Wie wird Stickstoff in der Chemie bezeichnet? Stickstoffverbindungen. Eigenschaften von Stickstoff. „Stickstoffmangel“ des Planeten
Eigenschaften von Stickstoff
Stickstoff-Element der fünften Gruppe, der Hauptuntergruppe, der zweiten Periode des Periodensystems der chemischen Elemente D.I. Mendeleev, mit der Ordnungszahl 7. Angezeigt durch das Symbol N(lat. Stickstoffium).
1 S 2 S 2 R Stickstoff– farbloses Gas, geruchlos und geschmacklos. Es ist in Wasser weniger löslich als Sauerstoff. Das Stickstoffatom kann eine Oxidationsstufe von +1 haben; +2; +3; +4, kann sowohl oxidierende als auch reduzierende Eigenschaften aufweisen.
ERÖFFNUNGSGESCHICHTE
Stickstoff– farbloses Gas, geruchlos und geschmacklos. Es ist in Wasser weniger löslich als Sauerstoff. Das Stickstoffatom kann eine Oxidationsstufe von +1 haben; +2; +3; +4, kann sowohl oxidierende als auch reduzierende Eigenschaften aufweisen.
ERÖFFNUNGSGESCHICHTE
Stickstoff– farbloses Gas, geruchlos und geschmacklos. Es ist in Wasser weniger löslich als Sauerstoff. Das Stickstoffatom kann eine Oxidationsstufe von +1 haben; +2; +3; +4, kann sowohl oxidierende als auch reduzierende Eigenschaften aufweisen.
ERÖFFNUNGSGESCHICHTE
Das Stickstoffatom kann eine Oxidationsstufe von +1 haben; +2; +3; +4, kann sowohl oxidierende als auch reduzierende Eigenschaften aufweisen.
ERÖFFNUNGSGESCHICHTE
Im Jahr 1777 führte Henry Cavendish das folgende Experiment durch: Er ließ wiederholt Luft über heiße Kohle strömen und behandelte sie dann mit Alkali, was zu einem Rückstand führte, den Cavendish als erstickende (oder mephitische) Luft bezeichnete. Aus der Sicht der modernen Chemie ist klar, dass bei der Reaktion mit heißer Kohle Luftsauerstoff zu Kohlendioxid gebunden wurde, das dann mit Alkali reagierte. Der Rest des Gases bestand hauptsächlich aus Stickstoff. So isolierte Cavendish Stickstoff, verstand jedoch nicht, dass es sich dabei um eine neue einfache Substanz (chemisches Element) handelte. Im selben Jahr berichtete Cavendish Joseph Priestley von dieser Erfahrung.
Priestley führte zu dieser Zeit eine Reihe von Experimenten durch, bei denen er auch Luftsauerstoff band und das entstehende Kohlendioxid entfernte, das heißt, er erhielt auch Stickstoff, interpretierte ihn jedoch als Anhänger der damals vorherrschenden Phlogiston-Theorie völlig falsch die erhaltenen Ergebnisse (seiner Meinung nach war der Prozess das Gegenteil – Sauerstoff wurde nicht aus dem Gasgemisch entfernt, sondern im Gegenteil, durch das Brennen wurde die Luft mit Phlogiston gesättigt; die verbleibende Luft (Stickstoff) nannte er gesättigt Phlogiston, also phlogistisiert). Es ist offensichtlich, dass Priestley, obwohl er Stickstoff isolieren konnte, das Wesentliche seiner Entdeckung nicht verstand und daher nicht als Entdecker des Stickstoffs gilt.
Zur gleichen Zeit wurden ähnliche Experimente mit dem gleichen Ergebnis von Karl Scheele durchgeführt.
Im Jahr 1772 wurde Stickstoff von Daniel Rutherford als einfacher Stoff beschrieben; er veröffentlichte seine Masterarbeit, in der er die grundlegenden Eigenschaften von Stickstoff aufzeigte (reagiert nicht mit Alkalien, unterstützt die Verbrennung nicht, ist für die Atmung ungeeignet). Als Entdecker des Stickstoffs gilt Daniel Rutherford.
Stickstoff wurde später von Henry Cavendish untersucht (eine interessante Tatsache ist, dass es ihm gelang, Stickstoff mithilfe von elektrischen Stromentladungen an Sauerstoff zu binden, und nach der Absorption von Stickoxiden hinterließ der Rückstand eine kleine Menge Gas, das jedoch absolut inert war, wie im Fall von Stickstoff, konnte nicht verstehen, dass er neue chemische Elemente isoliert hatte – Inertgase). Allerdings war Rutherford auch ein Befürworter der Phlogiston-Theorie, sodass er auch nicht verstehen konnte, was er isolierte. Somit ist es unmöglich, den Entdecker des Stickstoffs eindeutig zu identifizieren.
STICKSTOFF GEWINNEN
Im Labor kann es durch die Zersetzungsreaktion von Ammoniumnitrit gewonnen werden:
NH4NO2 → N2 + 2H2O
Die Reaktion ist exotherm und setzt 80 kcal (335 kJ) frei, daher muss das Gefäß während der Reaktion gekühlt werden (obwohl Ammoniumnitrit erhitzt werden muss, um die Reaktion zu starten).
In der Praxis wird diese Reaktion durch tropfenweise Zugabe einer gesättigten Natriumnitritlösung zu einer erhitzten gesättigten Ammoniumsulfatlösung durchgeführt, wobei sich das durch die Austauschreaktion gebildete Ammoniumnitrit sofort zersetzt.
Das dabei freigesetzte Gas ist mit Ammoniak, Stickoxiden und Sauerstoff verunreinigt, von denen es durch sukzessives Durchleiten durch Lösungen von Schwefelsäure, Eisen(II)sulfat und über heißem Kupfer gereinigt wird. Anschließend wird der Stickstoff getrocknet. 
Eine weitere Labormethode zur Herstellung von Stickstoff ist das Erhitzen einer Mischung aus Kaliumdichromat und Ammoniumsulfat (im Gewichtsverhältnis 2:1). Die Reaktion verläuft nach den Gleichungen:
K2Cr2O7 + (NH4)2SO4 = (NH4)2Cr2O7 + K2SO4 (NH4)2Cr2O7 →(t) Cr2O3 + N2 + 4H2O Der reinste Stickstoff kann durch Zersetzung von Metallaziden gewonnen werden:
2NaN3 →(t) 2Na + 3N2 Der sogenannte „Luft“- oder „atmosphärische“ Stickstoff, also ein Gemisch aus Stickstoff und Edelgasen, wird durch die Reaktion von Luft mit heißem Koks gewonnen:
Der reinste Stickstoff kann durch Zersetzung von Metallaziden gewonnen werden:
2NaN3 →(t) 2Na + 3N2 Der sogenannte „Luft“- oder „atmosphärische“ Stickstoff, also ein Gemisch aus Stickstoff und Edelgasen, wird durch die Reaktion von Luft mit heißem Koks gewonnen:
Der sogenannte „Luft“- oder „atmosphärische“ Stickstoff, also ein Gemisch aus Stickstoff und Edelgasen, wird durch die Reaktion von Luft mit heißem Koks gewonnen:
O2+ 4N2 + 2C → 2CO + 4N2
Dabei entsteht sogenanntes „Generator“- oder „Luft“-Gas – Rohstoffe für die chemische Synthese und Treibstoff. Bei Bedarf kann daraus Stickstoff durch Absorption von Kohlenmonoxid abgetrennt werden. 
Molekularer Stickstoff wird industriell durch fraktionierte Destillation flüssiger Luft hergestellt. Mit dieser Methode lässt sich auch „Luftstickstoff“ gewinnen. Weit verbreitet sind auch Stickstoffanlagen, die Adsorptions- und Membrangastrennverfahren nutzen.
Eine der Labormethoden besteht darin, Ammoniak über Kupfer(II)-oxid bei einer Temperatur von ~700 °C zu leiten:
2NH3 + 3CuO → N2 + 3H2O + 3Cu
Durch Erhitzen wird Ammoniak aus seiner gesättigten Lösung gewonnen. Die Menge an CuO ist doppelt so groß wie berechnet. Unmittelbar vor der Verwendung wird Stickstoff durch Überleiten von Kupfer und seinem Oxid (II) von Sauerstoff und Ammoniak gereinigt und anschließend mit konzentrierter Schwefelsäure und trockenem Alkali getrocknet. Der Prozess ist recht langsam, aber es lohnt sich: Das gewonnene Gas ist sehr sauber. 
EIGENSCHAFTEN VON STICKSTOFF
CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN
Aufgrund der großen Stärke des Stickstoffmoleküls sind viele seiner Verbindungen endotherm, ihre Bildungsenthalpie ist negativ und Stickstoffverbindungen sind thermisch instabil und zersetzen sich beim Erhitzen recht leicht. Deshalb liegt Stickstoff auf der Erde größtenteils in freiem Zustand vor.
Aufgrund seiner erheblichen Inertheit reagiert Stickstoff unter normalen Bedingungen nur mit Lithium:
Beim Erhitzen reagiert es mit einigen anderen Metallen und Nichtmetallen und bildet ebenfalls Nitride:
6Li + N2 → 2Li3N, 3Mg + N2 → Mg3N2, 2B + N2 →2BN,
2B + N2 →2BN,
Industrielle Fixierung von Luftstickstoff
Die gebräuchlichste Ammoniakmethode zur Fixierung von Luftstickstoff. Reversible Reaktion der Ammoniaksynthese:
Stickstoffverbindungen werden in der Chemie äußerst häufig eingesetzt; es ist unmöglich, alle Bereiche aufzuzählen, in denen stickstoffhaltige Stoffe verwendet werden: Dies ist die Industrie für Düngemittel, Sprengstoffe, Farbstoffe, Medikamente usw. Obwohl im wahrsten Sinne des Wortes „aus der Luft“ enorme Mengen an Stickstoff verfügbar sind, ist aufgrund der oben beschriebenen Stärke des Stickstoffmoleküls N2 das Problem der Gewinnung stickstoffhaltiger Verbindungen aus der Luft seit langem ungelöst; Die meisten Stickstoffverbindungen wurden aus seinen Mineralien gewonnen, beispielsweise aus dem chilenischen Salpeter. Der Rückgang der Reserven dieser Mineralien sowie der wachsende Bedarf an Stickstoffverbindungen zwangen jedoch dazu, die Arbeiten zur industriellen Fixierung von Luftstickstoff zu beschleunigen.
3H2 + N2 ↔ 2NH3
exotherm (thermischer Effekt 92 kJ) und geht mit einer Volumenabnahme einher, daher sind zur Verschiebung des Gleichgewichts nach rechts gemäß dem Le Chatelier-Brown-Prinzip eine Abkühlung der Mischung und hohe Drücke erforderlich. Aus kinetischer Sicht ist eine Temperaturabsenkung jedoch ungünstig, da dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit stark sinkt – bereits bei 700 °C ist die Reaktionsgeschwindigkeit für den praktischen Einsatz zu gering. 
In solchen Fällen kommt die Katalyse zum Einsatz, da mit einem geeigneten Katalysator die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht werden kann, ohne dass sich das Gleichgewicht verschiebt. Auf der Suche nach einem geeigneten Katalysator wurden etwa zwanzigtausend verschiedene Verbindungen ausprobiert. Aufgrund der Kombination der Eigenschaften (katalytische Aktivität, Vergiftungsbeständigkeit, niedrige Kosten) basiert der am häufigsten verwendete Katalysator auf metallischem Eisen mit Beimischungen von Aluminium- und Kaliumoxiden. Der Prozess wird bei Temperaturen von 400–600 °C und Drücken von 10–1000 Atmosphären durchgeführt.
Es ist zu beachten, dass bei Drücken über 2000 Atmosphären die Synthese von Ammoniak aus einem Gemisch aus Wasserstoff und Stickstoff mit hoher Geschwindigkeit und ohne Katalysator erfolgt. Beispielsweise beträgt die Produktausbeute bei 850 °C und 4500 Atmosphären 97 %. 
Es gibt eine weitere, weniger verbreitete Methode zur industriellen Bindung von Luftstickstoff – die Cyanamid-Methode, die auf der Reaktion von Calciumcarbid mit Stickstoff bei 1000 °C basiert. Die Reaktion läuft nach der Gleichung ab:
CaC2 + N2 → CaCN2 + C. Die Reaktion ist exotherm, ihre thermische Wirkung beträgt 293 kJ. Jedes Jahr werden etwa 1 × 106 Tonnen Stickstoff industriell aus der Erdatmosphäre entfernt. Wechselwirkung von Stickoxid mit Sauerstoff:
2NO + O2 2NO2
PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN
STICKSTOFF IN DER NATUR
STICKSTOFFKREISLAUF IN DER NATUR
Jedes Jahr werden etwa 1 × 106 Tonnen Stickstoff industriell aus der Erdatmosphäre entfernt. Wechselwirkung von Stickoxid mit Sauerstoff:
2NO + O2 2NO2
PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN
STICKSTOFF IN DER NATUR
STICKSTOFFKREISLAUF IN DER NATUR
Wechselwirkung von Stickoxid mit Sauerstoff:
PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN
STICKSTOFF IN DER NATUR
STICKSTOFFKREISLAUF IN DER NATUR
Die Fixierung von Luftstickstoff in der Natur erfolgt in zwei Hauptrichtungen – abiogen und biogen. Der erste Weg beinhaltet hauptsächlich Reaktionen von Stickstoff mit Sauerstoff. Da Stickstoff chemisch sehr inert ist, sind für die Oxidation große Energiemengen (hohe Temperaturen) erforderlich. Diese Bedingungen werden bei Blitzeinschlägen erreicht, wenn die Temperatur 25.000 °C oder mehr erreicht. Dabei kommt es zur Bildung verschiedener Stickoxide. Es besteht auch die Möglichkeit, dass eine abiotische Fixierung durch photokatalytische Reaktionen auf der Oberfläche von Halbleitern oder Breitbanddielektrika (Wüstensand) erfolgt. 
Azotobacter Und Clostridium Rhizobium, Cyanobakterien Anabaena, Nostoc
Der Hauptteil des molekularen Stickstoffs (ca. 1,4 × 108 t/Jahr) wird jedoch biotisch fixiert. Lange Zeit glaubte man, dass nur eine kleine Anzahl von Mikroorganismen (obwohl sie auf der Erdoberfläche weit verbreitet sind) molekularen Stickstoff binden können: Bakterien Azotobacter Und Clostridium, Knötchenbakterien von Hülsenfrüchten Rhizobium, Cyanobakterien Anabaena, Nostoc usw. Mittlerweile ist bekannt, dass viele andere Organismen im Wasser und im Boden über diese Fähigkeit verfügen, beispielsweise Actinomyceten in den Knollen von Erlen und anderen Bäumen (insgesamt 160 Arten). Sie alle wandeln molekularen Stickstoff in Ammoniumverbindungen (NH4+) um. Dieser Prozess erfordert einen erheblichen Energieaufwand (um 1 g Luftstickstoff zu fixieren, verbrauchen Bakterien in Hülsenfruchtknollen etwa 167,5 kJ, d. h. sie oxidieren etwa 10 g Glukose). Somit ist der gegenseitige Nutzen der Symbiose von Pflanzen und stickstofffixierenden Bakterien sichtbar – erstere bieten letzteren einen „Lebensort“ und liefern den durch die Photosynthese gewonnenen „Brennstoff“ – Glukose, letztere liefern den Stickstoff für Pflanzen notwendig in einer Form, die sie aufnehmen können.
Der im Gewebe von Pflanzen und Tieren enthaltene Stickstoff unterliegt nach ihrem Tod einer Ammonifikation (Zersetzung stickstoffhaltiger Komplexverbindungen unter Freisetzung von Ammoniak und Ammoniumionen) und einer Denitrifikation, also der Freisetzung von atomarem Stickstoff sowie seinen Oxiden . Diese Prozesse laufen ausschließlich aufgrund der Aktivität von Mikroorganismen unter aeroben und anaeroben Bedingungen ab.
Ohne menschliche Aktivität werden die Prozesse der Stickstofffixierung und Nitrifikation durch die gegenläufigen Reaktionen der Denitrifikation fast vollständig ausgeglichen. Ein Teil des Stickstoffs gelangt durch Vulkanausbrüche aus dem Erdmantel in die Atmosphäre, ein Teil ist fest in Böden und Tonmineralien verankert, außerdem entweicht ständig Stickstoff aus den oberen Schichten der Atmosphäre in den interplanetaren Raum. 
Biologische Rolle
Stickstoff ist ein für die Existenz von Tieren und Pflanzen notwendiges Element; er ist Bestandteil von Proteinen (16-18 Gew.-%), Aminosäuren, Nukleinsäuren, Nukleoproteinen, Chlorophyll, Hämoglobin usw. In der Zusammensetzung lebender Zellen ist die Zahl der Stickstoffatome beträgt etwa 2 %, der Massenanteil beträgt etwa 2,5 % (vierter Platz nach Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff). In dieser Hinsicht ist eine erhebliche Menge an fixiertem Stickstoff in lebenden Organismen, „toter organischer Substanz“ und dispergierter Materie der Meere und Ozeane enthalten. Diese Menge wird auf etwa 1,9 × 1011 Tonnen geschätzt. Infolge der Verrottungs- und Zersetzungsprozesse stickstoffhaltiger organischer Stoffe entstehen, abhängig von günstigen Umweltfaktoren, natürliche Ablagerungen stickstoffhaltiger Mineralien, beispielsweise „Chilenischer Salpeter“ (Natrium). Nitrat mit Beimischungen anderer Verbindungen), norwegischer, indischer Salpeter. 
HÄUFIGKEIT
Außerhalb der Erde kommt Stickstoff in Gasnebeln, der Sonnenatmosphäre, auf Uranus, Neptun, im interstellaren Raum usw. vor. Stickstoff ist das vierthäufigste Element im Sonnensystem (nach Wasserstoff, Helium und Sauerstoff).
Stickstoff in Form von zweiatomigen N2-Molekülen macht den größten Teil der Atmosphäre aus, wo sein Gehalt 75,6 % (Masse) oder 78,084 % (Volumen) beträgt, also etwa 3,87 × 1015 Tonnen.
Der Stickstoffgehalt in der Erdkruste beträgt nach Angaben verschiedener Autoren (0,7-1,5) × 1015 Tonnen (und im Humus etwa 6 × 1010 Tonnen) und im Erdmantel 1,3 × 1016 Tonnen Die Hauptquelle für Stickstoff ist der obere Teil des Erdmantels, von wo aus er durch Vulkanausbrüche in andere Erdhüllen gelangt.
Die in der Hydrosphäre gelöste Stickstoffmasse beträgt unter Berücksichtigung der gleichzeitigen Prozesse der Auflösung von Luftstickstoff in Wasser und seiner Freisetzung in die Atmosphäre etwa 2 × 1013 Tonnen, zusätzlich sind etwa 7 × 1011 Tonnen Stickstoff enthalten in der Hydrosphäre in Form von Verbindungen. 
Toxikologie von Stickstoff und seinen Verbindungen
Luftstickstoff selbst ist inert genug, um eine direkte Wirkung auf den menschlichen Körper und Säugetiere zu haben. Bei hohem Blutdruck kommt es jedoch zu Narkose, Vergiftung oder Erstickung (aufgrund von Sauerstoffmangel); Wenn der Druck schnell abnimmt, verursacht Stickstoff eine Dekompressionskrankheit.
Viele Stickstoffverbindungen sind sehr aktiv und oft giftig. 
ANWENDUNG VON STICKSTOFF
Tiefsiedender flüssiger Stickstoff in einem Metallbecher.
Flüssiger Stickstoff wird als Kältemittel und zur Kryotherapie verwendet.
Industrielle Anwendungen von Stickstoffgas sind auf seine inerten Eigenschaften zurückzuführen. Gasförmiger Stickstoff ist feuer- und explosionssicher, verhindert Oxidation und Verrottung. In der Petrochemie wird Stickstoff verwendet, um Tanks und Rohrleitungen zu spülen, den Betrieb von unter Druck stehenden Rohrleitungen zu überprüfen und die Produktion von Feldern zu steigern. Im Bergbau kann Stickstoff zur Schaffung einer explosionssicheren Umgebung in Bergwerken und zum Ausbau von Gesteinsschichten eingesetzt werden 
In der Elektronikfertigung wird Stickstoff verwendet, um Bereiche zu reinigen, in denen kein oxidierender Sauerstoff vorhanden sein kann. Wenn in einem Prozess, der traditionell mit Luft durchgeführt wird, Oxidation oder Zerfall negative Faktoren sind, kann Stickstoff die Luft erfolgreich ersetzen.
Ein wichtiges Einsatzgebiet von Stickstoff ist seine Verwendung zur weiteren Synthese verschiedenster stickstoffhaltiger Verbindungen, wie Ammoniak, Stickstoffdünger, Sprengstoffe, Farbstoffe etc. Bei der Koksherstellung werden große Mengen Stickstoff eingesetzt („trocken“) zum Abschrecken von Koks“) beim Entladen von Koks aus Koksofenbatterien sowie zum „Pressen“ von Treibstoff in Raketen aus Tanks zu Pumpen oder Motoren.
In der Lebensmittelindustrie ist Stickstoff als Lebensmittelzusatzstoff registriert E941, als gasförmiges Medium für Verpackung und Lagerung, ein Kältemittel, und flüssiger Stickstoff wird beim Abfüllen von Ölen und stillen Getränken verwendet, um in weichen Behältern einen Überdruck und eine inerte Umgebung zu erzeugen. 
Ein Liter flüssiger Stickstoff ergibt beim Verdampfen und Erhitzen auf 20 °C etwa 700 Liter Gas. Aus diesem Grund wird flüssiger Stickstoff in speziellen offenen vakuumisolierten Dewar-Gefäßen oder kryogenen Drucktanks gelagert. Das Prinzip des Löschens von Bränden mit flüssigem Stickstoff basiert auf derselben Tatsache. Durch die Verdunstung verdrängt Stickstoff den für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff und das Feuer erlischt. Da Stickstoff im Gegensatz zu Wasser, Schaum oder Pulver einfach verdunstet und verschwindet, ist das Feuerlöschen mit Stickstoff der effektivste Feuerlöschmechanismus im Hinblick auf den Schutz von Wertgegenständen.
Stickstoff
Stickstoff- ein Element der Hauptuntergruppe der fünften Gruppe der zweiten Periode des Periodensystems der chemischen Elemente von D.I. Mendelejew, mit der Ordnungszahl 7. Bezeichnet mit dem Symbol N (lat. Nitrogenium). Einfache Substanz Stickstoff - ein zweiatomiges Gas, unter normalen Bedingungen ziemlich inert, ohne Farbe, Geschmack und Geruch (Formel N2), aus dem drei Viertel der Erdatmosphäre bestehen.
Es wurde mehrmals von verschiedenen Personen „entdeckt“. Man nannte es anders und schrieb ihm fast mystische Eigenschaften zu: „phlogistische Luft“, „mephitische Luft“, „atmosphärisches Mofett“ und einfach „erstickende Substanz“. Bisher hat es mehrere Namen: englisch Nitrogen, französisch Azote, deutsch Stickstoff, russisch „nitrogen“ ...
Die Geschichte der „verdorbenen Luft“
Stickstoff(vom griechischen Wort azoos – leblos, im Lateinischen Nitrogenium) – das vierthäufigste Element im Sonnensystem (nach Wasserstoff , Helium Und Sauerstoff ). Stickstoffverbindungen – Salpeter, Salpetersäure, Ammoniak – waren bekannt, lange bevor Stickstoff in freiem Zustand gewonnen wurde.
Im Jahr 1777 leitete Henry Cavendish wiederholt Luft über heiße Kohle und behandelte sie anschließend mit Lauge. Das Ergebnis war ein Rückstand, den Cavendish als erstickende (oder mephitische) Luft bezeichnete. Aus der Sicht der modernen Chemie ist klar, dass bei der Reaktion mit heißer Kohle Luftsauerstoff zu Kohlendioxid gebunden wurde, das dann mit Alkali reagierte. Der Rest des Gases bestand hauptsächlich aus Stickstoff. So isolierte Cavendish Stickstoff, verstand jedoch nicht, dass es sich dabei um eine neue einfache Substanz (chemisches Element) handelte.
Im selben Jahr berichtete Cavendish Joseph Priestley von dieser Erfahrung. Priestley führte zu dieser Zeit eine Reihe von Experimenten durch, bei denen er auch Luftsauerstoff band und das entstehende Kohlendioxid entfernte, das heißt, er erhielt auch Stickstoff, interpretierte ihn jedoch als Anhänger der damals vorherrschenden Phlogiston-Theorie völlig falsch die erhaltenen Ergebnisse (seiner Meinung nach war der Prozess das Gegenteil – es wurde nicht Sauerstoff aus dem Gasgemisch entfernt, sondern im Gegenteil, durch das Brennen wurde die Luft mit Phlogiston gesättigt; er nannte die verbleibende Luft ( Stickstoff) gesättigtes Phlogiston, also phlogistisch).
Es ist offensichtlich, dass Priestley, obwohl er Stickstoff isolieren konnte, das Wesentliche seiner Entdeckung nicht verstand und daher nicht als Entdecker des Stickstoffs gilt. Zur gleichen Zeit wurden ähnliche Experimente mit dem gleichen Ergebnis von Karl Scheele durchgeführt.
Noch vor dieser Zeit, im Jahr 1772, stellte Daniel Rutherford beim Verbrennen von Phosphor und anderen Substanzen in einer Glasglocke fest, dass das nach der Verbrennung verbleibende Gas, das er „erstickende Luft“ nannte, die Atmung und Verbrennung nicht unterstützte. Erst 1787 stellte Antoine Lavoisier fest, dass die „lebenswichtigen“ und „erstickenden“ Gase, aus denen die Luft besteht, einfache Substanzen sind, und schlug den Namen „Stickstoff“ vor.
Zuvor, im Jahr 1784, zeigte G. Cavendish, dass Stickstoff Teil von Nitrat ist; Daher kommt der lateinische Name für Stickstoff (vom lateinischen nitrum – Salpeter und dem griechischen genna – ich gebäre, ich produziere). Zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Die chemische Inertheit von Stickstoff im freien Zustand und seine ausschließliche Rolle in Verbindungen mit anderen Elementen als gebundener Stickstoff wurden geklärt.
„Nicht lebenserhaltend“ ist von entscheidender Bedeutung
Obwohl der Titel „ Stickstoff „bedeutet „nicht lebenserhaltend“, tatsächlich ist es ein lebensnotwendiges Element. Tierisches und menschliches Protein enthält 16–17 % Stickstoff. In den Organismen fleischfressender Tiere entsteht Eiweiß aufgrund der aufgenommenen Eiweißstoffe, die in den Organismen pflanzenfressender Tiere und in Pflanzen vorhanden sind. Pflanzen synthetisieren Protein, indem sie im Boden enthaltene stickstoffhaltige Substanzen, hauptsächlich anorganische, assimilieren. Dank stickstofffixierender Mikroorganismen, die in der Lage sind, freien Stickstoff aus der Luft in Stickstoffverbindungen umzuwandeln, gelangen erhebliche Mengen Stickstoff in den Boden. Durch die Entnahme großer Mengen an gebundenem Stickstoff aus dem Boden durch Pflanzen (insbesondere bei intensiver Landwirtschaft) kommt es zur Erschöpfung der Böden.
Stickstoffmangel ist in fast allen Ländern typisch für die Landwirtschaft. Stickstoffmangel wird auch in der Tierhaltung beobachtet („Proteinhunger“). Auf stickstoffarmen Böden entwickeln sich Pflanzen schlecht. Im letzten Jahrhundert wurde in der Natur eine ziemlich reichhaltige Quelle für festen Stickstoff entdeckt. Dabei handelt es sich um chilenisches Nitrat, das Natriumsalz der Salpetersäure. Nitrat war lange Zeit der Hauptstickstofflieferant für die Industrie. Sein Vorkommen in Südamerika ist einzigartig, praktisch das einzige auf der Welt. Und es ist nicht verwunderlich, dass 1879 ein Krieg zwischen Peru, Bolivien und Chile um den Besitz der reichen Salpetergrenzprovinz Tarapaca ausbrach. Der Gewinner war Chile. Allerdings konnte die chilenische Lagerstätte natürlich nicht den weltweiten Bedarf an Stickstoffdüngern decken.
„Stickstoffmangel“ des Planeten
Die Erdatmosphäre enthält fast 80 % Stickstoff, während die Erdkruste nur 0,04 % enthält. Das Problem „wie man Stickstoff repariert“ ist alt, es ist so alt wie die Agrochemie. Die Möglichkeit, Stickstoff in der Luft mit Sauerstoff in einer elektrischen Entladung zu binden, erkannte erstmals der Engländer Henry Cavendish. Das war im 18. Jahrhundert. Der Prozess der kontrollierten Synthese von Stickoxiden wurde jedoch erst 1904 durchgeführt. 1913 schlugen die Deutschen Fritz Haber und Carl Bosch die Ammoniakmethode zur Stickstofffixierung vor. Mittlerweile produzieren Hunderte von Fabriken auf allen Kontinenten nach diesem Prinzip jährlich mehr als 20 Millionen Tonnen festen Stickstoff aus der Luft. Drei Viertel davon fließen in die Produktion von Stickstoffdüngern. Allerdings beträgt der Stickstoffmangel in den Anbaugebieten der Erde mehr als 80 Millionen Tonnen pro Jahr. Die Erde verfügt eindeutig nicht über genügend Stickstoff. Der Großteil des erzeugten freien Stickstoffs wird für die industrielle Produktion von Ammoniak verwendet, das dann in erheblichen Mengen zu Salpetersäure, Düngemitteln, Sprengstoffen usw. verarbeitet wird.
Anwendung von Stickstoff
Frei Stickstoff Wird in vielen Branchen eingesetzt: als Inertmedium in verschiedenen chemischen und metallurgischen Prozessen, zum Füllen von Freiräumen in Quecksilberthermometern, beim Pumpen brennbarer Flüssigkeiten usw.
Ein flüssiger Stickstoff als Kühlmittel und für die Kryotherapie verwendet. Industrielle Anwendungen von Stickstoffgas sind auf seine inerten Eigenschaften zurückzuführen. Gasförmiger Stickstoff ist feuer- und explosionssicher, verhindert Oxidation und Verrottung.
IN Petrochemie Stickstoff Wird zum Spülen von Tanks und Rohrleitungen, zur Überprüfung des Betriebs von unter Druck stehenden Rohrleitungen und zur Steigerung der Feldproduktion verwendet. Im Bergbau Stickstoff können zur Schaffung einer explosionssicheren Umgebung in Bergwerken und zum Ausbau von Gesteinsschichten eingesetzt werden.
IN Elektronikfertigung Stickstoff Wird zum Spülen von Bereichen verwendet, in denen kein oxidierender Sauerstoff vorhanden sein kann. Wenn in einem Prozess, der traditionell mit Luft durchgeführt wird, Oxidation oder Fäulnis negative Faktoren sind - Stickstoff kann Luft erfolgreich ersetzen.
Wichtiger Anwendungsbereich Stickstoff ist seine zur weiteren Synthese verwenden eine Vielzahl von Verbindungen enthaltend Stickstoff , wie Ammoniak, Stickstoffdünger, Sprengstoffe, Farbstoffe usw. Große Mengen Stickstoff Wird bei der Koksproduktion („trockenes Abschrecken von Koks“) beim Entladen von Koks aus Koksbatterien sowie beim „Pressen“ von Treibstoff in Raketen aus Tanks zu Pumpen oder Motoren verwendet.
Missverständnisse: Stickstoff ist kein Weihnachtsmann
IN Nahrungsmittelindustrie Stickstoff registriert als Lebensmittelzusatzstoff E941, als gasförmiges Medium für Verpackung und Lagerung, Kältemittel. Flüssig Stickstoff In Filmen wird es oft als eine Substanz demonstriert, die ziemlich große Objekte sofort einfrieren kann. Dies ist ein häufiger Fehler. Selbst das Einfrieren einer Blüte dauert ziemlich lange, was unter anderem an der sehr geringen Wärmekapazität liegt Stickstoff .
Aus dem gleichen Grund ist es sehr schwierig, Schlösser beispielsweise auf −180 °C abzukühlen und mit einem Schlag zu spalten. Liter Flüssigkeit Stickstoff Beim Verdampfen und Erhitzen auf 20 °C entstehen etwa 700 Liter Gas. Aus diesem Grund sollten Sie nicht lagern Stickstoff in geschlossenen Behältern, die nicht für hohe Drücke geeignet sind. Das Prinzip des Löschens von Bränden mit Flüssigkeit basiert auf derselben Tatsache. Stickstoff . Verdunsten Stickstoff verdrängt die für die Verbrennung benötigte Luft und das Feuer stoppt.
Als Stickstoff Da das Feuerlöschen mit Stickstoff im Gegensatz zu Wasser, Schaum oder Pulver einfach verdunstet und verschwindet, ist es aus Sicht der Werterhaltung der effektivste Feuerlöschmechanismus. Gefrierende Flüssigkeit Stickstoff von Lebewesen mit der Möglichkeit ihres späteren Auftauens ist problematisch. Das Problem besteht darin, dass es nicht möglich ist, ein Lebewesen schnell genug einzufrieren (und wieder aufzutauen), sodass die Inhomogenität des Einfrierens seine lebenswichtigen Funktionen nicht beeinträchtigt. Stanislav Lem, der im Buch „Fiasco“ über dieses Thema fantasierte, entwickelte ein Notgefriersystem Stickstoff , in dem ein Schlauch mit Stickstoff, der Zähne ausschlug, in den Mund des Astronauten gesteckt und ihm ein reichlicher Strom zugeführt wurde Stickstoff .
Wie bereits oben ausgeführt, Stickstoff Aus atmosphärischer Luft werden durch Tiefenkühlung flüssige und gasförmige Stoffe gewonnen.
Qualitätsindikatoren für gasförmigen Stickstoff GOST 9293-74
| Indikatorname | Besonders | Erhöht | Erhöht | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2. Klasse | 1. Klasse |
2. Klasse |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volumenanteil von Stickstoff, nicht weniger | 99,996 |
99,99 |
99,95 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sauerstoff, nicht mehr | 0,001 |
0,001 |
0,05 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wasserdampf in Stickstoffgas, mehr nicht | 0,0007 |
0,0015 |
0,004 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wasserstoff, nicht mehr | 0,001 | Nicht standardisiert |
Nicht standardisiert | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Summe der kohlenstoffhaltigen Verbindungen bezogen auf CH 4, nicht mehr | 0,001 | Nicht standardisiert |
STICKSTOFF, N (lat. Nitrogenium * a. Stickstoff; n. Stickstoff; f. Azote, Nitrogen; i. Nitrogeno), ist ein chemisches Element der Gruppe V des Mendelejew-Periodensystems, Ordnungszahl 7, Atommasse 14,0067. 1772 vom englischen Entdecker D. Rutherford entdeckt. Eigenschaften von StickstoffUnter normalen Bedingungen ist Stickstoff ein farb- und geruchloses Gas. Natürlicher Stickstoff besteht aus zwei stabilen Isotopen: 14 N (99,635 %) und 15 N (0,365 %). Das Stickstoffmolekül ist zweiatomig; Die Atome sind durch eine kovalente Dreifachbindung NN verbunden. Der durch verschiedene Methoden bestimmte Durchmesser des Stickstoffmoleküls beträgt 3,15–3,53 A. Das Stickstoffmolekül ist sehr stabil – die Dissoziationsenergie beträgt 942,9 kJ/mol. Molekularer StickstoffMolekulare Stickstoffkonstanten: f Schmelzen – 209,86°C, f Sieden – 195,8°C; Die Dichte von gasförmigem Stickstoff beträgt 1,25 kg/m3, flüssiger Stickstoff - 808 kg/m3. Eigenschaften von StickstoffIm festen Zustand liegt Stickstoff in zwei Modifikationen vor: der kubischen a-Form mit einer Dichte von 1026,5 kg/m3 und der hexagonalen b-Form mit einer Dichte von 879,2 kg/m3. Schmelzwärme 25,5 kJ/kg, Verdampfungswärme 200 kJ/kg. Oberflächenspannung von flüssigem Stickstoff in Kontakt mit Luft 8.5.10 -3 N/m; Dielektrizitätskonstante 1,000538. Löslichkeit von Stickstoff in Wasser (cm 3 pro 100 ml H 2 O): 2,33 (0 °C), 1,42 (25 °C) und 1,32 (60 °C). Die äußere Elektronenhülle des Stickstoffatoms besteht aus 5 Elektronen. Die Oxidationsstufen von Stickstoff variieren von 5 (in N 2 O 5) bis -3 (in NH 3). StickstoffverbindungUnter normalen Bedingungen kann Stickstoff mit Übergangsmetallverbindungen (Ti, V, Mo usw.) reagieren, Komplexe bilden oder zu Ammoniak und Hydrazin reduziert werden. Stickstoff interagiert mit aktiven Metallen, beispielsweise wenn er auf relativ niedrige Temperaturen erhitzt wird. Stickstoff reagiert mit den meisten anderen Elementen bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von Katalysatoren. Stickstoffverbindungen mit: N 2 O, NO, N 2 O 5 wurden gut untersucht. Stickstoff verbindet sich nur bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von Katalysatoren mit C; dabei entsteht Ammoniak NH 3 . Stickstoff interagiert nicht direkt mit Halogenen; Daher werden alle Stickstoffhalogenide nur indirekt erhalten, beispielsweise Stickstofffluorid NF 3 – durch Wechselwirkung mit Ammoniak. Auch Stickstoff verbindet sich nicht direkt mit Schwefel. Wenn heißes Wasser mit Stickstoff reagiert, entsteht Cyan (CN) 2. Wenn gewöhnlicher Stickstoff elektrischen Entladungen ausgesetzt wird, sowie bei elektrischen Entladungen in der Luft, kann aktiver Stickstoff gebildet werden, eine Mischung aus Stickstoffmolekülen und -atomen mit einer erhöhten Energiereserve. Aktiver Stickstoff interagiert sehr energisch mit Sauerstoff, Wasserstoff, Dampf und einigen Metallen. Stickstoff ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde und der Großteil davon (ca. 4,10 15 Tonnen) ist in freiem Zustand konzentriert. Jedes Jahr werden durch vulkanische Aktivität 2,10 6 Tonnen Stickstoff in die Atmosphäre freigesetzt. Ein kleiner Teil des Stickstoffs ist konzentriert (durchschnittlicher Gehalt in der Lithosphäre 1,9,10 -3 %). Natürliche Stickstoffverbindungen sind Ammoniumchlorid und verschiedene Nitrate (Salpeter). Stickstoffnitride können sich nur bei hohen Temperaturen und Drücken bilden, was offenbar in den frühesten Stadien der Erdentwicklung der Fall war. Große Salpeteransammlungen kommen nur in trockenen Wüstenklimaten vor (usw.). Geringe Mengen an fixiertem Stickstoff kommen in (1–2,5 %) und (0,02–1,5 %) sowie im Wasser von Flüssen, Meeren und Ozeanen vor. Stickstoff reichert sich in Böden (0,1 %) und lebenden Organismen (0,3 %) an. Stickstoff ist Bestandteil von Proteinmolekülen und vielen natürlichen organischen Verbindungen. Stickstoffkreislauf in der NaturIn der Natur gibt es einen Stickstoffkreislauf, der einen Kreislauf von molekularem Luftstickstoff in der Biosphäre, einen Kreislauf von chemisch gebundenem Stickstoff in der Atmosphäre und einen Kreislauf von Oberflächenstickstoff umfasst, der mit organischem Material in der Lithosphäre vergraben ist und zurück in die Atmosphäre gelangt . Stickstoff für die Industrie wurde bisher ausschließlich aus natürlichen Salpetervorkommen gewonnen, deren Anzahl weltweit sehr begrenzt ist. In Chile gibt es besonders große Stickstoffvorkommen in Form von Natriumnitrat; Die Salpeterproduktion betrug in manchen Jahren mehr als 3 Millionen Tonnen. MOBUSOSH Nr. 2 Zusammenfassung in Chemie zum Thema: „Eigenschaften von Elementen der Stickstoff-Untergruppe“ Erstellt von: Nasertdinov K. Geprüft: Agidel-2008 2.1.1 Eigenschaften von Stickstoff 2.1.2 Anwendung von Stickstoff 2.2 Ammoniak 2.2.1 Eigenschaften von Ammoniak 2.2.2 Anwendung von Ammoniak 2.2.3 Stickoxide 2.3 Salpetersäure 2.3.3 Verwendung von Salpetersäure und ihren Salzen 2.4 Phosphor 2.4.1 Phosphorverbindungen 2.4.2 Anwendung von Phosphor und seinen Verbindungen 2.5 Mineraldünger Literatur 1. Eigenschaften von Elementen der Stickstoff-UntergruppeStickstoff ist der wichtigste Bestandteil der Atmosphäre (78 % ihres Volumens). In der Natur kommt es in Proteinen, in Ablagerungen von Natriumnitrat vor. Natürlicher Stickstoff besteht aus zwei Isotopen: 14 N (99,635 % Masse) und 15 N (0,365 % Masse). Phosphor ist Bestandteil aller lebenden Organismen. Kommt in der Natur in Form von Mineralien vor. Phosphor wird häufig in der Medizin, Landwirtschaft, Luftfahrt und beim Edelmetallabbau eingesetzt. Arsen, Antimon und Wismut sind weit verbreitet, hauptsächlich in Form von Sulfiderzen. Arsen ist eines der Lebenselemente, die das Haarwachstum fördern. Arsenverbindungen sind giftig, können aber in geringen Dosen medizinische Wirkung haben. Arsen wird in der Medizin und Veterinärmedizin eingesetzt. 2. Struktur und Eigenschaften von AtomenNebengruppenelemente auf der äußeren Elektroschicht haben fünf Elektronen. Sie können sie abgeben und drei weitere Elektronen von anderen Atomen anziehen. Daher liegt ihr Oxidationszustand zwischen -3 und +5. Ihre flüchtigen Wasserstoff- und höheren Sauerstoffverbindungen sind saurer Natur und werden durch die allgemeinen Formeln RH 3 und R 2 O 5 bezeichnet. Die Elemente der Untergruppe haben nichtmetallische Eigenschaften und gleichzeitig ist die Fähigkeit, Elektronen anzuziehen, geringer als die der Elemente der Halogen- und Sauerstoff-Untergruppe. In der Stickstoff-Untergruppe des Periodensystems nehmen die metallischen Eigenschaften zu, wenn sich Elemente von oben nach unten bewegen. Stickstoff und Phosphor sind Nichtmetalle, Arsen und Antimon weisen Eigenschaften von Metallen auf und Wismut ist ein Metall.
Tabelle der Eigenschaften einfacher Stoffe der Elemente der Stickstoff-Untergruppe. 2.1 StickstoffStickstoff ist das erste und wichtigste Element der Untergruppe. Stickstoff ist ein typisches nichtmetallisches Element. Im Gegensatz zu anderen Elementen der Untergruppe hat Stickstoff nicht die Fähigkeit, seine Wertigkeit zu erhöhen. Die elektronische Struktur wird durch sieben Elektronen dargestellt, die sich auf zwei Energieniveaus befinden. Elektronische Formel: 1s 2 2s 2 2p 3. Stickstoffoxidationsstufen: - 3,+5,-2,-1,+1,+2,+3,+4. Das Stickstoffatom hat eine hohe chemische Aktivität; es bindet Elektronen aktiver als Schwefel- und Phosphoratome. 2.1.1 Eigenschaften von StickstoffUnter normalen Bedingungen ist Stickstoff eine molekulare, gasförmige, wenig aktive Substanz; das Molekül besteht aus zwei Atomen; Farbloses Gas, geruchlos, schwer wasserlöslich, etwas leichter als Luft, reagiert nicht mit Sauerstoff, bei - 196 o C verdichtet es sich, bei - 210 o C verwandelt es sich in eine schneeartige Masse. Stickstoff ist chemisch inaktiv. Es unterstützt weder die Atmung noch die Verbrennung. Bei Raumtemperatur reagiert es nur mit Lithium unter Bildung von Li 3 N. Um ein Stickstoffmolekül zu spalten, müssen 942 kJ/mol Energie aufgewendet werden. Die Reaktionen, an denen Stickstoff teilnimmt, sind Redoxreaktionen, bei denen Stickstoff sowohl die Eigenschaften eines Oxidationsmittels als auch eines Reduktionsmittels aufweist. Bei erhöhten Temperaturen verbindet sich Stickstoff mit vielen Metallen, bei Raumtemperatur nur mit Lithium. Stickstoff interagiert bei noch höherer Temperatur mit Nichtmetallen. Dadurch ist Leben auf unserem Planeten möglich, denn wenn Stickstoff bei niedrigen Temperaturen reagieren würde, würde er mit Sauerstoff, der Teil der Luft ist, reagieren und Lebewesen könnten dieses Gasgemisch nicht atmen. 2.1.2 Anwendung von StickstoffStickstoff wird in der Industrie aus der Luft gewonnen, indem der Siedepunktunterschied von Stickstoff und Sauerstoff genutzt wird. Stickstoff wird in der chemischen Industrie zur Herstellung von Ammoniak, Harnstoff usw. verwendet; in der Elektrotechnik beim Herstellen elektrischer Lampen, beim Pumpen brennbarer Flüssigkeiten, beim Trocknen von Sprengstoffen usw. 2.2 AmmoniakAmmoniak ist eine der wichtigsten Wasserstoffverbindungen des Stickstoffs. Es ist von großer praktischer Bedeutung. Das Leben auf der Erde verdankt viel bestimmten Bakterien, die atmosphärischen Stickstoff in Ammoniak umwandeln können. 2.2.1 Eigenschaften von AmmoniakDas Ammoniakmolekül entsteht durch die Paarung von drei p-Elektronen eines Stickstoffatoms mit drei s-Elektronen von Wasserstoffatomen. Oxidationsstufe: - 3. Das Ammoniakmolekül ist stark polar. Ammoniak ist ein farbloses Gas mit stechendem Geruch, fast doppelt so leicht wie Luft. Beim Abkühlen auf -33 °C zieht es sich zusammen. Ammoniak ist in Wasser gut löslich. Ammoniak ist eine chemisch aktive Verbindung, die mit vielen Substanzen reagiert. Am häufigsten handelt es sich dabei um Oxidations- und Verbindungsreaktionen. Bei Redoxreaktionen fungiert Ammoniak lediglich als Reduktionsmittel. Ammoniak verbrennt in Sauerstoff und verbindet sich aktiv mit Wasser und Säuren. 2.2.2 Anwendung von AmmoniakAmmoniak wird zur Herstellung von Salpetersäure und stickstoffhaltigen Mineraldüngern, Salzen und Soda verwendet. In flüssiger Form wird es in der Kühlung eingesetzt. Ammoniak wird in der Medizin zur Herstellung von Ammoniak verwendet; im Alltag als Bestandteil von Fleckenentfernern, aber auch in chemischen Laboren. Ammoniumsalze werden zur Herstellung von Sprengstoffen, Düngemitteln, Elektrobatterien sowie zur Metallverarbeitung und zum Schweißen verwendet. 2.2.3 StickoxideFür Stickstoff sind Oxide bekannt, die allen seinen positiven Oxidationsstufen (+1,+2,+3,+4,+5) entsprechen: N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N 2 O 5 . Unter normalen Bedingungen interagiert Stickstoff nicht mit Sauerstoff, sondern nur dann, wenn eine elektrische Entladung durch ihre Mischung geleitet wird. Tabelle der Eigenschaften von Stickoxiden. 2.3 Salpetersäure2.3.1 Eigenschaften von SalpetersäureDas Salpetersäuremolekül HNO 3 besteht aus drei Elementen, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind. Dabei handelt es sich um eine molekulare Substanz, die ein stark oxidiertes Stickstoffatom enthält. Allerdings beträgt die Wertigkeit des Stickstoffs in der Säure vier statt der üblichen Oxidationszahl des Stickstoffs. Reine Salpetersäure ist eine farblose Flüssigkeit, die an der Luft raucht und einen stechenden Geruch hat. Konzentrierte Salpetersäure ist gelb. Die Dichte von Salpetersäure beträgt 1,51 g/cm 3, der Siedepunkt liegt bei 86 °C und bei einer Temperatur von 41,6 °C erstarrt sie in Form einer transparenten kristallinen Masse. Die Säure löst sich in Wasser und die wässrige Lösung ist ein Elektrolyt. Verdünnte Salpetersäure weist Eigenschaften auf, die allen Säuren gemeinsam sind. Es ist ein starkes Oxidationsmittel. Bei Raumtemperatur zerfällt die Säure in Stickstoffmonoxid (IV), Sauerstoff und Wasser und wird daher in dunklen Flaschen an einem kühlen Ort aufbewahrt. Es reagiert mit Metallen (außer Gold und Platin), sowohl aktiven als auch inaktiven. Viele Nichtmetalle werden durch Salpetersäure oxidiert. Salpetersäure, insbesondere konzentrierte Säure, oxidiert organische Substanzen. Tierische und pflanzliche Gewebe werden bei Einwirkung von Salpetersäure schnell zerstört. 2.3.2 Salze der Salpetersäure und ihre EigenschaftenSalze der Salpetersäure, Nitrate, entstehen, wenn die Säure mit Metallen, Metalloxiden, Basen, Ammoniak und auch mit einigen Salzen reagiert. Nitrate sind kristalline Feststoffe, gut wasserlöslich und starke Elektrolyte. Beim Erhitzen zersetzen sie sich unter Freisetzung von Sauerstoff. Als Oxidationsmittel weist es eine Reihe spezifischer Eigenschaften auf. Je nach Art des Metalls verläuft die Zersetzungsreaktion unterschiedlich. Eine qualitative Reaktion auf Nitrationen (Lösungen von Salpetersäure und ihrem Salz) wird wie folgt durchgeführt: Kupferspäne werden mit der Testsubstanz in das Reagenzglas gegeben, Schwefelsäurekonzentrat hinzugefügt und erhitzt. Die Freisetzung von braunem Gas weist auf das Vorhandensein von Nitrationen hin. Stickstoff ist eines von vielen chemischen Elementen im Periodensystem, aber die Frage, was Stickstoff ist, stellt sich sehr oft. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Dieser Stoff wird in Wissenschaft, Technik und Industrie aktiv eingesetzt und dient als Grundlage für die Herstellung vieler Materialien und Verbindungen, die im Alltag und bei der Arbeit nützlich sind. Dieses Element gehört zur Gruppe 15 des Periodensystems, ist auf der ganzen Erde weit verbreitet und macht den größten Teil der Erdatmosphäre aus, insbesondere in den höheren Schichten. Der Stoff gehört zu inerten Formationen – solchen, die praktisch nicht mit anderen Elementen interagieren. Das Element unterstützt die Verbrennung nicht. Wie andere Edelgase ist Stickstoff (wie er auf Lateinisch Stickstoff genannt wird) geruchlos und hat auch keine Farbe. Es ist außerdem ungiftig und ungefährlich für lebende Organismen. Große Mengen an N2 kommen in der Luft vor (es macht etwa 78 % des gesamten Luftvolumens aus) und kommen auch in Gesteinen, Gesteinen und Verbindungen aller Art vor. Das Stickstoffmolekül ist ein wesentlicher Bestandteil der Proteinstrukturen lebender Organismen; es kommt auch in Nukleinsäuren und anderen Dingen vor. Eigenschaften und physikalische Eigenschaften von StickstoffWie oben erwähnt, hat dieser Stoff weder Geruch noch Geschmack; er ist inert, das heißt, er hat eine schwache Fähigkeit, mit anderen chemischen Elementen zu interagieren.
Neben der Tatsache, dass die Luft sehr viel Stickstoff enthält, wurde er auch an anderen Orten gefunden: in Gasnebeln im Weltraum, auf den Planeten Neptun sowie Uranus und einigen Satelliten der Sonnenplaneten System. Es ist wichtig, die physikalischen Eigenschaften eines Elements zu kennen, da es überall verwendet wird. Sie sehen so aus:
Eine weitere wichtige physikalische Eigenschaft besteht darin, dass Stickstoff bei Kontakt mit Luft den darin enthaltenen Sauerstoff aufnimmt und dadurch schmilzt. Chemische Eigenschaften von Stickstoff und seinen VerbindungenZwischen N2-Atomen bestehen Dreifachbindungen; die Moleküle des Stoffes weisen einen hohen Widerstand gegen Dissoziationsprozesse auf. Unter normalen Bedingungen kommt es praktisch nicht zu einer Dissoziation zwischen den Molekülen des Elements.
Zwischen einzelnen Molekülen bestehen eher schwache Bindungen, weshalb Stickstoff überwiegend in gasförmigem Zustand vorliegt. Interessanterweise findet selbst bei einer Erwärmung auf 3000 °C praktisch keine thermische Dissoziation statt. Stickstoff kommt auf der Erde hauptsächlich in freier Form vor, da alle damit verbundenen Verbindungen selbst gegenüber der Temperatur sehr instabil sind. Atomgas aus N hat bereits eine deutlich größere Fähigkeit, mit anderen Elementen zu interagieren; es reagiert bei Kontakt mit Metallen, Arsen, Schwefel, Phosphor usw. Stickstoffkreislauf in der NaturDa es sich bei der betreffenden Substanz um eine der am häufigsten vorkommenden Substanzen auf dem Planeten handelt, ist es nicht verwunderlich, dass sie einen eigenen entwickelten Zyklus hat. Es ist Teil der Flora und Fauna und kommt im Boden und in der Luft vor.
Sein Zirkulationskreislauf in der Biosphäre sieht folgendermaßen aus:
Die Struktur der Stickstoffmoleküle ist so, dass diese Substanz von bestimmten Arten von Mikroorganismen, insbesondere von Hülsenfrüchten, am besten aufgenommen wird.
Eine sehr wirksame Möglichkeit zur Steigerung der Bodenfruchtbarkeit ist daher der Anbau von Hülsenfrüchten, die aktiv Stickstoff aufnehmen und so den Boden anreichern. Auch Gewitter tragen zu diesem Prozess bei und auch die künstliche Produktion von Ammoniak spielt eine wesentliche Rolle. Stickstoff bekommen
Anwendung von StickstoffStickstoff spielt wie Wasserstoff, Sauerstoff und andere übliche Stoffe eine sehr wichtige Rolle im Leben der gesamten Menschheit.
Es wird in vielen Tätigkeitsbereichen aktiv eingesetzt:
Und das sind nicht alle Einsatzgebiete der betreffenden Komponente. Wie Sie sehen, birgt das Periodensystem viele interessante Elemente und Stickstoff ist eines davon. Der Gefrierpunkt, die elektronische Formel und andere Fragen werden im Internet ausführlich dargestellt, sodass es nicht schwierig ist, sich bei Bedarf damit vertraut zu machen. N2 ist der wichtigste Bestandteil der belebten und unbelebten Natur unseres Planeten und des gesamten Kosmos, daher ist jeder Mensch einfach verpflichtet, mehr darüber zu wissen.
Zusammenhängende Posts: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
