< Return to Video

Phản ứng hóa học nuôi sống cả thế giới - Daniel D. Dulek

  • 0:07 - 0:08
    Bạn cho rằng điều gì
  • 0:08 - 0:10
    là phát minh quan trọng nhất
  • 0:10 - 0:12
    trong vài thế kỷ qua
  • 0:12 - 0:13
    Là máy vi tính?
  • 0:13 - 0:13
    Hay xe hơi?
  • 0:13 - 0:14
    Hay điện năng?
  • 0:14 - 0:16
    Hoặc sự phát hiện ra nguyên tử
  • 0:16 - 0:20
    Tôi có thể cho rằng đó là phản ứng hoá học này
  • 0:20 - 0:21
    một phân tử nito
  • 0:21 - 0:23
    phản ứng với ba phân tử hidro
  • 0:23 - 0:27
    tạo thành hai phân tử amoniac
  • 0:27 - 0:28
    Đây gọi là quá trình Haber
  • 0:28 - 0:31
    về sự liên kết của Nitơ trong không khí
  • 0:31 - 0:32
    với khí hidro
  • 0:32 - 0:36
    hoặc biền đổi không khí thành phân hoá học.
  • 0:36 - 0:37
    Không có phản ứng này,
  • 0:37 - 0:39
    Nông dân không thể sản xuất đủ nông sản
  • 0:39 - 0:41
    cho 4 tỉ người
  • 0:41 - 0:45
    trong khi dân số thế giới đến 7 tỉ người
  • 0:45 - 0:47
    Nếu không có quá trình Haber
  • 0:47 - 0:51
    hơn 3 tỉ người sẽ thiếu ăn
  • 0:51 - 0:55
    Nitơ là thành phần của nitrat -NO3
  • 0:55 - 0:58
    là chất dinh dưỡng thiết yếu cho thực vật
  • 0:58 - 1:01
    Khi cây cối phát triển, chúng hấp thụ nitơ
  • 1:01 - 1:02
    có từ đất
  • 1:02 - 1:04
    nitơ sẽ được bổ sung thêm
  • 1:04 - 1:06
    qua quá trình bón phân lâu dài trong tự nhiên
  • 1:06 - 1:08
    như xác động vật phân rã
  • 1:08 - 1:10
    nhưng con người muốn sản xuất
  • 1:10 - 1:12
    nhanh hơn nhiều
  • 1:12 - 1:14
    Có một trở ngại
  • 1:14 - 1:17
    có đến 78% không khí chứa nguyên tố nitơ
  • 1:17 - 1:19
    nhưng cây cối không thể chỉ hấp thụ từ đó
  • 1:19 - 1:23
    vì khí nitơ có liên kết rất bền
  • 1:23 - 1:25
    mà thực vật không thể phá vỡ
  • 1:25 - 1:27
    Quá trình Haber cơ bản là
  • 1:27 - 1:28
    tìm ra cách để
  • 1:28 - 1:30
    chuyển nitơ từ không khí
  • 1:30 - 1:31
    vào đất
  • 1:31 - 1:35
    Năm 1908, nhà hoá học Đức Fritz Haber
  • 1:35 - 1:36
    phát triển một phương pháp hoá học
  • 1:36 - 1:39
    tận dụng nguồn nitơ dồi dào từ không khí
  • 1:39 - 1:40
    Haber tìm ra một cách
  • 1:40 - 1:42
    lấy nitơ trong không khí
  • 1:42 - 1:43
    liên kết với hidro
  • 1:43 - 1:45
    và tạo thành amoniac
  • 1:45 - 1:48
    amoniac có thể thấm vào đất
  • 1:48 - 1:51
    rồi chuyển thành nitrat nhanh chóng
  • 1:51 - 1:53
    Nhưng nếu quá trình Haber được ứng dụng
  • 1:53 - 1:55
    để cung cấp thực phẩm cho thế giới
  • 1:55 - 1:55
    Ông sẽ cần tìm cách
  • 1:55 - 1:58
    để nhanh chóng tạo ra thật nhiều amoniac
  • 1:58 - 1:59
    Để hiểu được
  • 1:59 - 2:02
    Haber làm được như thế nào
  • 2:02 - 2:02
    chúng ta cần biết vài điều về
  • 2:02 - 2:04
    cân bằng hoá học
  • 2:04 - 2:06
    Cân bằng hoá học xảy ra
  • 2:06 - 2:10
    khi bạn cho phản ứng trong một hộp kín
  • 2:10 - 2:11
    Ví dụ như bạn cho
  • 2:11 - 2:14
    hidro va nitơ vào một hộp kín
  • 2:14 - 2:16
    và để phản ứng xảy ra
  • 2:16 - 2:18
    trong giai đoạn đầu của phản ứng
  • 2:18 - 2:20
    ta có rất nhiều hidro va nitơ
  • 2:20 - 2:22
    nên sự tạo thành amoniac
  • 2:22 - 2:24
    xảy ra rất nhanh
  • 2:24 - 2:27
    Nhưng, càng phản ứng, hidro va nito
  • 2:27 - 2:28
    bị sử dụng hết dần
  • 2:28 - 2:30
    phản ứng sẽ chậm lại
  • 2:30 - 2:32
    bởi vì có ít nitơ va hidro hơn
  • 2:32 - 2:34
    trong hộp
  • 2:34 - 2:36
    Cuối cùng, amoniac đạt tới một giới hạn
  • 2:36 - 2:38
    lúc đó, amoniac sẽ phân huỷ
  • 2:38 - 2:41
    tạo ngược lại nitơ va hidro
  • 2:41 - 2:43
    Sau một lúc, 2 phản ứng thuận nghịch
  • 2:43 - 2:46
    tạo và phân huỷ amoniac
  • 2:46 - 2:48
    đạt cùng một tốc độ
  • 2:48 - 2:49
    Khi 2 tốc độ này bằng nhau
  • 2:49 - 2:52
    ta nói phản ứng cân bằng
  • 2:53 - 2:55
    Nghe có vẻ dễ dàng, nhưng không
  • 2:55 - 2:57
    khi bạn chỉ muốn
  • 2:57 - 2:59
    tạo ra thật nhiều amoniac
  • 2:59 - 3:00
    Haber không hề muốn amoniac
  • 3:00 - 3:02
    bị phân huỷ
  • 3:02 - 3:03
    nhưng nếu chỉ để phản ứng
  • 3:03 - 3:05
    bình thường trong hộp
  • 3:05 - 3:06
    sự phân huỷ sẽ xảy ra
  • 3:06 - 3:09
    Lúc này Henry Le Chatelier
  • 3:09 - 3:10
    nhà hoá học Pháp
  • 3:10 - 3:11
    có thể giúp
  • 3:11 - 3:13
    Điều mà ông ta tìm ra
  • 3:13 - 3:15
    là nếu bạn lấy một hệ cân bằng
  • 3:15 - 3:16
    và thêm vào một yếu tố
  • 3:16 - 3:18
    ví dụ như nitơ
  • 3:18 - 3:19
    hệ sẽ tiến về
  • 3:19 - 3:21
    cân bằng một lần nữa
  • 3:21 - 3:22
    Le Chatelier cũng tìm ra
  • 3:22 - 3:23
    nếu bạn tăng
  • 3:23 - 3:26
    áp suất của hệ cân bằng
  • 3:26 - 3:27
    hệ sẽ cố gắng tiến về
  • 3:27 - 3:29
    áp suất đã có (giảm áp suất)
  • 3:29 - 3:31
    giống như một căn phòng đầy người
  • 3:31 - 3:32
    càng nhiều phân tử
  • 3:32 - 3:34
    áp suất càng cao
  • 3:34 - 3:36
    Nếu ta nhìn lại phương trình
  • 3:36 - 3:38
    bên vế trái (tham gia)
  • 3:38 - 3:40
    có 4 phân tử
  • 3:40 - 3:42
    và chỉ 2 phân tử bên phải
  • 3:42 - 3:44
    Nên, nều ta muốn "căn phòng" bớt đông
  • 3:44 - 3:46
    và giảm áp suất
  • 3:46 - 3:47
    hệ sẽ bắt đầu
  • 3:47 - 3:48
    kết hợp nito và hidro
  • 3:49 - 3:52
    để tạo ra nhiều amoniac
  • 3:52 - 3:54
    Haber nhận thấy để tạo
  • 3:54 - 3:55
    nhiều amoniac
  • 3:55 - 3:57
    ông phải chế tạo một cái máy
  • 3:57 - 4:00
    để liên tục cung cấp nito va hidro
  • 4:00 - 4:01
    đồng thời tăng áp suất
  • 4:01 - 4:03
    của hệ cân bằng
  • 4:03 - 4:05
    là điều ông đã làm
  • 4:05 - 4:08
    Ngày nay, amoniac là một trong các chất
  • 4:08 - 4:10
    được sản xuất nhiều nhất trên thế giới
  • 4:10 - 4:15
    Khoảng 131 triệu tấn khối mỗi năm
  • 4:15 - 4:18
    tương đương 290 tỉ pounds
  • 4:18 - 4:19
    Khoảng khối lượng của
  • 4:19 - 4:21
    30 triệu con voi Châu Phi
  • 4:21 - 4:24
    10,000 pounds mỗi con
  • 4:24 - 4:28
    80% lượng amoniac này dùng cho phân bón
  • 4:28 - 4:29
    trong khi số còn lại
  • 4:29 - 4:31
    dùng cho công nghiệp và tẩy rửa
  • 4:31 - 4:33
    và sản xuất các hợp chất của nitơ
  • 4:33 - 4:35
    như acid nitric
  • 4:35 - 4:36
    các nghiên cứu gần đây tìm ra
  • 4:36 - 4:39
    rằng một nửa lượng nito trong phân bón
  • 4:39 - 4:41
    không được hấp thụ bởi thực vật
  • 4:41 - 4:43
    Hậu quả là nitơ được tìm thấy
  • 4:43 - 4:45
    dưới dạng hợp chất hay thay đổi
  • 4:45 - 4:48
    trong khí quyển và nước
  • 4:48 - 4:50
    làm huỷ hoại môi trường
  • 4:50 - 4:51
    Tất nhiên, Haber không nhìn trước được
  • 4:51 - 4:53
    vấn đề khi công bố phát minh
  • 4:53 - 4:55
    Theo các nhà khoa học
  • 4:55 - 4:56
    họ đang tìm
  • 4:56 - 4:59
    một quá trình Haber mới cho thế kỉ 21
  • 4:59 - 5:01
    sẽ có cùng hiệu quả
  • 5:01 - 5:03
    nhưng không gây hậu quả nguy hiểm
Title:
Phản ứng hóa học nuôi sống cả thế giới - Daniel D. Dulek
Description:

Một trong những chất dinh dưỡng mà thực vật cần là nitrate, hợp chất tổng hợp từ amoniac (NH3). Làm sao để sản xuất thật nhiều ammoniac cho nông nghiệp. Qúa trình Haber là một con đường đi từ khí nito và hidro trong không khí để tạo thành NH3. Làm sao Haber có thể vận dụng phương trình này cách hiệu quả, mặc dù đã có nguồn nguyên liệu dồi dào? Liệu quá trình này còn mang tính thực tiễn?
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:19

Vietnamese subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.