Azotul, enciclopedia lumii

Azot, N (azot), element chimic (la numărul 7) din subgrupa VA a sistemului periodic de elemente. Atmosfera Pământului conține azot 78% (v / v). Pentru a ilustra cât de mare aceste stocuri de azot, rețineți că, în atmosferă peste fiecare kilometru pătrat de suprafața pământului este mult azot, care din ea poate ajunge până la 50 Mill. M de nitrat de sodiu sau 10 Mill. T amoniac (compus cu azot și hidrogen), și totuși aceasta este o mică fracțiune din azotul conținut în crusta pământului. Existența azotului liber indică inerția și dificultatea de a interacționa cu alte elemente la temperatura obișnuită. Azotul legat este o parte a materiei organice și anorganice. Lumea vegetală și animală conține azot, asociat cu carbon și oxigen în proteine. In plus, cunoscute și pot fi preparate în cantități mari de azot, conținând compuși anorganici, cum ar fi nitrat (NO3 -), nitrit (NO2 -), cianură (CN -), nitrură (N 3) și azide (N3 -).

Istoric istoric.

Experimentele lui A.Lavoisier, dedicate studiului rolului atmosferei în menținerea vieții și a proceselor de ardere, au confirmat existența unei substanțe relativ inerte în atmosferă. Fără a stabili natura elementară a gazului rămas după combustie, Lavoisier la numit azot, care în greacă antică înseamnă "lipsit de viață". În 1772, D. Rutherford din Edinburgh a stabilit că acest gaz este un element și la numit "aer dăunător". Denumirea latină a azotului vine de la cuvintele grecești nitron și gen, ceea ce înseamnă "formarea nitratului".

Fixarea ciclului de azot și azot.

Termenul "fixare a azotului" înseamnă procesul de legare a azotului atmosferic N2. In natura, acest lucru poate avea loc în două moduri: fie plante leguminoase, cum ar fi mazăre, trifoi și soia, se acumulează pe noduli lor rădăcini în care bacteriile care fixează azotul, acesta este convertit în nitrat sau are loc oxidarea azotului atmosferic cu oxigen în condiții de trăsnet. S. Arrenius a constatat că această metodă stabilește până la 400 milioane de tone de azot pe an. În atmosferă, oxizii de azot se combină cu apa de ploaie pentru a forma azot și azot. În plus, este stabilit că, cu ploaie și zăpadă pentru fiecare hectar de teren devine aprox. 6700 g de azot; ajungând în sol, se transformă în nitriți și nitrați. Plantele utilizează nitrați pentru a forma substanțe proteice din plante. Animalele, care hrănesc cu aceste plante, asimilează substanțele proteice din plante și le transformă în proteine animale. După moartea animalelor și a plantelor, are loc descompunerea lor, compușii de azot sunt transformați în amoniac. Amoniacul este folosit în două moduri: bacteriile nu formează nitrați, pentru a distruge elementele sale, eliberând azot și hidrogen și alte bacterii sub forma nitriți ale acestora, alte bacterii care sunt oxidați la nitrați. Astfel, există un ciclu de azot în natură sau un ciclu de azot.

Structura miezului și cochilii electronice.

În natură, există două azot izotop stabil: cu numărul de masă 14 (7 cuprinde protoni și șapte neutroni) și cu numărul de masă 15 (7 cuprinde protoni și neutroni 8). Raportul lor este 99,635: 0,365, deci greutatea atomică a azotului este egală cu 14,008. Izotopii instabili ai azotului 12N, 13N, 16N, 17N s-au obținut în mod artificial. Schematic, structura electronică a unui astfel de atom de azot: 1s 2s 2 2 1 2px 2 PY 1 2pz 1. În consecință, pe exterior învelișul de electroni (al doilea) este de 5 electroni care pot participa la formarea legăturilor chimice; Orbitali de azot pot primi, de asemenea, electroni, Este posibil să se formeze compuși cu un grad de oxidare de la (-III) la (V) și sunt cunoscuți. Vezi și STRUCTURA ATOM.

Azot molecular.

Din definițiile densității gazului se stabilește că molecula de azot este diatomică, adică formula moleculară a azotului are forma NNN (sau N2). Pentru doi atomi de azot, cei trei electroni 2p ai fiecărui atom formează o legătură triplă: N. N. Formarea perechilor electronice. Distanța interatomică măsurată N-N este egală cu 1,095 Å. Ca și în cazul hidrogenului (a se vedea HIDROGENUL). există molecule de azot cu rotițe nucleare diferite - simetrice și antisimetrice. La temperaturi normale, raportul formelor simetrice și antisimetrice este de 2: 1. În stare solidă sunt cunoscute două modificări de azot: a - cubic și b - hexagonale cu o temperatură de tranziție ® b -237.39 ° C. Modificarea b topește la -209,96 ° C și se fierbe la -195,78 ° C sub 1 atm (vezi tabelul 1).

Energia de disociere a molului (28,016 g sau 6,023 x 10 23 molecule) de azot molecular per atom (N2 2N) este de aproximativ -225 kcal. Prin urmare, azotul atomic poate fi format cu o descărcare electrică liniștită și este mai activ chimic decât azotul molecular.

Recepție și aplicare.

Metoda de producere a azotului elementar depinde de puritatea necesară. În cantități mari, se produce azot pentru sinteza amoniacului, în timp ce amestecurile mici de gaze nobile sunt admise.

Azot din atmosferă.

Din punct de vedere economic, eliberarea azotului din atmosferă se datorează metodei ieftine de lichefiere a aerului purificat (vapori de apă, CO2, praf, alte impurități eliminate). Ciclurile secvențiale de comprimare, răcire și extindere a unui astfel de aer conduc la fluidizarea acestuia. Aerul lichid este supus distilării fracționare, cu o creștere lentă a temperaturii. Primele sunt gaze nobile, apoi azot și rămâne oxigen lichid. Purificarea se realizează prin procese multiple de fracționare. Această metodă produce milioane de tone de azot pe an, în principal pentru sinteza amoniacului, care este materia primă în tehnologia de producere a diferitelor compuși care conțin azot pentru industrie și agricultură. În plus, o atmosferă de azot purificată este adesea folosită atunci când prezența oxigenului este inacceptabilă.

Metode de laborator.

Azotul în cantități mici poate fi obținut în laborator în diferite moduri, prin oxidarea amoniacului sau ionului de amoniu, de exemplu:

Procesul de oxidare a ionului de amoniu prin ionul de nitrit este foarte convenabil:

Alte metode sunt de asemenea cunoscute: descompunerea azidelor la încălzire, descompunerea amoniacului de oxidul de cupru (II), interacțiunea nitriților cu acidul sulfamic sau uree:

În descompunerea catalitică a amoniacului la o temperatură ridicată, se poate obține, de asemenea, azot:

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare