WEBVTT

00:00:07.239 --> 00:00:08.052
Bạn cho rằng điều gì

00:00:08.052 --> 00:00:09.579
là phát minh quan trọng nhất

00:00:09.579 --> 00:00:11.581
trong vài thế kỷ qua

00:00:11.581 --> 00:00:12.614
Là máy vi tính?

00:00:12.614 --> 00:00:13.263
Hay xe hơi?

00:00:13.263 --> 00:00:14.168
Hay điện năng?

00:00:14.168 --> 00:00:16.145
Hoặc sự phát hiện ra nguyên tử

00:00:16.145 --> 00:00:19.592
Tôi có thể cho rằng đó là phản ứng hoá học này

00:00:19.592 --> 00:00:21.213
một phân tử nito

00:00:21.213 --> 00:00:23.297
phản ứng với ba phân tử hidro

00:00:23.297 --> 00:00:26.739
tạo thành hai phân tử amoniac

00:00:26.739 --> 00:00:28.343
Đây gọi là quá trình Haber

00:00:28.343 --> 00:00:30.925
về sự liên kết của Nitơ trong không khí

00:00:30.925 --> 00:00:32.431
với khí hidro

00:00:32.431 --> 00:00:35.564
hoặc biền đổi không khí thành phân hoá học.

00:00:35.564 --> 00:00:36.806
Không có phản ứng này,

00:00:36.806 --> 00:00:39.482
Nông dân không thể sản xuất đủ nông sản

00:00:39.482 --> 00:00:41.348
cho 4 tỉ người

00:00:41.348 --> 00:00:44.880
trong khi dân số thế giới đến 7 tỉ người

00:00:44.880 --> 00:00:46.881
Nếu không có quá trình Haber

00:00:46.881 --> 00:00:51.306
hơn 3 tỉ người sẽ thiếu ăn

00:00:51.306 --> 00:00:55.025
Nitơ là thành phần của nitrat -NO3

00:00:55.025 --> 00:00:58.205
là chất dinh dưỡng thiết yếu cho thực vật

00:00:58.205 --> 00:01:00.706
Khi cây cối phát triển, chúng hấp thụ nitơ

00:01:00.706 --> 00:01:02.425
có từ đất

00:01:02.425 --> 00:01:03.923
nitơ sẽ được bổ sung thêm

00:01:03.923 --> 00:01:06.346
qua quá trình bón phân lâu dài trong tự nhiên

00:01:06.346 --> 00:01:07.845
như xác động vật phân rã

00:01:07.845 --> 00:01:09.679
nhưng con người muốn sản xuất

00:01:09.679 --> 00:01:11.680
nhanh hơn nhiều

00:01:11.680 --> 00:01:13.591
Có một trở ngại

00:01:13.591 --> 00:01:16.594
có đến 78% không khí chứa nguyên tố nitơ

00:01:16.594 --> 00:01:19.396
nhưng cây cối không thể chỉ hấp thụ từ đó

00:01:19.396 --> 00:01:22.511
vì khí nitơ có liên kết rất bền

00:01:22.511 --> 00:01:24.643
mà thực vật không thể phá vỡ

00:01:24.643 --> 00:01:26.643
Quá trình Haber cơ bản là

00:01:26.643 --> 00:01:27.762
tìm ra cách để

00:01:27.762 --> 00:01:29.529
chuyển nitơ từ không khí

00:01:29.529 --> 00:01:31.281
vào đất

00:01:31.281 --> 00:01:34.864
Năm 1908, nhà hoá học Đức Fritz Haber

00:01:34.864 --> 00:01:36.176
phát triển một phương pháp hoá học

00:01:36.176 --> 00:01:39.020
tận dụng nguồn nitơ dồi dào từ không khí

00:01:39.020 --> 00:01:39.890
Haber tìm ra một cách

00:01:39.890 --> 00:01:41.594
lấy nitơ trong không khí

00:01:41.594 --> 00:01:43.046
liên kết với hidro

00:01:43.046 --> 00:01:45.242
và tạo thành amoniac

00:01:45.242 --> 00:01:47.797
amoniac có thể thấm vào đất

00:01:47.797 --> 00:01:50.506
rồi chuyển thành nitrat nhanh chóng

00:01:50.506 --> 00:01:53.100
Nhưng nếu quá trình Haber được ứng dụng

00:01:53.100 --> 00:01:54.950
để cung cấp thực phẩm cho thế giới

00:01:54.950 --> 00:01:55.213
Ông sẽ cần tìm cách

00:01:55.213 --> 00:01:58.415
để nhanh chóng tạo ra thật nhiều amoniac

00:01:58.415 --> 00:01:59.381
Để hiểu được

00:01:59.381 --> 00:02:01.900
Haber làm được như thế nào

00:02:01.900 --> 00:02:02.179
chúng ta cần biết vài điều về

00:02:02.179 --> 00:02:04.397
cân bằng hoá học

00:02:04.397 --> 00:02:06.346
Cân bằng hoá học xảy ra

00:02:06.346 --> 00:02:09.514
khi bạn cho phản ứng trong một hộp kín

00:02:09.514 --> 00:02:11.233
Ví dụ như bạn cho

00:02:11.233 --> 00:02:14.346
hidro va nitơ vào một hộp kín

00:02:14.346 --> 00:02:16.158
và để phản ứng xảy ra

00:02:16.158 --> 00:02:17.757
trong giai đoạn đầu của phản ứng

00:02:17.757 --> 00:02:20.370
ta có rất nhiều hidro va nitơ

00:02:20.370 --> 00:02:22.006
nên sự tạo thành amoniac

00:02:22.006 --> 00:02:24.098
xảy ra rất nhanh

00:02:24.098 --> 00:02:26.680
Nhưng, càng phản ứng, hidro va nito

00:02:26.680 --> 00:02:28.261
bị sử dụng hết dần

00:02:28.261 --> 00:02:29.883
phản ứng sẽ chậm lại

00:02:29.883 --> 00:02:31.842
bởi vì có ít nitơ va hidro hơn

00:02:31.842 --> 00:02:33.625
trong hộp

00:02:33.625 --> 00:02:36.347
Cuối cùng, amoniac đạt tới một giới hạn

00:02:36.347 --> 00:02:38.058
lúc đó, amoniac sẽ phân huỷ

00:02:38.058 --> 00:02:41.339
tạo ngược lại nitơ va hidro

00:02:41.339 --> 00:02:43.063
Sau một lúc, 2 phản ứng thuận nghịch

00:02:43.063 --> 00:02:45.588
tạo và phân huỷ amoniac

00:02:45.588 --> 00:02:47.634
đạt cùng một tốc độ

00:02:47.634 --> 00:02:49.341
Khi 2 tốc độ này bằng nhau

00:02:49.341 --> 00:02:52.147
ta nói phản ứng cân bằng

00:02:53.146 --> 00:02:55.280
Nghe có vẻ dễ dàng, nhưng không

00:02:55.280 --> 00:02:56.511
khi bạn chỉ muốn

00:02:56.511 --> 00:02:58.817
tạo ra thật nhiều amoniac

00:02:58.817 --> 00:03:00.336
Haber không hề muốn amoniac

00:03:00.336 --> 00:03:01.855
bị phân huỷ

00:03:01.855 --> 00:03:03.374
nhưng nếu chỉ để phản ứng

00:03:03.374 --> 00:03:04.865
bình thường trong hộp

00:03:04.865 --> 00:03:06.487
sự phân huỷ sẽ xảy ra

00:03:06.487 --> 00:03:08.794
Lúc này Henry Le Chatelier

00:03:08.794 --> 00:03:09.981
nhà hoá học Pháp

00:03:09.981 --> 00:03:11.271
có thể giúp

00:03:11.271 --> 00:03:12.705
Điều mà ông ta tìm ra

00:03:12.705 --> 00:03:14.590
là nếu bạn lấy một hệ cân bằng

00:03:14.590 --> 00:03:16.296
và thêm vào một yếu tố

00:03:16.296 --> 00:03:17.723
ví dụ như nitơ

00:03:17.723 --> 00:03:18.715
hệ sẽ tiến về

00:03:18.715 --> 00:03:20.921
cân bằng một lần nữa

00:03:20.921 --> 00:03:22.296
Le Chatelier cũng tìm ra

00:03:22.296 --> 00:03:23.469
nếu bạn tăng

00:03:23.469 --> 00:03:25.596
áp suất của hệ cân bằng

00:03:25.596 --> 00:03:26.761
hệ sẽ cố gắng tiến về

00:03:26.761 --> 00:03:28.978
áp suất đã có (giảm áp suất)

00:03:28.978 --> 00:03:30.675
giống như một căn phòng đầy người

00:03:30.675 --> 00:03:32.182
càng nhiều phân tử

00:03:32.182 --> 00:03:33.773
áp suất càng cao

00:03:33.773 --> 00:03:35.529
Nếu ta nhìn lại phương trình

00:03:35.529 --> 00:03:37.532
bên vế trái (tham gia)

00:03:37.532 --> 00:03:39.681
có 4 phân tử

00:03:39.681 --> 00:03:41.776
và chỉ 2 phân tử bên phải

00:03:41.776 --> 00:03:44.278
Nên, nều ta muốn "căn phòng" bớt đông

00:03:44.278 --> 00:03:45.872
và giảm áp suất

00:03:45.872 --> 00:03:46.779
hệ sẽ bắt đầu

00:03:46.779 --> 00:03:48.228
kết hợp nito và hidro

00:03:48.670 --> 00:03:51.804
để tạo ra nhiều amoniac

00:03:51.804 --> 00:03:53.821
Haber nhận thấy để tạo

00:03:53.821 --> 00:03:55.100
nhiều amoniac

00:03:55.100 --> 00:03:56.604
ông phải chế tạo một cái máy

00:03:56.604 --> 00:03:59.600
để liên tục cung cấp nito va hidro

00:03:59.600 --> 00:04:01.438
đồng thời tăng áp suất

00:04:01.438 --> 00:04:03.314
của hệ cân bằng

00:04:03.314 --> 00:04:05.480
là điều ông đã làm

00:04:05.480 --> 00:04:08.030
Ngày nay, amoniac là một trong các chất

00:04:08.030 --> 00:04:10.313
được sản xuất nhiều nhất trên thế giới

00:04:10.313 --> 00:04:14.891
Khoảng 131 triệu tấn khối mỗi năm

00:04:14.891 --> 00:04:18.314
tương đương 290 tỉ pounds

00:04:18.314 --> 00:04:19.363
Khoảng khối lượng của

00:04:19.363 --> 00:04:21.447
30 triệu con voi Châu Phi

00:04:21.447 --> 00:04:24.314
10,000 pounds mỗi con

00:04:24.314 --> 00:04:28.087
80% lượng amoniac này dùng cho phân bón

00:04:28.087 --> 00:04:29.041
trong khi số còn lại

00:04:29.041 --> 00:04:30.937
dùng cho công nghiệp và tẩy rửa

00:04:30.937 --> 00:04:33.314
và sản xuất các hợp chất của nitơ

00:04:33.314 --> 00:04:35.265
như acid nitric

00:04:35.265 --> 00:04:36.345
các nghiên cứu gần đây tìm ra

00:04:36.345 --> 00:04:38.837
rằng một nửa lượng nito trong phân bón

00:04:38.837 --> 00:04:41.147
không được hấp thụ bởi thực vật

00:04:41.147 --> 00:04:42.977
Hậu quả là nitơ được tìm thấy

00:04:42.977 --> 00:04:44.642
dưới dạng hợp chất hay thay đổi

00:04:44.642 --> 00:04:47.695
trong khí quyển và nước

00:04:47.695 --> 00:04:49.646
làm huỷ hoại môi trường

00:04:49.646 --> 00:04:51.475
Tất nhiên, Haber không nhìn trước được

00:04:51.475 --> 00:04:53.095
vấn đề khi công bố phát minh

00:04:53.095 --> 00:04:54.773
Theo các nhà khoa học

00:04:54.773 --> 00:04:56.388
họ đang tìm

00:04:56.388 --> 00:04:59.054
một quá trình Haber mới cho thế kỉ 21

00:04:59.054 --> 00:05:01.029
sẽ có cùng hiệu quả

00:05:01.029 --> 00:05:03.359
nhưng không gây hậu quả nguy hiểm