh: nhiệt độ cao, áp suất cao trong khi đó những con vi
sinh vật nhỏ bé không cần nhiệt độ, áp suất cũng liên kết được nitơ, biến thành phân bón phục vụ cây

trồng.
Có cách nào không dùng "sức mạnh" được không? Cách đây không lâu, 2 nhà hóa học Nga Volpin và
Sur quan sát rằng nitơ tự nhiên dễ dàng hoá hợp với phức chất của nhiều kim loại chuyển tiếp như titan,
vanadi, vonfram, crom, sắt… phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường và áp suất thường. Như vậy, các kim
loại nói trên có vai trò như những vi sinh vật vậy. Đây là một hướng đầy tương lai của khoa học.
Ứng dụng của nitơ tự do
Khí nitơ rẻ nhất trong các khí trơ về phương diện hoá học ở điều kiện thường. Các ngành công nghiệp
luyện kim trước khi đưa những thỏi thép vào trong máy, thường nung những thỏi thép này trong khí nitơ
để tránh hiện tượng oxy hóa khi có mặt oxy trong không khí.
Trong viện bảo tàng, người ta thường để tranh ảnh quý trong những ống chứa nitơ để tránh sự rỉ màu.
Trong các xưởng sản xuất đồ điện người ta bơm nitơ vào những bóng đèn điện để làm giảm độ bay hơi
của nguyên tử kim loại ở dây tóc bóng đèn.
Trong y học người ta bơm nitơ vào trong màng phổi bệnh nhân lao phổi để ép những lá phổi bị bệnh lại
nhằm làm cho nó được nghỉ ngơi. Trong công nghiệp, nitơ không được ứng dụng như một khí trơ, mà để
điều chế amoniăc.
Trong thiên nhiên khi có một trận mưa giông sấm chớp, nitơ sẽ cháy trong oxy biến thành NO, NO
không bền bị oxi hoá thành NO2 , NO2 hòa tan vào H2O tạo HNO3 khi rớt xuống đất sẽ biến thành
muối nitrat. Theo tính toán mỗi năm các cơn mưa giông làm rơi xuống mặt đất khoảng 400 triệu tấn
phân đạm.
Niơ - kẻ thù của thợ lặn
Nói khí nitơ không duy trì sự hô hấp nhưng trong thực tế cuộc sống nếu không có nitơ thì trái đất không có sự
sống. Nhưng đối với một số ngành thì nitơ quả là kẻ thù.
Những người thợ lặn kinh nghiệm có thể ước lượng chiều sâu bằng cảm giác. Khi lặn sâu người ta có cảm giác
bàng hoàng, cử động mất tự nhiên như say rượu vậy. Trạng thái đó được gọi là "say nitơ" bởi thủ phạm
chính là nitơ.
Khi thợ lặn càng xuống sâu thì không khí họ thở càng bị nén mạnh. Độ tan của nitơ trong máu tăng lên gây
trạng thái say nitơ. Khi thợ lặn nhô lên mặt nước họ phải ngoi lên từ từ để cho nitơ thoát dần ra ngoài,
nếu không những bong bóng do nitơ tạo thành sẽ làm tắc mao quản và chết.
Ngày nay người ta dùng không khí nhân tạo với heli thay cho nitơ.
Photpho

Nếu không có photpho thì người ta sẽ không có xương và trở thành một bao thịt. Trong não người có nhiều
photpho, người ta tư duy chính là nhờ photpho, cho dù buồn, vui, giận, ghét cũng là nhờ photpho. Vì vậy
đã có người nói photpho là yếu tố của sinh hoạt và tư duy của người.
Photpho là một trong ba yếu tố của phân bón cho thực vật (nitơ, photpho, kali). Photpho giúp cho thực vật ra
hoa kết trái, thúc đẩy rễ cây phát triển. Trong phân bón hoá học có canxipephotphat là loại phân bón
hiệu quả nhanh, trong 50kg canxipephotphat có đến 8-9kg photpho. Trong các loại khô dầu (như khô
đậu tương, khô hạt bông, khô trẫu, khô chè…) người ta hay dùng làm phân bón hoặc thức ăn gia súc
chứa không ít photpho.

Photpho trắng cháy trong không khí tạo Photpho (V) Oxit
Trong số 5 nguyên tố tìm ra thời trung cổ, photpho là nguyên tố duy nhất có năm sinh và người đỡ đầu. Đó là
năm 1669, người tìm ra là một nhà buôn người Đức Herin Brandt. Vào thời đó, tuy các nhà giả kim
thuật không còn uy tín như trước đó, nhưng nhiều người vẫn tin "Hòn đá triết học" là có thật. Trong số
đó có Brandt. Buôn bán bị thua lỗ, ông tìm mọi cách xoay sở để làm ăn. Ông bắt đầu lấy nước tiểu, cho
bay hơi để cô đặc và sau đó chưng cất. Một điều làm ông rất ngạc nhiên, trên thành bình xuất hiện một
chất phát ra ánh sáng màu xanh xanh.
"Đúng rồi, viên đá triết học"- ông nghĩ vậy. Nhưng rồi ông thất vọng, vì từ đó không thể biến kim loại
thường thành vàng. Nhưng một chất phát ra được ánh sáng, không phải là chuyện bình thường.Với đầu
óc nhà buôn, Brandt đã bán cái chất bí mật ấy để lấy tiền nhưng không cho biết phương pháp điều chế.
Chẳng bao lâu sau cái chất bí mật ấy truyền đến tai các nhà bác học trong và ngoài Đức.
J.Kunkel - một nhà giả kim thuật của triều đình đã phái một trợ lí đến Hambua để tìm mua cái bí mật
của Brandt. Nhưng viên trợ lí này không mang về cho thầy mà mua cái bí mật đó rồi đi khắp châu Âu để
phô trương thanh thế.
Sau nhiều lần thất bại, cuối cùng năm 1676, Kunkel đã tìm ra được phương pháp điều chế. Ông đã chưng cất
cặn nước tiểu với cát và than.
Ngày nay, chúng ta hiểu sơ đồ phản ứng hoá học như sau:
NaNH4HPO4 t NaPO3 + NH3 + H2O
2NaPO3 + SiO2 t Na2SiO3 + P2O5
P2O5 + 5C t 2P + 5CO
Phương pháp điều chế photpho trắng của Kunkel cũng không được công bố. Đến năm 1680, Bôi đã công bố

phương pháp điều chế trong một bức thư gởi đến Hội Hoàng gia Luân Đôn.
Năm 1771, nhà hoá học Thuỵ Điển Scheele cũng điều chế được photpho trắng từ tro xương. Phương pháp của
ông được dùng trong công nghiệp cho đến đầu thế kỉ XX.
Photpho được lấy theo tiếng Hi Lạp, phos là ánh sáng và phoros là mang.
Có phải photpho phát quang? Không phải luôn luôn như vậy, chỉ có P trắng mà thôi. Photpho trắng có 2 đặc
điểm: nhiệt độ nóng chảy rất thấp (44,1 C) và rất độc. Photpho trắng dễ bốc cháy trong không khí, nhất
là khi cọ xát. Vết thương do nó gây ra rất khó chữa. Thế nhưng photpho đỏ thì lại hiền lành không
độcO6
Khi nung khoảng 280 - 300 C trong bình kín thì P trắng biến thành P đỏ ở dạng bột. Hai cạnh bên của hộp
diêm làm bằng P đỏ, còn đầu que diêm là một hỗn hợp gồm lưu huỳnh, kali clorat và chất độn.
Tuy photpho trắng nguy hiểm như vậy nhưng nếu tinh chế đến mức độ tinh khiết 99.9999% thì nó là chất bán
dẫn phục vụ cho kĩ thuật hiện đại.
Thân thế que diêm
Qua diêm đầu tiên được sản xuất ở La Mã cuối thế kỉ XVIII, gồm một que gỗ trên đầu bọc thành mũ
tròn, nhỏ, hỗn hợp của kali clorat, đường và gôm arabic (nhựa của cây keo đậu). Khi ngâm đầu que diêm
vào axit sunfuric đặc, nó sẽ bốc lên cháy thành ngọn lửa nhỏ. Đó là do axit sunfuric đặc tiếp xúc kali
clorat sinh ra dioxit clo (ClO2) rất hoạt động nên khi tiếp xúc với đường lập tức cháy lên. Loại diêm này
rất đắt lại bất tiện vì phải luôn mang theo lọ axit sunfuric đặc rất nguy hiểm.
Vào đầu thế kỉ XIX, bắt đầu ở Thụy Điển người ta đã làm được những que diêm ma sát có nhiều tiện lợi
hơn. Đầu que diêm là hỗn hợp của lưu huỳnh, photpho trắng, chì oxit (Pb3O4), mangan oxit (MnO2) và
keo (nhựa cây). Ở 40 C thì nó cháy thành ngọn lửa hoặc khi ma sát thì photpho trắng bốc cháy, tiếp đó là
những chất giàu oxi (Pb3O4, MnO2), lưu huỳnh cũng cháy dẫn đến que gỗ phát ra ngọn lửa. Tuy nhiên
photpho trắng rất độc có thể gây chết người, diêm chế từ photpho trắng nếu vô ý bị ma sát cũng dễ gây
hỏa hoạn. Vì vậy không bao lâu loại diêm này bị cấm sản xuất.
Về sau, người ta chuyển photpho trắng thành photpho đỏ. Photpho đỏ không độc, và đến 260 C mới
cháy nên khi ma sát photpho đỏ cũng không bốc cháy. Nhưng khi đem photpho đỏ trộn lẫn kali clorat thì
rất dễ bốc cháy gây nổ khi ma sát. Năm 1885 người ta đã nghĩ ra cách an toàn tuyệt diệu khi trộn
photpho đỏ vào kaliclorat. Theo cách này ta chia làm hai bộ phận: kaliclorat đưa lên đầu que diêm, còn
photpho đỏ phết lên giấy dán ở mặt bên bao đựng diêm. Chỉ khi ta sát mạnh đầu que diêm (chứa
kaliclorat) vào mặt bên bao diêm (chứa photpho đỏ) thì que diêm mới bốc cháy. Như vậy diêm vừa

không độc vừa không dễ gây hỏa hoạn. Do đó nó được gọi là "diêm an toàn", được cả thế giới chấp
nhận và tiêu thụ.
Vì sao chỉ xát nhẹ là que diêm có thể cháy được ?
Việc tìm ra lửa là một kỳ công của loài người, tổ tiên chúng ta không còn phải ăn thịt sống, chống thú dữ và
sưởi ấm vào mùa đông lạnh giá. Thần thoại cho rằng lửa được lấy từ trên trời xuống. Và người ta tạo ra diêm
để lấy lửa bằng một động tác nhẹ nhàng : xát nhẹ que diêm.
Vậy tại sao lại như thế? Lúc đầu người ta sản xuất diêm bằng Photpho trắng nhưng khi chạm vào bất cứ cái gì
Photpho trắng cũng tự bốc cháy, rất nguy hiểm. Hơn nữa Photpho trắng rất độc hại, chỉ cần 3 que diêm
Photpho trắng người ta có thể lìa đời. Chính vì vậy, diêm sản xuất bằng Photpho trắng bị cấm sản xuất.
Người ta thử với Photpho đỏ không độc. Nhưng Photpho đỏ lại không có khả năng bốc cháy khi ma sát. Chỉ
khi trộn với kali nitrat với hồi phục khả năng trên. Người ta tẩm muối kali nitrat vào đầu que diêm và bôi
Photpho đỏ lên bao diêm, khi xát nhẹ đầu diêm vào bao diêm ngọn lửa sẽ bùng lên.
Antimonium chống lại các tu sĩ
Antimon là kim loại màu trắng bạc, dễ mài mòn thành bột. Vào năm 1604, giáo sĩ - nhà giả kim thuật
Vaxili Valentin đã dùng các hợp chất của antimon để "giải độc cho cơ thể con người". Ông đã thử nghiệm cho
các tu sĩ, thật không may, sau khi dùng thuốc của ông họ đều đã chết một cách đau đớn. Từ đó antomon có
tên gọi là Antimonium có nghĩa là chống lại các tu sĩ.
Chuyện vui về chất khí gây cười
Nhà hóa học Anh Humphry Davy khi nghiên cứu về các oxit nitơ đã phát hiện ra một loại oxit có tính chất
sinh lý rất độc đáo. Một số người tỏ ra hoài nghi về kết quả này. Thế là Davy quyết định công bố chất khí này
trong một buổi dạ hội mà các thành viên tham gia gồm toàn các bậc qúi tộc cả.
Khi Davy mở nắp bình đựng khí ra thì một cảnh tượng không thể ngờ đã xảy ra. Các qúi bà cười như nức nẻ,
cười đến chảy nước mắt, quằn ruột, mồ hôi ướt đầm đến khổ. Một số qúi ông lại nhảy lên bàn ghế, làm vỡ
mấy chiếc bình pha lê tuyệt đẹp của chủ. Một số vị khác lại thè mãi lưỡi ra và không ít vị đã xông vào ẩu đả…
Đứng trước cảnh tượng đó, Davy tươi cười tuyên bố loại nitơ oxit mà ông tìm ra là đinitơ oxit N2O, còn gọi
là khí gây cười.
Ma trơi
Cũng giống như nitơ, photpho kết hợp với hidro tạo thành khí photphua hidro PH3, gọi là photphin.
Trong cuốn tiểu thuyết "Chuyện ban đêm" của Gôgôn có mô tả một ông già mắc mưu ác quỷ, lạc vào xứ sở
của yêu quái, nhìn thấy ánh lửa bùng lên trên nấm mộ ven đường. Ông đã đứng thẳng lên, hai tay chống nạnh,

chú ý theo dõi thì ánh lửa phụt tắt. Rồi ở phía xa xa, một ánh lửa khác lại bùng lên.
Thế là cái gì? Ma trơi quả có thực, nhiều người đã chính mắt nhìn thấy và xem đó là một hiện tượng hiếm có.
Ma trơi thường xuyên xuất hiện trên những đầm lầy có sinh vật mục nát và trên những nấm mồ trong điều kiện
thời tiết đặc biệt nào đó; những nơi kể trên chính là những nơi có chất hữu cơ phân huỷ từ từ mà không có
không khí lọt vào. Lúc đó, những thành phần phi kim trong chất hữu cơ như C, N, S, P kết hợp một phần với
hidro biến thành CH4, H2S, NH3, PH3 phụt lên trên mặt đất. Những khi đến miền đầm lầy có nhiều sinh vật
thối rữa, nếu dùng que diêm đốt những bọt khí từ đáy đầm lầy bốc lên thì thấy những khí đó cháy được. Đặc
điểm của photphin là không những có thể cháy được, mà còn tự bùng lên thành ngọn lửa khi tiếp xúc với
không khí. Nếu trong các khí bốc lên có một lượng đáng kể photphin thì sẽ sinh ra ma trơi, nhưng những
người mê tín lại cho đó là hồn của những người mê tín lìa khỏi thể xác họ.
Phép màu của nhà thờ Jerusalem
Người ta kể lại rằng, khi làm lễ phục sinh ở nhà thờ thành Jerusalem thì một hiện tượng kỳ lạ đã xảy ra: một
linh mục vừa mới cầu kinh: "Cầu Chúa hãy tái sinh!" thì các đài nến có những cây nến mà ông ta cầm bỗng
nhiên bùng cháy sáng.
Thực tế thì không có một phép màu nào tồn tại cả và hết thảy những câu chuyện về phép màu đều được thêu
dệt lên mà thôi. Còn chúng ta, liệu có thể tạo ra được phép màu như thế nhờ một hiện tượng "phép màu hóa
học" không? Chúng ta có thể tạo ra phép màu như linh mục thành Jerusalem thật đơn giản: lấy một cái đài nến
trên có cắm một ngọn bấc được khêu to rồi tẩm một dung dịch đựng trong bình có nút nhám và đứng tránh
sang một bên. Không đầy 3 phút sau thì bấc nến cháy bùng lên.
Ai hiểu tường tận về sự cháy của các chất thì ắt sẽ biết do đâu mà ngọn nến bùng cháy và phép màu của thành
Jerusalem đã được xếp đặt như thế nào? Vâng, dung dịch dùng tẩm bấc là dung dịch của phốt pho trắng trong
cacbon sunfua (chất lỏng, không màu, dễ bay hơi). Sau khi cacbon sunfua bay hơi hết, trên bấc nến còn lại
những tinh thể phốt pho trắng dễ tự bốc cháy. Vì vậy mà ngọn nến đã tự nó tự bùng cháy lên.
4P + 5 O2 = 2 P2O5
Tại sao bánh bao có mùi khai ?
Để làm bánh bao người ta nhào bột mì với nước, sau đó thêm men và muối, trộn đều và đậy lại cho lên
men. Các con men gặp khối bột mì ẩm sẽ bắt đầu sinh trưởng. Một mặt chúng phân giải tinh bột trong bột mì
thành glucozo, một mặt chúng không ngừng giải phóng CO2. Khí CO2 sinh ra càng nhiều làm khối bột mì bị
xốp nên nở to ra. Thế tại sao phải thêm muối vào bột mì ? Bạn đừng tưởng thêm muối vào bột mì là để tạo vị
mặn mà là do trong muối vào bột sẽ làm cho con men sinh trưởng tốt hơn, làm cho CO2 sinh ra nhiều hơn.

Thế tại sao trong bánh bao lại có mùi khai ? Lý do đơn giản là vì thành phần chính của bột nở trong
bánh bao là (NH4)2CO3. Khi hấp thì dưới tác dụng nhiệt sẽ xảy ra phản ứng sau :
( NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O
Như vậy khi hấp bánh bao khí CO2, NH3 thoát ra ngoài để lại vô số lỗ nhỏ trong bánh bao làm cho
bánh bao vừa to lại vừa xốp và có mùi khai là mùi đặc trưng của amoniac (NH3).