Nitrogen có thể tạo thành với oxygen các hợp chất NO, NO₂, N₂O, N₂O₃, N₂O₅.

+ Khí nitrogen monoxide (NO) được tạo thành trong không khí ở nhiệt độ cao.

N₂(g) + O₂(g) $\stackrel{\approx {3000}^{o}C}{\rightleftharpoons }$ 2NO(g)      

Ở điều kiện thường, khí NO không màu kết hợp với oxygen trong không khí tạo thành khí nitrogen dioxide (NO₂) màu nâu đỏ.

2NO + O₂ → 2NO₂.

+ Các chất N₂O, N₂O₃, N₂O₅ không điều chế được trực tiếp từ phản ứng giữa nitrogen và oxygen.

Quá trình hình thành mưa acid:

+ Hoạt động của núi lửa, cháy rừng, sấm sét hoặc do con người tiêu thụ các nhiên liệu như than đá, dầu mỏ … làm phát sinh ra nhiều khí SO₂, NO_x (các khí oxide của nitrogen).

+ Dưới xúc tác của các ion kim loại trong khói bụi SO₂, NO_x bị oxi hoá, sau đó hoà tan trong nước mưa rơi xuống mặt đất, ao hồ … tạo thành hiện tượng mưa acid.

2SO₂ + O₂ + 2H₂O \$\stackrel{xt}{\to }$ 2H₂SO₄

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃.

Các phương trình hoá học minh hoạ chuỗi phản ứng:

N₂(g) + O₂(g) $\stackrel{t^o}{\rightleftharpoons }$2NO(g)

2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)

4NO₂(g) + 2H₂O(l) + O₂(g) → 4HNO₃(aq).

Một số tác hại của mưa acid: làm thay đổi thành phần của nước sông, hồ, gây hại cho động vật sống dưới nước và các sinh vật khác, huỷ hoại các công trình xây dựng, kiến trúc, cảnh quan thiên nhiên …

- Liên kết hoá học giữa các nguyên tử trong phân tử HNO₃ thuộc loại liên kết cộng hoá trị.

- Trong HNO₃, nitrogen có số oxi hoá là +5, đây là số oxi hoá cao nhất của nitrogen.

- Dự đoán: Trong phản ứng oxi hoá – khử nitrogen đóng vai trò là chất oxi hoá.

Nitric acid tinh khiết kém bền, bị phân huỷ một phần giải phóng khí nitrogen dioxide (NO₂) ngay ở điều kiện thường khi có ánh sáng. Do đó, cần bảo quản nitric acid trong các lọ tối màu.

Một số ứng dụng của HNO₃ trong đời sống và sản xuất:

- Sản xuất thuốc nổ;

- Sản xuất phân bón;

- Sản xuất thuốc nhuộm vải…

Các phương trình hoá học:

2HNO₃ + CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

2HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O

2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂↑ + H₂O.

Các phản ứng này không phải là phản ứng oxi hoá – khử; do không có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố trước và sau phản ứng.

Dấu hiệu nhận biết ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng: xuất hiện dày đặc tảo xanh trong nước; nguồn thuỷ sản trong ao hồ bị suy kiệt; xuất hiện mùi hôi thối khó chịu.

Một số phương pháp hạn chế hiện tượng phú dưỡng:

- Xử lí nước thải trước khi đổ vào ao hồ.

- Trồng một số thực vật thuỷ sinh phù hợp với môi trường phú dưỡng: bèo tây, ngổ trâu, cải xoong … Trồng thực vật thủy sinh cũng sẽ làm giảm mức độ dinh dưỡng trong nước ao, hồ và do đó không khuyến khích sự nhân lên của thực vật phù du.

- Sử dụng chế phẩm vi sinh để tăng vi sinh có lợi.

- Tảo phát triển mạnh trong nước thiếu oxygen. Do đó tăng cường oxygen ngay lập tức bằng việc lắp đặt thiết bị sục khí để khuấy trộn bề mặt ao và giúp giải phóng các loại khí như CO₂. Điều này cũng cho phép nước hấp thụ nhiều oxygen hơn, trong thời gian ngắn sẽ giúp giảm sự hiện diện của tảo.

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều các nguyên tố dinh dưỡng như nitrogen, phosphorus … Khi thải trực tiếp nước thải chăn nuôi xuống ao, hồ, các dưỡng chất này không được tiêu thụ hết sẽ gây ra tình trạng dư, thừa, dẫn đến hiện tượng phú dưỡng.

a) Các phương trình hoá học xảy ra:

4NH₃ + 5O₂ $\stackrel{t^o,Pt}{\to }$4NO + 6H₂O

2NO + O₂ → 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃.

b) Khối lượng nitric acid có trong 200 000 tấn dung dịch nitric acid 60% là:

$m_{HN{O}_3}=\frac{200000.60}{100}=120000$ (tấn).

Sơ đồ: NH₃ $\stackrel{+O_2,t^o,xt}{\to }$ NO $\stackrel{+O_2}{\to }$NO₂ $\stackrel{+O_2+H_{2}O}{\to }$HNO₃

             1                                                                           1                  mol

             17                                                                         63                gam

             m                                                                          120 000        tấn

Hiệu suất của phản ứng sản xuất nitric acid là 96,2%, thì khối lượng ammonia cần dùng là:

                                          $m=\frac{17.120000}{63}.\frac{100}{96,2}=33660$(tấn).

Trường hợp gây ra hiện tượng phú dưỡng: nước thải, phân bón hoá học chưa xử lí thải trực tiếp vào ao, hồ.

Giải thích: Nước thải, phân bón hoá học chứa nhiều các nguyên tố dinh dưỡng như nitrogen, phosphorus … Khi thải trực tiếp xuống ao, hồ, các dưỡng chất này không được tiêu thụ hết sẽ gây ra tình trạng dư, thừa, dẫn đến hiện tượng phú dưỡng.

Dưới xúc tác của các ion kim loại trong khói bụi.. NO₂ bị oxi hoá, sau đó hoà tan trong nước mưa rơi xuống mặt đất, ao hồ … tạo thành hiện tượng mưa acid.

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

Trong HNO₃ có chứa nitrogen cũng góp phần gây nên hiện tượng phú dưỡng.