نیتروژن در شیمی چگونه تعیین می شود؟ ترکیبات نیتروژن. خواص نیتروژن "گرسنگی نیتروژنی" سیاره

ویژگی های نیتروژن

• نیتروژن-عنصر گروه پنجم، زیرگروه اصلی، دوره دوم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف، با عدد اتمی 7. با نماد نشان داده شده است ن(لات. نیتروژنیوم).

1 s 2 s 2 r

نیتروژن– گاز بی رنگ، بی بو و بی مزه. کمتر از اکسیژن در آب حل می شود.

اتم نیتروژن ممکن است حالت اکسیداسیون 1+ داشته باشد. +2; +3; +4، می تواند هر دو خاصیت اکسید کننده و کاهش دهنده را نشان دهد.

تاریخچه افتتاحیه

در سال 1777، هنری کاوندیش آزمایش زیر را انجام داد: او بارها و بارها هوا را از روی زغال سنگ داغ عبور داد، سپس آن را با قلیایی تصفیه کرد، و در نتیجه باقیمانده ای به وجود آمد که کاوندیش آن را هوای خفه کننده (یا مفیتی) نامید. از نقطه نظر شیمی مدرن، واضح است که در واکنش با زغال سنگ داغ، اکسیژن اتمسفر به دی اکسید کربن متصل شد، که سپس با قلیایی واکنش داد. باقی مانده گاز بیشتر نیتروژن بود. بنابراین، کاوندیش نیتروژن را جدا کرد، اما نتوانست درک کند که یک ماده ساده (عنصر شیمیایی) جدید است. در همان سال، کاوندیش این تجربه را به جوزف پریستلی گزارش داد.

پریستلی در این زمان یک سری آزمایش انجام داد که در آن او اکسیژن اتمسفر را نیز متصل کرد و دی اکسید کربن حاصل را حذف کرد ، یعنی نیتروژن نیز دریافت کرد ، اما به دلیل اینکه از طرفداران نظریه فلوژیستون غالب در آن زمان بود ، کاملاً اشتباه تفسیر کرد. نتایج به‌دست‌آمده (به نظر او، فرآیند برعکس بود - اکسیژن از مخلوط گاز خارج نشد، بلکه برعکس، در نتیجه شلیک، هوا با فلوژیستون اشباع شد؛ او هوای باقی‌مانده (نیتروژن) را اشباع نامید. phlogiston، یعنی phlogisticated). بدیهی است که پریستلی، با وجود اینکه قادر به جداسازی نیتروژن بود، نتوانست ماهیت کشف خود را درک کند و بنابراین کاشف نیتروژن به حساب نمی آید.

در همان زمان، آزمایش های مشابه با نتیجه یکسان توسط کارل شیل انجام شد.

در سال 1772، نیتروژن به عنوان یک ماده ساده توسط دانیل رادرفورد توصیف شد. این دانیل رادرفورد بود که به عنوان کاشف نیتروژن شناخته می شود.

نیتروژن متعاقباً توسط هنری کاوندیش مورد مطالعه قرار گرفت (یک واقعیت جالب این است که او موفق شد نیتروژن را با اکسیژن با استفاده از تخلیه جریان الکتریکی متصل کند و پس از جذب اکسیدهای نیتروژن، باقیمانده مقدار کمی گاز، کاملاً بی اثر باقی بماند، اگرچه، مانند مورد نیتروژن، نمی توانست بفهمد که عناصر شیمیایی جدیدی - گازهای بی اثر - را جدا کرده است. با این حال، رادرفورد از طرفداران نظریه فلوژیستون نیز بود، بنابراین او نیز نمی‌توانست بفهمد که چه چیزی را جدا کرده است. بنابراین، شناسایی دقیق کاشف نیتروژن غیرممکن است.

به دست آوردن نیتروژن

در آزمایشگاه ها می توان آن را با واکنش تجزیه نیتریت آمونیوم به دست آورد:

NH4NO2 → N2 + 2H2O

واکنش گرمازا است و 80 کیلوکالری (335 کیلوژول) آزاد می کند، بنابراین ظرف زمانی که اتفاق می افتد باید خنک شود (اگرچه برای شروع واکنش، نیتریت آمونیوم باید گرم شود).

در عمل، این واکنش با افزودن قطره‌ای محلول اشباع نیتریت سدیم به محلول گرم شده سولفات آمونیوم انجام می‌شود و نیتریت آمونیومی که در نتیجه واکنش تبادلی تشکیل می‌شود، فوراً تجزیه می‌شود.

گاز آزاد شده در این حالت آلوده به آمونیاک، اکسید نیتروژن و اکسیژن است که با عبور متوالی از محلول‌های اسید سولفوریک، سولفات آهن (II) و روی مس داغ از آن‌ها خالص می‌شود. سپس نیتروژن خشک می شود.

• یکی دیگر از روش های آزمایشگاهی برای تولید نیتروژن، حرارت دادن مخلوطی از دی کرومات پتاسیم و سولفات آمونیوم (به نسبت وزنی 2:1) است. واکنش طبق معادلات انجام می شود:

K2Cr2O7 + (NH4)2SO4 = (NH4)2Cr2O7 + K2SO4

(NH4)2Cr2O7 →(t) Cr2O3 + N2 + 4H2O

• خالص ترین نیتروژن را می توان با تجزیه آزیدهای فلزی به دست آورد:

2NaN3 →(t) 2Na + 3N2

• نیتروژن به اصطلاح "هوا" یا "اتمسفر"، یعنی مخلوطی از نیتروژن با گازهای نجیب، از واکنش هوا با کک داغ به دست می آید:

O2+ 4N2 + 2C → 2CO + 4N2

این گاز به اصطلاح "ژنراتور" یا "هوا" - مواد خام برای سنتز شیمیایی و سوخت تولید می کند. در صورت لزوم می توان نیتروژن را با جذب مونوکسید کربن از آن جدا کرد.

• نیتروژن مولکولی به صورت صنعتی با تقطیر جزئی هوای مایع تولید می شود. از این روش می توان برای به دست آوردن "نیتروژن اتمسفر" نیز استفاده کرد. گیاهان نیتروژن که از روش های جذب و جداسازی گاز غشایی استفاده می کنند نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

• یکی از روش های آزمایشگاهی عبور آمونیاک از روی اکسید مس (II) در دمای ~700 درجه سانتی گراد است.

2NH3 + 3CuO → N2 + 3H2O + 3Cu

آمونیاک از محلول اشباع آن با حرارت دادن گرفته می شود. مقدار CuO 2 برابر بیشتر از محاسبه شده است. بلافاصله قبل از استفاده، نیتروژن با عبور از روی مس و اکسید آن (II) از اکسیژن و آمونیاک خالص می شود، سپس با اسید سولفوریک غلیظ و قلیایی خشک خشک می شود. روند بسیار کند است، اما ارزش آن را دارد: گاز به دست آمده بسیار تمیز است.

خواص نیتروژن

خواص شیمیایی

• به دلیل قدرت زیاد مولکول نیتروژن، بسیاری از ترکیبات آن گرماگیر هستند، آنتالپی تشکیل آنها منفی است و ترکیبات نیتروژن از نظر حرارتی ناپایدار هستند و به راحتی در هنگام گرم شدن تجزیه می شوند. به همین دلیل است که نیتروژن روی زمین بیشتر در حالت آزاد است.

• به دلیل بی اثر بودن قابل توجهی که دارد، نیتروژن تنها با لیتیوم در شرایط عادی واکنش می دهد:

• هنگامی که گرم می شود، با برخی از فلزات و غیر فلزات دیگر واکنش داده و نیتریدها را تشکیل می دهد:

6Li + N2 → 2Li3N،

3Mg + N2 → Mg3N2،

2B + N2 → 2BN،

تثبیت صنعتی نیتروژن اتمسفر

ترکیبات نیتروژن به طور گسترده ای در شیمی مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه مقادیر عظیمی از نیتروژن به معنای واقعی کلمه "از هوا" در دسترس است، اما به دلیل قدرت مولکول نیتروژن N2 که در بالا توضیح داده شد، مشکل بدست آوردن ترکیبات حاوی نیتروژن از هوا مدت ها حل نشده باقی مانده است. بیشتر ترکیبات نیتروژن از مواد معدنی آن مانند نمک شور شیلی استخراج می شد. با این حال، کاهش ذخایر این مواد معدنی و همچنین نیاز روزافزون به ترکیبات نیتروژنی، کار بر روی تثبیت صنعتی نیتروژن اتمسفر را مجبور به تسریع کرد.

• رایج ترین روش آمونیاکی برای تثبیت نیتروژن اتمسفر. واکنش برگشت پذیر سنتز آمونیاک:

3H2 + N2 ↔ 2NH3

گرمازا (اثر حرارتی 92 کیلوژول) و با کاهش حجم همراه است، بنابراین، برای تغییر تعادل به سمت راست مطابق با اصل Le Chatelier-Brown، خنک کردن مخلوط و فشارهای بالا ضروری است. با این حال، از نقطه نظر جنبشی، کاهش دما نامطلوب است، زیرا این امر سرعت واکنش را تا حد زیادی کاهش می دهد - در حال حاضر در 700 درجه سانتیگراد سرعت واکنش برای استفاده عملی آن بسیار کم است.

در چنین مواردی از کاتالیزور استفاده می شود زیرا یک کاتالیزور مناسب اجازه می دهد تا سرعت واکنش بدون تغییر تعادل افزایش یابد. در فرآیند جستجوی یک کاتالیزور مناسب، حدود بیست هزار ترکیب مختلف آزمایش شد. بر اساس ترکیبی از خواص (فعالیت کاتالیزوری، مقاومت در برابر مسمومیت، هزینه کم)، پرمصرف ترین کاتالیزور بر پایه آهن فلزی با ترکیبات اکسیدهای آلومینیوم و پتاسیم است. این فرآیند در دمای 400-600 درجه سانتیگراد و فشارهای 10-1000 اتمسفر انجام می شود.

لازم به ذکر است که در فشارهای بالای 2000 اتمسفر، سنتز آمونیاک از مخلوط هیدروژن و نیتروژن با سرعت بالا و بدون کاتالیزور انجام می شود. به عنوان مثال، در دمای 850 درجه سانتیگراد و 4500 اتمسفر، بازده محصول 97٪ است.

• روش دیگری که کمتر رایج است برای اتصال صنعتی نیتروژن اتمسفر وجود دارد - روش سیانامید که بر اساس واکنش کاربید کلسیم با نیتروژن در دمای 1000 درجه سانتیگراد است. واکنش بر اساس معادله انجام می شود:

CaC2 + N2 → CaCN2 + C.

واکنش گرمازا است، اثر حرارتی آن 293 کیلوژول است.

هر سال تقریباً 1 × 106 تن نیتروژن به صورت صنعتی از جو زمین حذف می شود.

• برهمکنش نیتریک اکسید با اکسیژن:

2NO + O2 2NO2

مشخصات فیزیکی

نیتروژن در طبیعت

چرخه نیتروژن در طبیعت

تثبیت نیتروژن اتمسفر در طبیعت در دو جهت اصلی اتفاق می افتد - بیوژنیک و بیوژنیک. مسیر اول عمدتاً شامل واکنش‌های نیتروژن با اکسیژن است. از آنجایی که نیتروژن از نظر شیمیایی بسیار بی اثر است، مقادیر زیادی انرژی (دمای بالا) برای اکسیداسیون مورد نیاز است. این شرایط در هنگام برخورد صاعقه زمانی که دما به 25000 درجه سانتیگراد یا بیشتر می رسد به دست می آید. در این حالت، تشکیل اکسیدهای مختلف نیتروژن رخ می دهد. همچنین این احتمال وجود دارد که تثبیت غیرزیست در نتیجه واکنش های فوتوکاتالیستی روی سطح نیمه هادی ها یا دی الکتریک های پهن باند (شن بیابان) رخ دهد.

ازتوباکترو کلستریدیوم ریزوبیوم، سیانوباکترها آنابائنا, نوستوک

با این حال، بخش اصلی نیتروژن مولکولی (حدود 1.4 × 108 تن در سال) به صورت زیستی ثابت می شود. برای مدت طولانی اعتقاد بر این بود که تنها تعداد کمی از گونه‌های میکروارگانیسم‌ها (اگرچه در سطح زمین گسترده هستند) می‌توانند نیتروژن مولکولی را به هم متصل کنند: باکتری‌ها. ازتوباکترو کلستریدیوم، باکتری ندول گیاهان حبوبات ریزوبیوم، سیانوباکترها آنابائنا, نوستوکو غیره اکنون مشخص شده است که بسیاری از موجودات دیگر در آب و خاک این توانایی را دارند، به عنوان مثال، اکتینومیست ها در غده های توسکا و سایر درختان (در مجموع 160 گونه). همه آنها نیتروژن مولکولی را به ترکیبات آمونیوم (NH4+) تبدیل می کنند. این فرآیند به مصرف انرژی قابل توجهی نیاز دارد (برای تثبیت 1 گرم نیتروژن اتمسفر، باکتری های موجود در گره های حبوبات حدود 167.5 کیلوژول مصرف می کنند، یعنی تقریباً 10 گرم گلوکز را اکسید می کنند). بنابراین، سود متقابل از همزیستی گیاهان و باکتری های تثبیت کننده نیتروژن قابل مشاهده است - اولی "محل زندگی" را برای دومی فراهم می کند و "سوخت" به دست آمده در نتیجه فتوسنتز - گلوکز را تامین می کند، دومی نیتروژن را تامین می کند. برای گیاهان به شکلی لازم است که بتوانند جذب کنند.

نیتروژن موجود در بافت گیاهان و حیوانات، پس از مرگ آنها، تحت آمونیه شدن (تجزیه ترکیبات پیچیده حاوی نیتروژن با آزاد شدن آمونیاک و یون های آمونیوم) و نیتروژن زدایی، یعنی آزاد شدن نیتروژن اتمی و همچنین اکسیدهای آن قرار می گیرد. . این فرآیندها کاملاً به دلیل فعالیت میکروارگانیسم ها در شرایط هوازی و بی هوازی رخ می دهد.

در غیاب فعالیت انسانی، فرآیندهای تثبیت نیتروژن و نیتریفیکاسیون تقریباً به طور کامل توسط واکنش های مخالف نیترات زدایی متعادل می شوند. بخشی از نیتروژن از گوشته با فوران های آتشفشانی وارد جو می شود، بخشی به طور محکم در خاک ها و مواد معدنی رسی ثابت می شود، علاوه بر این، نیتروژن دائماً از لایه های بالایی جو به فضای بین سیاره ای نشت می کند.

نقش بیولوژیکی

نیتروژن عنصری است که برای وجود جانوران و گیاهان ضروری است و بخشی از پروتئین ها (16-18 درصد وزنی)، اسیدهای آمینه، اسیدهای نوکلئیک، نوکلئوپروتئین ها، کلروفیل، هموگلوبین و غیره است. از اتم های نیتروژن حدود 2٪ است، با کسر جرمی - حدود 2.5٪ (مقام چهارم پس از هیدروژن، کربن و اکسیژن). در این راستا، مقدار قابل توجهی نیتروژن ثابت در موجودات زنده، "مواد آلی مرده" و مواد پراکنده دریاها و اقیانوس ها وجود دارد. این مقدار تقریباً 1.9 × 1011 تن تخمین زده می شود که در نتیجه فرآیندهای پوسیدگی و تجزیه مواد آلی حاوی نیتروژن، با توجه به عوامل محیطی مطلوب، ذخایر طبیعی مواد معدنی حاوی نیتروژن، به عنوان مثال، "نمره شیلی" (سدیم). نیترات با ترکیبات دیگر)، نمک نروژی، هندی.

شیوع

در خارج از زمین، نیتروژن در سحابی های گازی، جو خورشید، در اورانوس، نپتون، فضای بین ستاره ای و غیره یافت می شود. نیتروژن چهارمین عنصر فراوان در منظومه شمسی است (پس از هیدروژن، هلیوم و اکسیژن).

نیتروژن، به شکل مولکول های N2 دو اتمی، بیشتر اتمسفر را تشکیل می دهد، جایی که محتوای آن 75.6٪ (بر حسب جرم) یا 78.084٪ (از نظر حجم)، یعنی حدود 3.87 × 1015 تن است.

محتوای نیتروژن در پوسته زمین، به گفته نویسندگان مختلف، (0.7-1.5) × 1015 تن (و در هوموس - حدود 6 × 1010 تن)، و در گوشته زمین - 1.3 × 1016 تن است منبع اصلی نیتروژن قسمت بالایی گوشته است که از آنجا با فوران های آتشفشانی وارد پوسته های دیگر زمین می شود.

جرم نیتروژن محلول در هیدروسفر با در نظر گرفتن اینکه فرآیندهای انحلال نیتروژن اتمسفر در آب و انتشار آن در اتمسفر به طور همزمان رخ می دهد، حدود 2 × 1013 تن است، علاوه بر این، تقریباً 7 × 1011 تن نیتروژن موجود است. در هیدروسفر به شکل ترکیبات.

سم شناسی نیتروژن و ترکیبات آن

نیتروژن اتمسفر خود آنقدر بی اثر است که بر بدن انسان و پستانداران اثر مستقیم داشته باشد. با این حال، با فشار خون بالا، باعث نارکوز، مسمومیت یا خفگی (به دلیل کمبود اکسیژن) می شود. هنگامی که فشار به سرعت کاهش می یابد، نیتروژن باعث بیماری رفع فشار می شود.

بسیاری از ترکیبات نیتروژن بسیار فعال و اغلب سمی هستند.

کاربرد نیتروژن

نیتروژن مایع کم جوش در یک فنجان فلزی.

نیتروژن مایع به عنوان مبرد و برای سرما درمانی استفاده می شود.

کاربردهای صنعتی گاز نیتروژن به دلیل خواص بی اثر آن است. نیتروژن گازی ضد آتش و انفجار است و از اکسید شدن و پوسیدگی جلوگیری می کند. در پتروشیمی از نیتروژن برای تصفیه مخازن و خطوط لوله، بررسی عملکرد خطوط لوله تحت فشار و افزایش تولید میادین استفاده می شود. در معدن، از نیتروژن می توان برای ایجاد یک محیط ضد انفجار در معادن و برای گسترش لایه های سنگ استفاده کرد.

در تولید لوازم الکترونیکی، از نیتروژن برای پاکسازی مناطقی که اجازه حضور اکسیژن اکسید کننده را نمی دهند، استفاده می شود. در فرآیندی که به طور سنتی با استفاده از هوا انجام می شود، اگر اکسیداسیون یا پوسیدگی عوامل منفی باشند، نیتروژن می تواند با موفقیت جایگزین هوا شود.

یکی از زمینه های مهم کاربرد نیتروژن، استفاده از آن برای سنتز بیشتر طیف گسترده ای از ترکیبات حاوی نیتروژن مانند آمونیاک، کودهای نیتروژنی، مواد منفجره، رنگ ها و غیره است. مقادیر زیادی نیتروژن در تولید کک استفاده می شود. خاموش کردن کک") در هنگام تخلیه کک از باتری های کوره کک، و همچنین برای "فشار دادن" سوخت در موشک ها از مخازن به پمپ ها یا موتورها.

در صنایع غذایی، نیتروژن به عنوان یک افزودنی غذایی ثبت شده است E941به عنوان یک محیط گازی برای بسته بندی و ذخیره سازی، مبرد و نیتروژن مایع در بطری روغن ها و نوشیدنی های غیر گازدار برای ایجاد فشار اضافی و یک محیط بی اثر در ظروف نرم استفاده می شود.

یک لیتر نیتروژن مایع، تبخیر شده و تا دمای 20 درجه سانتیگراد گرم می شود، تقریباً 700 لیتر گاز تشکیل می دهد. به همین دلیل، نیتروژن مایع در مخازن Dewar با عایق خلاء خاص یا مخازن فشار برودتی نوع باز ذخیره می شود. اصل خاموش کردن آتش با نیتروژن مایع نیز بر همین واقعیت استوار است. با تبخیر، نیتروژن اکسیژن لازم برای احتراق را جابجا می کند و آتش متوقف می شود. از آنجایی که نیتروژن بر خلاف آب، فوم یا پودر به سادگی تبخیر و ناپدید می شود، اطفاء حریق نیتروژن موثرترین مکانیسم اطفاء حریق از نظر حفظ اشیاء قیمتی است.

نیتروژن

نیتروژن- عنصری از زیر گروه اصلی گروه پنجم دوره دوم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I مندلیف، با عدد اتمی 7. با نماد N (lat. Nitrogenium) مشخص می شود. ماده ساده نیتروژن - یک گاز دو اتمی، کاملاً بی اثر در شرایط عادی، بدون رنگ، طعم و بو (فرمول N2) که سه چهارم اتمسفر زمین از آن تشکیل شده است.

چندین بار توسط افراد مختلف "کشف" شد. به طور متفاوتی نامیده می شد و خواص تقریباً عرفانی را نسبت می داد - "هوای فلوژیستیک" و "هوای مفیتیک" و "مفت جوی" و به سادگی "ماده خفه کننده". تا به حال چندین نام دارد: نیتروژن انگلیسی، آزوت فرانسوی، استیکستاف آلمانی، نیتروژن روسی...

تاریخچه "هوای خراب"

نیتروژن(از کلمه یونانی azoos - بی جان، در لاتین Nitrogenium) - چهارمین عنصر رایج در منظومه شمسی (پس از هیدروژن , هلیوم و اکسیژن ). ترکیبات نیتروژن - نمک نمک، اسید نیتریک، آمونیاک - مدتها قبل از اینکه نیتروژن در حالت آزاد بدست آید شناخته شده بودند.

در سال 1777، هنری کاوندیش بارها و بارها هوا را از روی زغال سنگ داغ عبور داد و سپس آن را با لیمو درمان کرد. نتیجه، باقی مانده ای بود که کاوندیش آن را هوای خفه کننده (یا مفیتی) نامید. از نقطه نظر شیمی مدرن، واضح است که در واکنش با زغال سنگ داغ، اکسیژن اتمسفر به دی اکسید کربن متصل شد، که سپس با قلیایی واکنش داد. باقی مانده گاز بیشتر نیتروژن بود. بنابراین، کاوندیش نیتروژن را جدا کرد، اما نتوانست درک کند که یک ماده ساده (عنصر شیمیایی) جدید است.

در همان سال، کاوندیش این تجربه را به جوزف پریستلی گزارش داد. پریستلی در این زمان یک سری آزمایش انجام داد که در آن او اکسیژن اتمسفر را نیز متصل کرد و دی اکسید کربن حاصل را حذف کرد ، یعنی نیتروژن نیز دریافت کرد ، اما به دلیل اینکه طرفدار نظریه فلوژیستون غالب در آن زمان بود ، کاملاً اشتباه تفسیر کرد. نتایج به دست آمده (به نظر او، فرآیند برعکس بود - این اکسیژن نبود که از مخلوط گاز خارج شد، بلکه برعکس، در نتیجه شلیک، هوا با فلوژیستون اشباع شد؛ او هوای باقی مانده را نامید ( نیتروژن) فلوژیستون اشباع، یعنی فلوژیستیک).

بدیهی است که پریستلی، با وجود اینکه قادر به جداسازی نیتروژن بود، نتوانست ماهیت کشف خود را درک کند و بنابراین کاشف نیتروژن به حساب نمی آید. در همان زمان، آزمایش های مشابه با نتیجه یکسان توسط کارل شیل انجام شد.

حتی قبل از آن زمان، در سال 1772، دانیل رادرفورد، با سوزاندن فسفر و سایر مواد در یک زنگ شیشه ای، مشاهده کرد که گاز باقی مانده پس از احتراق، که او آن را "هوای خفه کننده" نامید، از تنفس و احتراق پشتیبانی نمی کند. تنها در سال 1787 Antoine Lavoisier ثابت کرد که گازهای "حیاتی" و "خفه کننده" که هوا را تشکیل می دهند مواد ساده ای هستند و نام "نیتروژن" را پیشنهاد کرد.

پیش از این، در سال 1784، G. Cavendish نشان داد که نیتروژن بخشی از نیترات است. این جایی است که نام لاتین نیتروژن از آن گرفته شده است (از لاتین متأخر nitrum - saltpeter و یونانی genna - من به دنیا می‌آورم، تولید می‌کنم). با آغاز قرن 19. بی اثری شیمیایی نیتروژن در حالت آزاد و نقش انحصاری آن در ترکیبات با عناصر دیگر به عنوان نیتروژن متصل مشخص شد.

"غیر حیاتی" حیاتی است

اگرچه عنوان " نیتروژن "به معنای "غیرپایدار" است، در واقع عنصری ضروری برای زندگی است. پروتئین حیوانی و انسانی حاوی 16-17 درصد نیتروژن است. در موجودات جانوران گوشتخوار، پروتئین به دلیل مواد پروتئینی مصرفی موجود در موجودات جانوران گیاهخوار و گیاهان تشکیل می شود. گیاهان پروتئین را با جذب مواد نیتروژن دار موجود در خاک، عمدتا غیر آلی، سنتز می کنند. مقادیر قابل توجهی نیتروژن به لطف میکروارگانیسم های تثبیت کننده نیتروژن وارد خاک می شود که قادر به تبدیل نیتروژن آزاد هوا به ترکیبات نیتروژن هستند. در نتیجه استخراج مقادیر زیادی نیتروژن ثابت از خاک توسط گیاهان (به ویژه در هنگام کشاورزی فشرده)، خاک ها تخلیه می شوند.

کمبود نیتروژن برای کشاورزی تقریباً در همه کشورها معمول است. کمبود نیتروژن در دامپروری نیز مشاهده می شود ("گرسنگی پروتئین"). در خاکهای فقیر از نظر نیتروژن موجود، گیاهان رشد ضعیفی دارند. در قرن گذشته، منبع نسبتاً غنی نیتروژن ثابت در طبیعت کشف شد. این نیترات شیلی، نمک سدیم اسید نیتریک است. برای مدت طولانی نیترات تامین کننده اصلی نیتروژن برای صنعت بود. ذخایر آن در آمریکای جنوبی منحصر به فرد است و عملا تنها در جهان است. و جای تعجب نیست که در سال 1879، جنگی بین پرو، بولیوی و شیلی بر سر تصاحب استان مرزی غنی نمک نمک تاراپاکا در گرفت. برنده شیلی بود. با این حال، ذخایر شیلی، البته، نتوانست تقاضای جهانی برای کودهای نیتروژنی را برآورده کند.

"گرسنگی نیتروژنی" سیاره

جو زمین تقریباً 80٪ نیتروژن دارد، در حالی که پوسته زمین فقط 0.04٪ ازت دارد. مشکل «نحوه رفع نیتروژن» قدیمی است، هم سن و سالی است که در شیمی کشاورزی وجود دارد. امکان اتصال نیتروژن موجود در هوا با اکسیژن در تخلیه الکتریکی اولین بار توسط هنری کاوندیش انگلیسی مشاهده شد. این به قرن 18 برمی گردد. اما فرآیند سنتز کنترل شده اکسیدهای نیتروژن تنها در سال 1904 انجام شد. در سال 1913، فریتز هابر و کارل بوش آلمانی روش آمونیاک را برای تثبیت نیتروژن پیشنهاد کردند. اکنون با استفاده از این اصل، صدها کارخانه در تمام قاره ها سالانه بیش از 20 میلیون تن نیتروژن ثابت را از هوا تولید می کنند. سه چهارم آن صرف تولید کودهای نیتروژنی می شود. با این حال، کمبود نیتروژن در مناطق زیر کشت کره زمین بیش از 80 میلیون تن در سال است. زمین به وضوح نیتروژن کافی ندارد. بخش عمده ای از نیتروژن آزاد تولید شده برای تولید صنعتی آمونیاک استفاده می شود که سپس به مقدار قابل توجهی به اسید نیتریک، کودها، مواد منفجره و غیره تبدیل می شود.

کاربرد نیتروژن

رایگان نیتروژن در بسیاری از صنایع استفاده می شود: به عنوان یک محیط بی اثر در فرآیندهای مختلف شیمیایی و متالورژی، برای پر کردن فضای آزاد در دماسنج های جیوه ای، هنگام پمپاژ مایعات قابل اشتعال و غیره.

یک نیتروژن مایعبه عنوان خنک کننده و برای سرما درمانی استفاده می شود. کاربردهای صنعتی گاز نیتروژن به دلیل خواص بی اثر آن است. نیتروژن گازی ضد آتش و انفجار است و از اکسید شدن و پوسیدگی جلوگیری می کند.

که در پتروشیمی ها نیتروژن برای تصفیه مخازن و خطوط لوله، بررسی عملکرد خطوط لوله تحت فشار، افزایش تولید میادین استفاده می شود. در معدن نیتروژن می تواند برای ایجاد یک محیط ضد انفجار در معادن و برای گسترش لایه های سنگ استفاده شود.

که در تولید لوازم الکترونیکی نیتروژن برای پاکسازی مناطقی که اجازه حضور اکسیژن اکسید کننده را نمی دهند استفاده می شود. اگر در فرآیندی که به طور سنتی با استفاده از هوا انجام می شود، اکسیداسیون یا پوسیدگی عوامل منفی هستند - نیتروژن می تواند با موفقیت جایگزین هوا شود.

حوزه کاربردی مهم نیتروژن اوست برای سنتز بیشتر استفاده کنیدطیف گسترده ای از ترکیبات حاوی نیتروژن مانند آمونیاک، کودهای نیتروژن، مواد منفجره، رنگ و غیره. مقادیر زیاد نیتروژن در تولید کک ("خاموش کردن خشک کک") هنگام تخلیه کک از باتری های کک، و همچنین برای "فشار دادن" سوخت در موشک ها از مخازن به پمپ ها یا موتورها استفاده می شود.

باورهای غلط: نیتروژن بابا نوئل نیست

که در صنایع غذایی نیتروژن ثبت شده به عنوان یک افزودنی غذایی E941، به عنوان یک محیط گازی برای بسته بندی و ذخیره سازی، مبرد. مایع نیتروژن اغلب در فیلم ها به عنوان ماده ای نشان داده می شود که می تواند فوراً اجسام نسبتاً بزرگ را منجمد کند. این یک اشتباه رایج است. حتی انجماد یک گل به زمان بسیار طولانی نیاز دارد که تا حدی به دلیل ظرفیت گرمایی بسیار کم است نیتروژن .

به همین دلیل، خنک کردن، مثلاً قفل کردن تا 180- درجه سانتیگراد و شکافتن آنها با یک ضربه بسیار دشوار است. لیتر مایع نیتروژن با تبخیر و گرم شدن تا دمای 20 درجه سانتیگراد، تقریباً 700 لیتر گاز تشکیل می شود. به همین دلیل، شما نباید ذخیره کنید نیتروژن در ظروف بسته که برای فشارهای بالا مناسب نیست. اصل خاموش کردن آتش با مایع نیز بر همین واقعیت استوار است. نیتروژن . در حال تبخیر شدن نیتروژن هوای مورد نیاز برای احتراق را جابجا می کند و آتش متوقف می شود.

زیرا نیتروژن بر خلاف آب، فوم یا پودر، به سادگی تبخیر و ناپدید می شود، اطفاء حریق نیتروژن موثرترین مکانیسم اطفاء حریق از نظر حفظ اشیاء قیمتی است. مایع منجمد نیتروژن موجودات زنده با امکان یخ زدایی بعدی آنها مشکل ساز است. مشکل ناتوانی در منجمد کردن (و باز کردن انجماد) موجودی با سرعت کافی است تا ناهمگونی انجماد بر عملکردهای حیاتی آن تأثیر نگذارد. استانیسلاو لم، با خیال پردازی در مورد این موضوع در کتاب "فیاسکو"، سیستم انجماد اضطراری را ارائه کرد. نیتروژن که در آن شیلنگی با نیتروژن که دندان‌ها را از بین می‌برد، به دهان فضانورد فرو می‌رفت و جریان زیادی در داخل او جاری می‌شد. نیتروژن .

همانطور که اشاره شد، نیتروژن مایع و گاز از هوای اتمسفر با خنک کردن عمیق بدست می آید.

شاخص های کیفیت نیتروژن گازی GOST 9293-74

نام نشانگر	ویژه	افزایش یافت	افزایش یافت
	کلاس 2	کلاس 1	کلاس 2
کسر حجمی نیتروژن، نه کمتر	99,996	99,99	99,95
اکسیژن، نه بیشتر	0,001	0,001	0,05
بخار آب در گاز نیتروژن، نه بیشتر	0,0007	0,0015	0,004
هیدروژن، نه بیشتر	0,001	استاندارد نشده است	استاندارد نشده است
مجموع ترکیبات حاوی کربن بر حسب CH 4، نه بیشتر	0,001	استاندارد نشده است	NITROGEN، N (lat. Nitrogenium * a. nitrogen; n. Stickstoff; f. azote, nitrogene; i. nitrogeno)، یک عنصر شیمیایی از گروه V از سیستم تناوبی مندلیف، عدد اتمی 7، جرم اتمی 14.0067 است. در سال 1772 توسط کاشف انگلیسی D. Rutherford کشف شد. خواص نیتروژن در شرایط عادی نیتروژن گازی بی رنگ و بی بو است. نیتروژن طبیعی از دو ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: 14 نیتروژن (635/99 درصد) و 15 نیتروژن (365/0 درصد). مولکول نیتروژن دو اتمی است. اتم ها توسط یک پیوند سه گانه کووالانسی NN به هم متصل شده اند. قطر مولکول نیتروژن که با روش های مختلف تعیین می شود، 3.15-3.53 A است. مولکول نیتروژن بسیار پایدار است - انرژی تفکیک 942.9 کیلوژول بر مول است. نیتروژن مولکولی ثابت های نیتروژن مولکولی: f ذوب - 209.86 درجه سانتیگراد، f جوش - 195.8 درجه سانتیگراد. چگالی نیتروژن گازی 1.25 کیلوگرم بر متر مکعب، نیتروژن مایع - 808 کیلوگرم بر متر مکعب است. ویژگی های نیتروژن در حالت جامد، نیتروژن در دو تغییر وجود دارد: شکل a مکعبی با چگالی 1026.5 کیلوگرم بر متر مکعب و شکل b شش ضلعی با چگالی 879.2 کیلوگرم بر متر مکعب. گرمای همجوشی 25.5 کیلوژول بر کیلوگرم، گرمای تبخیر 200 کیلوژول بر کیلوگرم. کشش سطحی نیتروژن مایع در تماس با هوا 8.5.10 -3 N/m; ثابت دی الکتریک 1.000538. حلالیت نیتروژن در آب (cm 3 در 100 میلی لیتر H 2 O): 2.33 (0°C)، 1.42 (25°C) و 1.32 (60°C). لایه الکترونی بیرونی اتم نیتروژن از 5 الکترون تشکیل شده است. حالت های اکسیداسیون نیتروژن از 5 (در N 2 O 5 ) تا - 3 ( در NH 3 ) متفاوت است. ترکیب نیتروژن در شرایط عادی، نیتروژن می‌تواند با ترکیبات فلزات واسطه (Ti، V، Mo، و غیره) واکنش داده و کمپلکس‌هایی را تشکیل دهد یا برای تشکیل آمونیاک و هیدرازین احیا شود. نیتروژن با فلزات فعال مانند زمانی که تا دمای نسبتاً پایین گرم می شود، برهمکنش می کند. نیتروژن با اکثر عناصر دیگر در دماهای بالا و در حضور کاتالیزور واکنش می دهد. ترکیبات نیتروژن با: N 2 O، NO، N 2 O 5 به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. نیتروژن تنها در دماهای بالا و در حضور کاتالیزورها با C ترکیب می شود. این آمونیاک NH 3 تولید می کند. نیتروژن به طور مستقیم با هالوژن ها برهمکنش نمی کند. بنابراین، تمام هالیدهای نیتروژن فقط به طور غیر مستقیم به دست می آیند، به عنوان مثال، نیتروژن فلوراید NF 3 - با تعامل با آمونیاک. نیتروژن مستقیماً با گوگرد ترکیب نمی شود. هنگامی که آب گرم با نیتروژن واکنش می دهد، سیانوژن (CN) 2 تشکیل می شود. هنگامی که نیتروژن معمولی در معرض تخلیه الکتریکی قرار می گیرد و همچنین در هنگام تخلیه الکتریکی در هوا، نیتروژن فعال می تواند تشکیل شود که مخلوطی از مولکول ها و اتم های نیتروژن با ذخیره انرژی افزایش یافته است. نیتروژن فعال با اکسیژن، هیدروژن، بخار و برخی فلزات بسیار پرانرژی تعامل دارد. نیتروژن یکی از رایج ترین عناصر روی زمین است و بخش عمده ای از آن (حدود 4.10 15 تن) در حالت آزاد در آن متمرکز شده است. هر ساله فعالیت های آتشفشانی 2.10 6 تن نیتروژن در جو آزاد می کند. بخش کوچکی از نیتروژن در آن متمرکز است (متوسط ​​محتوای لیتوسفر 1.9.10 -3٪). ترکیبات نیتروژن طبیعی عبارتند از کلرید آمونیوم و نیترات های مختلف (نیترات). نیتریدهای نیتروژن فقط در دماها و فشارهای بالا می توانند تشکیل شوند که به نظر می رسد در مراحل اولیه توسعه زمین چنین بوده است. انباشته های زیادی از نمک نمک تنها در آب و هوای خشک بیابانی (و غیره) یافت می شود. مقادیر کمی نیتروژن ثابت در (1-2.5٪) و (0.02-1.5٪) و همچنین در آب رودخانه ها، دریاها و اقیانوس ها یافت می شود. نیتروژن در خاک (0.1٪) و موجودات زنده (0.3٪) تجمع می یابد. نیتروژن بخشی از مولکول های پروتئین و بسیاری از ترکیبات آلی طبیعی است. چرخه نیتروژن در طبیعت در طبیعت یک چرخه نیتروژن وجود دارد که شامل چرخه نیتروژن مولکولی جو در بیوسفر، چرخه در جو نیتروژن متصل به شیمیایی، چرخه نیتروژن سطحی مدفون شده با مواد آلی در لیتوسفر با بازگشت آن به جو است. . نیتروژن برای صنعت قبلاً به طور کامل از ذخایر نمک طبیعی استخراج می شد که تعداد آنها در جهان بسیار محدود است. به خصوص ذخایر بزرگ نیتروژن به شکل نیترات سدیم در شیلی یافت می شود. تولید نمک نمک در برخی سال ها به بیش از 3 میلیون تن می رسید. MOBUSOSH شماره 2 چکیده در شیمی با موضوع: "ویژگی عناصر زیر گروه نیتروژن" تهیه کننده: ناصردینوف ک. بررسی شد: Agidel-2008 2.1.1 خواص نیتروژن 2.1.2 کاربرد نیتروژن 2.2 آمونیاک 2.2.1 خواص آمونیاک 2.2.2 کاربرد آمونیاک 2.2.3 اکسیدهای نیتروژن 2.3 اسید نیتریک 2.3.3 استفاده از اسید نیتریک و نمک های آن 2.4 فسفر 2.4.1 ترکیبات فسفر 2.4.2 کاربرد فسفر و ترکیبات آن 2.5 کودهای معدنی ادبیات 1. خصوصیات عناصر زیر گروه نیتروژن نیتروژن مهمترین جزء جو (78 درصد حجم آن) است. در طبیعت، در پروتئین ها، در رسوبات نیترات سدیم یافت می شود. نیتروژن طبیعی از دو ایزوتوپ تشکیل شده است: 14 نیتروژن (99.635٪ جرم) و 15 نیتروژن (0.365٪ جرم). فسفر بخشی از همه موجودات زنده است. در طبیعت به شکل مواد معدنی وجود دارد. فسفر به طور گسترده در پزشکی، کشاورزی، هوانوردی و در استخراج فلزات گرانبها استفاده می شود. آرسنیک، آنتیموان و بیسموت بسیار گسترده هستند، عمدتا به شکل سنگ معدن سولفید. آرسنیک یکی از عناصر حیاتی است که باعث رشد مو می شود. ترکیبات آرسنیک سمی هستند، اما در مقادیر کم می توانند خواص دارویی داشته باشند. آرسنیک در پزشکی و دامپزشکی استفاده می شود. 2. ساختار و خصوصیات اتم ها عناصر زیر گروه روی لایه الکتریکی خارجی دارای پنج الکترون هستند. آنها می توانند آنها را از بین ببرند و می توانند سه الکترون دیگر را از اتم های دیگر جذب کنند. بنابراین حالت اکسیداسیون آنها از 3- تا 5+ است. هیدروژن فرار و ترکیبات اکسیژن بالاتر آنها ماهیتی اسیدی دارند و با فرمول های کلی مشخص می شوند: RH 3 و R 2 O 5. عناصر زیرگروه خاصیت غیرفلزی دارند و در عین حال توانایی جذب الکترون کمتر از عناصر زیرگروه هالوژن و اکسیژن است. در زیرگروه نیتروژن در جدول تناوبی، با حرکت عناصر از بالا به پایین، خواص فلزی افزایش می یابد. نیتروژن و فسفر غیر فلزات هستند، آرسنیک و آنتیموان خواص فلزات را نشان می دهند و بیسموت یک فلز است. نام ماده فرمول مولکولی ساختار مشخصات فیزیکی چگالی، گرم بر سانتی متر 3 دما، حدود C نیتروژن N 2 مولکولی گاز بدون رنگ، بو، مزه، محلول در آب 0.81 (w) plv عدل -210 -195,8 فسفر سفید ص 4 مولکول چهار وجهی شبکه کریستالی مولکولی. جامد نرم، بی رنگ، کمی محلول در آب، محلول در گوگرد کربن 1,82 44 (زیر آب) 257 خاکستری آرسنیک به عنوان 4 یکسان. ماده کریستالی شکننده با فلز. در یک استراحت تازه بدرخشید نامحلول در آب. هادی بسیار ضعیف الکتریسیته 5,72 تصعید می شود، در دمای 615 درجه سانتی گراد از جامد به گاز (بخار) می رسد آنتیموان Sb 4 -- ماده کریستالی سفید نقره ای، شکننده، رسانای ضعیف گرما و الکتریسیته 6,68 630,5 1634 بیسموت صندوقچه کریستال مولکولی که در آن هر اتم به سه اتم همسایه پیوند دارد. ماده کریستالی صورتی مایل به سفید، شکننده، از نظر ظاهری شبیه فلز، هدایت الکتریکی ناچیز است. 9,8 271,3 1550 جدول خواص مواد ساده عناصر زیرگروه نیتروژن. 2.1 نیتروژن نیتروژن اولین و مهمترین عنصر زیرگروه است. نیتروژن یک عنصر غیر فلزی معمولی است. بر خلاف سایر عناصر زیرگروه، نیتروژن توانایی افزایش ظرفیت خود را ندارد. ساختار الکترونیکی با هفت الکترون که در دو سطح انرژی قرار دارند نشان داده می شود. فرمول الکترونیکی: 1s 2 2s 2 2p 3. حالت های اکسیداسیون نیتروژن: - 3،+5،-2،-1،+1،+2،+3،+4. اتم نیتروژن دارای فعالیت شیمیایی بالایی است که الکترون ها را فعال تر از اتم های گوگرد و فسفر می چسباند. 2.1.1 خواص نیتروژن در شرایط عادی، نیتروژن یک ماده مولکولی، گازی و کم فعال است. گاز بی رنگ، بی بو، کمی محلول در آب، کمی سبکتر از هوا، با اکسیژن واکنش نمی دهد، در - 196 درجه سانتیگراد فشرده می شود، در - 210 درجه سانتیگراد به یک توده برف مانند تبدیل می شود. نیتروژن از نظر شیمیایی غیر فعال است. نه از تنفس و نه از احتراق پشتیبانی نمی کند. در دمای اتاق، فقط با لیتیوم واکنش می دهد و Li 3 N را تشکیل می دهد. برای شکستن یک مولکول نیتروژن، 942 کیلوژول بر مول انرژی باید صرف شود. واکنش هایی که در آن نیتروژن وارد می شود، ردوکس هستند، که در آن نیتروژن ویژگی های یک عامل اکسید کننده و یک عامل کاهنده را نشان می دهد. در دماهای بالا، نیتروژن با بسیاری از فلزات در دمای اتاق ترکیب می شود، فقط با لیتیوم ترکیب می شود. نیتروژن در دمای بالاتر با غیر فلزات برهمکنش می کند. به لطف این، زندگی در سیاره ما امکان پذیر است، زیرا اگر نیتروژن در دمای پایین واکنش نشان دهد، با اکسیژن، که بخشی از هوا است، واکنش نشان می دهد و موجودات زنده نمی توانند این مخلوط گازها را تنفس کنند. 2.1.2 کاربرد نیتروژن نیتروژن در صنعت از هوا با استفاده از اختلاف نقطه جوش نیتروژن و اکسیژن بدست می آید. نیتروژن در صنایع شیمیایی برای تولید آمونیاک، اوره و غیره استفاده می شود. در مهندسی برق هنگام ایجاد لامپ های الکتریکی، پمپاژ مایعات قابل اشتعال، خشک کردن مواد منفجره و غیره. 2.2 آمونیاک آمونیاک یکی از مهمترین ترکیبات هیدروژنی نیتروژن است. از اهمیت عملی بالایی برخوردار است. حیات روی زمین مدیون باکتری های خاصی است که می توانند نیتروژن اتمسفر را به آمونیاک تبدیل کنند. 2.2.1 خواص آمونیاک مولکول آمونیاک از جفت شدن سه الکترون p یک اتم نیتروژن با سه الکترون s اتم هیدروژن تشکیل می شود. حالت اکسیداسیون: - 3. مولکول آمونیاک بسیار قطبی است. آمونیاک گازی بی رنگ با بوی تند و تقریباً دو برابر سبک تر از هوا است. وقتی تا دمای 33- درجه سانتیگراد خنک شود، منقبض می شود. آمونیاک در آب بسیار محلول است. آمونیاک یک ترکیب شیمیایی فعال است که با بسیاری از مواد واکنش می دهد. اغلب اینها واکنش های اکسیداسیون و ترکیبی هستند. در واکنش های ردوکس، آمونیاک فقط به عنوان یک عامل کاهنده عمل می کند. آمونیاک در اکسیژن می سوزد و به طور فعال با آب و اسیدها ترکیب می شود. 2.2.2 کاربرد آمونیاک آمونیاک برای تولید اسید نیتریک و کودهای معدنی حاوی نیتروژن، نمک ها و سودا استفاده می شود. به صورت مایع در یخچال استفاده می شود. آمونیاک در پزشکی برای ایجاد آمونیاک استفاده می شود. در زندگی روزمره به عنوان بخشی از پاک کننده های لکه و همچنین در آزمایشگاه های شیمیایی. نمک های آمونیوم برای تولید مواد منفجره، کود، باتری های الکتریکی و برای پردازش فلزات و جوشکاری استفاده می شود. 2.2.3 اکسیدهای نیتروژن برای نیتروژن، اکسیدهایی شناخته شده اند که با تمام حالت های اکسیداسیون مثبت آن مطابقت دارند (+1،+2،+3،+4،+5): N 2 O، NO، N 2 O 3، NO 2، N 2 O 4، N 2 O 5 . در شرایط عادی، نیتروژن با اکسیژن برهمکنش نمی کند، تنها زمانی که یک تخلیه الکتریکی از مخلوط آنها عبور می کند. جدول خواص اکسیدهای نیتروژن. 2.3 اسید نیتریک 2.3.1 خواص اسید نیتریک مولکول اسید نیتریک HNO 3 از سه عنصر تشکیل شده است که توسط پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل شده اند. این یک ماده مولکولی حاوی اتم نیتروژن بسیار اکسید شده است. با این حال، ظرفیت نیتروژن در اسید به جای عدد اکسیداسیون معمول نیتروژن، چهار است. اسید نیتریک خالص مایعی بی رنگ است که در هوا دود می کند و بوی تند دارد. اسید نیتریک غلیظ زرد است. چگالی اسید نیتریک 51/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب، نقطه جوش 86 درجه سانتی‌گراد و در دمای 6/41 درجه سانتی‌گراد به شکل یک توده بلوری شفاف جامد می‌شود. اسید در آب حل می شود و محلول آبی یک الکترولیت است. اسید نیتریک رقیق دارای خواص مشترک در همه اسیدها است. این یک عامل اکسید کننده قوی است. در دمای اتاق، اسید به اکسید نیتریک (IV)، اکسیژن و آب تجزیه می‌شود، بنابراین در بطری‌های تاریک در جای خنک نگهداری می‌شود. با فلزات (به جز طلا و پلاتین)، فعال و غیرفعال واکنش نشان می دهد. بسیاری از نافلزات توسط اسید نیتریک اکسید می شوند. اسید نیتریک، به ویژه اسید غلیظ، مواد آلی را اکسید می کند. بافت های حیوانی و گیاهی در مواجهه با اسید نیتریک به سرعت از بین می روند. 2.3.2 نمک های اسید نیتریک و خواص آنها نمک‌های اسید نیتریک، نیترات‌ها، هنگام واکنش اسید با فلزات، اکسیدهای فلزی، بازها، آمونیاک و همچنین با برخی نمک‌ها تشکیل می‌شوند. نیترات ها جامدات کریستالی، بسیار محلول در آب و الکترولیت های قوی هستند. وقتی گرم می شوند، تجزیه می شوند و اکسیژن آزاد می کنند. به عنوان یک عامل اکسید کننده تعدادی خواص خاص دارد. بسته به ماهیت فلز، واکنش تجزیه متفاوت است. یک واکنش کیفی به یون نیترات (محلول های اسید نیتریک و نمک آن) به شرح زیر انجام می شود: براده های مس با ماده آزمایش به لوله آزمایش اضافه می شود، کنسانتره اسید سولفوریک اضافه می شود و گرم می شود. انتشار گاز قهوه ای نشان دهنده وجود یون نیترات است. نیتروژن یکی از بسیاری از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است، اما این سوال که نیتروژن چیست اغلب مطرح می شود. دلیل این امر کاملاً واضح است - این ماده به طور فعال در علم، فناوری، صنعت استفاده می شود و به عنوان پایه ای برای ایجاد بسیاری از مواد و ترکیبات مفید در زندگی و کار روزمره عمل می کند. این عنصر متعلق به گروه 15 جدول تناوبی است، در سراسر سیاره بسیار رایج است و بیشتر اتمسفر زمین را به خصوص در لایه های بالاتر تشکیل می دهد. این ماده متعلق به سازندهای بی اثر است - آنهایی که عملاً با عناصر دیگر تعامل ندارند. این عنصر از احتراق پشتیبانی نمی کند. نیتروژن (که در لاتین به آن نیتروژن گفته می شود) مانند سایر گازهای بی اثر، بی بو و فاقد رنگ است. همچنین غیر سمی است و برای موجودات زنده خطرناک نیست. مقادیر زیادی n2 در هوا یافت می شود (تقریباً 78٪ از حجم کل هوا را تشکیل می دهد) و همچنین می تواند در سنگ ها، سنگ ها و انواع ترکیبات یافت شود. مولکول نیتروژن جزء ضروری ساختارهای پروتئینی موجودات زنده است که در اسیدهای نوکلئیک و سایر چیزها نیز یافت می شود. خصوصیات و خواص فیزیکی نیتروژن همانطور که در بالا ذکر شد، این ماده نه بو دارد و نه مزه، بی اثر است، یعنی توانایی ضعیفی در تعامل با سایر عناصر شیمیایی دارد. علاوه بر این واقعیت که هوا حاوی مقدار بسیار زیادی نیتروژن است، در جاهای دیگر نیز یافت شده است: در سحابی های گازی در فضا، در سیارات نپتون، و همچنین اورانوس، و برخی از ماهواره های سیارات خورشیدی. سیستم. دانستن خواص فیزیکی یک عنصر مهم است زیرا در همه جا استفاده می شود. آنها به این شکل هستند: جرم مولکولی این ماده 14 واحد جرم اتمی (a.m.u.) است. جرم اتمی نسبی نیز برابر با همان مقدار است. ظرفیت گرمایی بستگی به دما دارد. در 0 درجه سانتیگراد برابر است با 1039 J/(kg*deg). اگر گاز را تا فشار 100 اتمسفر فشرده کنید، این مقدار به 1242 افزایش می یابد. چگالی 1.25 کیلوگرم بر متر مکعب است. نقطه ذوب نیتروژن 210- درجه سانتیگراد است. در اتمسفر، این عنصر در حالت گازی است، وقتی تا 196- درجه سرد شود، به مایعی شبیه آب متراکم می شود. نیتروژن در -195.8 درجه سانتیگراد می جوشد. درجه اکسیداسیون یک ماده به ترکیباتی که در آن یافت می شود بستگی دارد و می تواند مقادیر -3، -2، -1، 0، +1، +2، +3، +4، +5 را داشته باشد. یکی دیگر از ویژگی های فیزیکی مهم این است که در تماس با هوا، نیتروژن اکسیژن موجود در آن را جذب می کند و در نتیجه ذوب می شود. خواص شیمیایی نیتروژن و ترکیبات آن پیوندهای سه گانه بین اتم های N2 وجود دارد. در شرایط عادی، تفکیک بین مولکول های عنصر عملاً رخ نمی دهد. پیوندهای نسبتاً ضعیفی بین مولکول های منفرد وجود دارد که به دلیل آن نیتروژن عمدتاً در حالت گازی وجود دارد. جالب توجه است، حتی زمانی که تا 3000 درجه سانتیگراد گرم می شود، عملا تفکیک حرارتی رخ نمی دهد. نیتروژن روی زمین عمدتاً به شکل آزاد موجود است، زیرا هر ترکیبی با آن حتی در برابر دما بسیار ناپایدار است. گاز اتمی N در حال حاضر توانایی بسیار بیشتری برای برهمکنش با عناصر دیگر دارد و در تماس با فلزات، آرسنیک، گوگرد، فسفر و غیره واکنش نشان می دهد. چرخه نیتروژن در طبیعت از آنجایی که ماده مورد بحث یکی از رایج ترین مواد در این سیاره است، جای تعجب نیست که چرخه توسعه یافته خود را دارد. بخشی از گیاهان و جانوران است و در خاک و هوا یافت می شود. چرخه گردش آن در بیوسفر به شکل زیر است: ابتدا میکروارگانیسم ها نیتروژن را از محصولات تجزیه جذب می کنند که محتوای آن با مولکول های N2 اشباع شده است. متابولیسم آلی اتفاق می افتد، جایی که هر دو آمونیاک و آمونیوم تشکیل می شوند. موجودات دیگر این محصولات را جذب کرده و به نیترات تبدیل می کنند. نیترات ها در رشد گیاهان دخیل هستند که سپس دوباره توسط حیوانات خورده می شوند و به نوبه خود محصولات تجزیه را تولید می کنند. بنابراین، مدار بسته می شود. ساختار مولکول های نیتروژن به گونه ای است که این ماده توسط انواع خاصی از میکروارگانیسم ها به ویژه میکروارگانیسم های مربوط به گیاهان حبوبات به بهترین وجه جذب می شود. به همین دلیل است که یک راه بسیار مؤثر برای افزایش حاصلخیزی خاک، کاشت حبوبات است که به طور فعال نیتروژن را جذب می کند و در نتیجه خاک را غنی می کند. رعد و برق نیز به این روند کمک می کند و تولید مصنوعی آمونیاک نیز نقش بسزایی دارد. دریافت نیتروژن کاربرد نیتروژن نیتروژن مانند هیدروژن، اکسیژن و سایر مواد رایج، نقش بسیار مهمی در زندگی همه بشر دارد. این به طور فعال در بسیاری از زمینه های فعالیت استفاده می شود: آمونیاک به صنعت توانایی تولید اسید نیتریک، سودا و کودهای کشاورزی را می دهد. همچنین در واحدهای سردخانه به عنوان مبرد و در پزشکی استفاده می شود. گاز برای ایجاد بسیاری از وسایل روشنایی، دستگاه های خنک کننده و انجماد، به عنوان مثال، تله های نیتروژن برای تاسیسات خلاء استفاده می شود. این ماده در تولید مواد منفجره، رنگ‌ها، پلاستیک‌ها و مواد مصنوعی ضروری است. همچنین برای تولید پارچه های مصنوعی استفاده می شود. در صنعت تولید نفت و گاز از نیتروژن برای حفظ فشار در محل استفاده می شود که امکان استخراج مواد معدنی بیشتری را فراهم می کند. در متالورژی، این ماده برای بازپخت فلزات آهنی و غیرآهنی ضروری است. در الکترونیک از این گاز برای جلوگیری از اکسید شدن عناصر الکترونیک و نیمه هادی های تولیدی استفاده می شود. و اینها همه زمینه های کاربرد جزء مورد نظر نیستند. همانطور که می بینید، جدول تناوبی عناصر جالب بسیاری را پنهان می کند و نیتروژن یکی از آنهاست. نقطه انجماد، فرمول الکترونیکی و سوالات دیگر به طور گسترده در اینترنت ارائه شده است، بنابراین در صورت لزوم آشنایی با آنها دشوار نیست. N2 مهمترین مؤلفه طبیعت زنده و بی جان سیاره ما و کل کیهان است، بنابراین هر فرد به سادگی موظف است بیشتر در مورد آن بداند. تایپ کنید پست های مرتبط: نیکلای پیروگوف دکتر نیکلای ایوانوویچ پیروگوف نقل قول در مورد آنچه مهم است. کلمات قصار در مورد نقل قول. نکته همین است اوگاروا fgbou در "msu im" بهترین کتاب های درسی انگلیسی برای بهبود دایره لغات شما کشور عجیب و غریب استرالیا طرح مبلمان آشپزخانه اتاق خواب دکور با دستان خودت هال حمام جدیدیا محبوب ترس تیلیر. "ترس" - فرانک تیلیر. درباره کتاب "ترس" اثر فرانک تیلیر سخنرانی گئورگ هگل در مورد تاریخ فلسفه درباره کتاب "سخنرانی هایی در مورد تاریخ فلسفه" گئورگ هگل بت پرست یک بیگانه است، یک فرد غیر مذهبی، بت پرستی در تاریخ چیست؟ متقاطع مسیحی - ارتباط با egregor؟ ایده هایی در مورد جهنم در باورهای مختلف ببینید که "تارتاروس" در فرهنگ های دیگر چیست گوشه ریاضی در خانه تفریق از 10 تا 20