النيتروجين: خصائصه، خواصه الكيميائية، خواصه الفيزيائية، مركباته، مكانه في الطبيعة. دورة النيتروجين في الطبيعة

النيتروجين - المعروف أيضًا باسم N في الجدول الدوري (المعروف أيضًا بالحرف الأول في الاختصارNPK على العديد من عبوات الأسمدة).

قبل أن ندرس بالتفصيل دور وأشكال النيتروجين في الأسمدة، علينا أن نتذكر أنه ينتمي إلى المجموعة عناصر MACRO . هذه فئة من العناصر الحيوية لجميع النباتات تمامًا، والتي تشمل، بالإضافة إلى النيتروجين، الفوسفور P والبوتاسيوم K. تلعب العناصر الدقيقة (الحديد والكبريت والزنك والمنجنيز وغيرها) أيضًا دورًا مهمًا، ولكنها ضرورية بجرعات مئات المرات أقل من العناصر الكبيرة (ومن هنا جاء اسم "الصغرى"). يشارك النيتروجين، مثل الفوسفور والبوتاسيوم، بشكل مباشر في تكوين الأنسجة النباتية الأساسية وهو مسؤول عن مراحل النمو (النمو والغطاء النباتي والإزهار والإثمار) ومعدل النمو.

لماذا يحتاج النبات للنيتروجين؟

إذا أراد الفنان رسم صورة لحديقة عطرة من عناصر الجدول الدوري، فبدلاً من أوراق الشجر الخضراء والسيقان والبراعم الصغيرة سيكون هناك الحرف N - النيتروجين. وهذا الغاز المتطاير هو الذي يشارك من خلال مركبات مختلفة في تكوين الكلوروفيل - وهو نفس البروتين الذي يشارك في عملية التمثيل الضوئي وتنفس النبات. إذا كان هناك ما يكفي من النيتروجين، فإن أوراق الشجر لها لون زمردي غني، والذي يمكن أن يصبح لامعًا إلى جانب الري الجيد. بمجرد ندرة النيتروجين، يتحول النبات إلى لون أصفر متقزم، وتنمو البراعم الجديدة ببطء أو تتوقف عمليا عن النمو.
على الصورة: الفرق واضح بين النباتات التي تلقت النيتروجين أثناء الزراعة وتلك التي نمت في التربة الفقيرة

ومن المقبول عمومًا أيضًا أن الفوسفور هو المسؤول عن الإثمار، ووجوده هو الذي سيؤثر على المحصول. وهذا صحيح، ولكن في الغالب من حيث نوعية المحصول. سيكون النيتروجين مسؤولاً عن الكمية. كلما زادت الكتلة الخضرية التي يكتسبها النبات، كلما ظهرت براعم الزهور أكثر على السيقان أو في المحاور. في بعض النباتات، يؤثر النيتروجين بشكل مباشر على تكوين براعم الزهور، خاصة في النباتات ثنائية المسكن ذات الزهور الأنثوية والذكورية (القنب والصفصاف وعشب الليمون ونبق البحر وغيرها الكثير).

كيف نفهم أن النبات يفتقر إلى النيتروجين؟

أول علامة على نقص النيتروجين هي التقزم، ولون أوراق الشجر المصفر، وحتى الأصفر الشاحب. يبدأ الاصفرار من حواف الورقة باتجاه المركز. في نفس الوقت تصبح نصل الورقة أرق وتصبح ناعمة حتى لو لوحظ الري. يتم ملاحظة أعراض مشابهة جدًا مع نقص الكبريت (S)، لكن في حالة النيتروجين تتحول الأوراق السفلية إلى اللون الأصفر أولاً. في الحالات المتقدمة، تجف وتتساقط - "يسحب" النبات منها جميع العناصر الغذائية ليعطيها للبراعم العلوية أو الثمار، إن وجدت. مع نقص الكبريت، لا يلاحظ سقوط الأوراق من الأسفل.

عادة ما يكون هناك سببان للنقص: إما أنهم نسوا إطعام النبات (متى وكيف يتم إطعامه - أدناه) أو أن التربة شديدة الحموضة، والتفاعل الحمضي للبيئة يعطل امتصاص النيتروجين. أيضًا، في البيئة الحمضية، يمكن لنقص النيتروجين أن يحاكي الإصابة بالكلور - نقص الحديد أو المغنيسيوم. ومع ذلك، في هذه الحالة، هذا ليس مهمًا - فالتربة تتطلب استبدالًا جذريًا أو تجديدًا.

ما هو نوع النيتروجين الذي يباع في المتاجر وأيهما أفضل؟

ربما يكون هذا السؤال هو الأهم لكل بستاني. ومع ذلك، دعونا أولاً نكتشف ما هو نوع النيتروجين الموجود بالفعل؟ وبدون ذلك، سيكون من الصعب فهم ما هو مكتوب على العبوة.

الأمونيا أو نيتروجين الأمونيوم (NH4)

ويسمى هذا النيتروجين أيضًا النيتروجين العضوي.يوجد بالفعل الكثير منه في البقايا العضوية للمواد المتحللة، مثل السماد أو الأوراق المتساقطة. تحب النباتات الأمونيوم كثيرًا لأنه يتغلغل بسهولة في الجذور ويمكن تحويله إلى أحماض أمينية تشكل أوراق وبراعم النبات. ومع ذلك، هناك عيب كبير: على الرغم من كل آليات المقاومة، يمكن للأمونيوم اختراق الخلية النباتية ويكون لها تأثير سام عليها.

في الطبيعة، جرعة زائدة من الأمونيوم نادرة جدًا، لأن يتم "تحويله" بسرعة كبيرة بواسطة البكتيريا إلى النترات رقم 3 (عملية النترجة) ثم إلى النتريت (رقم 2) وحتى النيتروجين النقي الذي يتبخر بسرعة من التربة. في الحديقة أو حديقة الخضروات، يترك نيتروجين الأمونيا التربة بسرعة أيضًا، ما لم يستخدم صاحب الموقع سمادًا نظيفًا وطازجًا بكميات كبيرة. في هذه الحالة، ما يسمى "حرق" الجذور أو النبات بأكمله. في الظروف الداخلية، يجب استخدام النيتروجين العضوي إلى الحد الأدنى، لأنه من الصعب جدًا التحكم في الجرعة المطلوبة.

مهم : على عبوات الأسمدة للنباتات الداخلية نادرًا ما تتم الإشارة إلى نيتروجين الأمونيا بالصيغة (NH4) أو التركيبة. كقاعدة عامة، يتم استخدام الشكل العضوي: نوع من المستخلص (على سبيل المثال، مستخلص الطحالب) أو شكل سائل من الأسمدة العضوية النقية ("السماد الدودي")، أو كتلة تشبه الهلام ("السابروبيل" - الحمأة السفلية)، إلخ.

للحديقة يتم استخدام الشكل المعدني - كبريتات الأمونيوم (NH 4) 2 SO 4. الميزة الكبيرة لهذا الأسمدة هو أنه يحتوي أيضًا على الكبريت. ويشارك مع النيتروجين في تركيب الأحماض الأمينية المهمة، بما في ذلك الأحماض الأساسية. تعد كبريتات الأمونيوم جزءًا من العلامة التجارية الشهيرة اليوم للأسمدة "Aquarin" (الرقمان 6 و 7 مناسبان للبستنة). يحتوي هذا السماد على حوالي 25% أمونيوم و75% نترات نيتروجين.

نترات النيتروجين (NO3)

إذا حاول المصنع استخدام النيتروجين العضوي على الفور دون إهدار الطاقة، إذن نترات الصورة معاكسة تماما. تقريبا أي محصول يخزن النترات في الأنسجة بكميات تتجاوز في بعض الأحيان الحدود المسموح بها! والسبب في ذلك هو الحركة العالية للنيتروجين في المحيط الحيوي. اليوم، تسقط بقرة على كعكة، فتهاجمها البكتيريا (وبعد ذلك بقليل، الحشرات) على الفور، وتحول النيتروجين من الشكل العضوي إلى الشكل المعدني NO 3 . لكن هذا الشكل لا يبقى طويلاً: ما لم يكن لدى النباتات الوقت الكافي لإزالته يتم تحويله بالفعل بواسطة بكتيريا أخرى إلى شكل النتريت رقم 2، ثم إلى النيتروجين. بالإضافة إلى النترات - غير ضار للنبات . ناقص - الحاجة للضوء والحرارة، والتي بفضلها يتم تقليل النترات الموجودة في الأوراق إلى الأمونيوم (بتعبير أدق، الأمينات المختلفة NH 2) ثم إلى الأحماض الأمينية والبروتينات. ونتيجة لذلك: في الظروف غير المواتية، يميل النبات إلى تراكم النترات لاستخدامها عندما يتحسن الوضع.

في ظروف الغرفة نترات النيتروجين هو الحل الحقيقي. يشار إليه بالصيغة الموجودة على العبوة رقم 3 ويرافقه النص المقابل. يتم حساب الجرعات مقدما لفترات الراحة والنمو النشط. من المستحيل ارتكاب خطأ.


في الحديقة يستخدم نترات النيتروجين حالا بعد بدء تدفق النسغ (والذي يتوافق مع درجة حرارة التربة حوالي +15 درجة مئوية). من المهم عدم تفويت هذه اللحظة وتزويد النبات بالعنصر الذي سيبدأ من خلاله بناء براعم وأوراق جديدة في الأيام القليلة المقبلة. يتوقفون عن استخدام الأسمدة النيتروجينية في شهر يوليو، أو بالأحرى، مباشرة بعد نهاية موسم النمو (تتباطأ الأشجار والشجيرات، وتبدأ الثمار). في فصل الشتاء، يتم إرسال الحديقة دون التسميد بالنيتروجين أو القيام بها في أواخر الخريف، قبل الصقيع، والشكل العضوي الذي سيبقى في التربة لفترة أطول. ولا تنس أيضًا أن فصول الشتاء أصبحت أكثر دفئًا مؤخرًا، وهو ما ليس له أفضل تأثير على احتباس النيتروجين في التربة.

في الحياة اليومية، يُعرف نترات النيتروجين باسم الملح الصخري والتي الأكثر شعبية في روسيا هي نترات البوتاسيوم (أو "البوتاسيوم"). هذا النوع من نترات النيتروجين مناسب لكل من نباتات الحديقة والداخلية. يوفر النيتروجين والبوتاسيوم سهل الهضم.

أميد النيتروجين CO (NH 2) 2 أو اليوريا أو ببساطة اليوريا

سماد حيوي غني (أي يتم الحصول عليه عضويًا أيضًا) يمكن أن يحتوي على ما يصل إلى 46٪ من النيتروجين. للاستخدام في الأرض، نادرًا ما يتم استخدامه مؤخرًا، لأنه تعمل بكتيريا "اليورياز" المنتشرة في كل مكان على تحويل اليوريا الثمينة بسرعة إلى كربونات الأمونيوم، المعروفة في صناعة المواد الغذائية كعامل تخمير. في العصر السوفييتي، تم "تخصيب" الحقول باستخدام "مسحوق الخبز" حتى يتم تحقيق فقدان النيتروجين. اليوم، يتم استخدام اليوريا في محاليل الرش. وبالطبع أفضل استخدام له هو في الحقول والحدائق الكبيرة. نادرا ما يستخدم في الممارسة الخاصة، لذلك لا يوجد عمليا على رفوف المتاجر العادية.

اليوريا علاج ممتاز ضد الجرب وبعض الفطريات المسببة للأمراض الأخرى.

لخص

  1. يعد النيتروجين أحد أهم العناصر التي يحتاجها النبات باستمرار للنمو والتطور الصحي.
  2. في الثقافة الداخلية، تتم إضافة الأسمدة النيتروجينية خلال فترة النمو النشط. قبل شهر ونصف من السكون يتم إيقاف التغذية بالنيتروجين حتى لا يسبب فرط النمو وتعطيل فترة السكون.
  3. في البستنة ومحاصيل الخضروات، تتم إضافة النيتروجين في الربيع، بمجرد ارتفاع درجة الحرارة إلى +15 درجة مئوية (تبدأ الجذور في امتصاص الرطوبة). نهاية فترة التقديم: منتصف الصيف؛ أوائل أغسطس - فقط في حالة فصل الربيع/الصيف البارد.
  4. في ثقافة الغرفة، من الضروري استخدام نترات النيتروجين: سيتم كتابة رقم 3 على العبوة، وربما ستظهر كلمة "نترات" فقط.
  5. في الثقافة البستانية، كقاعدة عامة، يتم استخدام العلامات التجارية الجاهزة للأسمدة، حيث يتم خلط أشكال النترات والأمونيوم من النيتروجين. كلاهما موضح على العبوة بصيغة كبريتات الأمونيوم ونترات البوتاسيوم (في أغلب الأحيان).
  6. إذا صادفتك اليوريا (الكرباميد)، استخدمها لرش النباتات. فترة الاستخدام مشابهة لأشكال النيتروجين الأخرى.

النيتروجين عنصر كيميائي ذو العدد الذري 7. وهو غاز عديم الرائحة، ولا طعم له، وعديم اللون.

وبالتالي فإن الإنسان لا يشعر بوجود النيتروجين في الغلاف الجوي للأرض، بينما يتكون من هذه المادة بنسبة 78 بالمئة. يعد النيتروجين أحد أكثر المواد شيوعًا على كوكبنا. يمكنك أن تسمع في كثير من الأحيان أنه بدون النيتروجين لن يكون هناك طعام، وهذا صحيح. بعد كل شيء، تحتوي مركبات البروتين التي تتكون منها جميع الكائنات الحية بالضرورة على النيتروجين.

النيتروجين في الطبيعة

يوجد النيتروجين في الغلاف الجوي على شكل جزيئات تتكون من ذرتين. بالإضافة إلى الغلاف الجوي، يوجد النيتروجين في وشاح الأرض وفي طبقة الدبال من التربة. المصدر الرئيسي للنيتروجين للإنتاج الصناعي هو المعادن.

ومع ذلك، في العقود الأخيرة، عندما بدأت الاحتياطيات المعدنية في النضوب، نشأت حاجة ملحة لفصل النيتروجين عن الهواء على نطاق صناعي. وقد تم الآن حل هذه المشكلة، وتم استخراج كميات هائلة من النيتروجين من الغلاف الجوي لتلبية الاحتياجات الصناعية.

دور النيتروجين في علم الأحياء، دورة النيتروجين

على الأرض، يخضع النيتروجين لعدد من التحولات التي تشارك فيها العوامل الحيوية (المتعلقة بالحياة) والعوامل اللاأحيائية. ويدخل النيتروجين إلى النباتات من الغلاف الجوي والتربة، ليس بشكل مباشر، ولكن من خلال الكائنات الحية الدقيقة. تحتفظ البكتيريا المثبتة للنيتروجين بالنيتروجين وتعالجه، وتحوله إلى شكل يمكن للنباتات امتصاصه بسهولة. وفي جسم النبات، يتحول النيتروجين إلى مركبات معقدة، وخاصة البروتينات.

ومن خلال السلسلة الغذائية، تدخل هذه المواد إلى أجسام الحيوانات العاشبة ومن ثم الحيوانات المفترسة. بعد موت جميع الكائنات الحية، يعود النيتروجين إلى التربة، حيث يخضع للتحلل (الأمونيا ونزع النتروجين). ويثبت النيتروجين في التربة والمعادن والماء ويدخل إلى الغلاف الجوي، وتتكرر الدائرة.

تطبيق النيتروجين

وبعد اكتشاف النيتروجين (حدث هذا في القرن الثامن عشر) تمت دراسة خصائص المادة نفسها ومركباتها وإمكانية استخدامها في المزرعة بشكل جيد. نظرا لأن احتياطيات النيتروجين على كوكبنا ضخمة، فقد أصبح هذا العنصر يستخدم بنشاط للغاية.


يستخدم النيتروجين النقي في شكل سائل أو غازي. تبلغ درجة حرارة النيتروجين السائل 196 درجة مئوية تحت الصفر، ويستخدم في المجالات التالية:

— في الطب.النيتروجين السائل هو مادة مبردة في إجراءات العلاج بالتبريد، أي العلاج البارد. يستخدم التجميد السريع لإزالة الأورام المختلفة. يتم تخزين عينات الأنسجة والخلايا الحية (وخاصة الحيوانات المنوية والبويضات) في النيتروجين السائل. تسمح درجة الحرارة المنخفضة بالحفاظ على المادة الحيوية لفترة طويلة، ثم إذابتها واستخدامها.

إمكانية تخزين الكائنات الحية بأكملها في النيتروجين السائل، وإذا لزم الأمر، إذابة الجليد منها دون أي ضرر، عبر عنها كتاب الخيال العلمي. ومع ذلك، في الواقع لم يكن من الممكن بعد إتقان هذه التكنولوجيا؛

— في صناعة المواد الغذائيةيستخدم النيتروجين السائل عند تعبئة السوائل لخلق بيئة خاملة في الحاوية.

بشكل عام، يستخدم النيتروجين في المناطق التي تتطلب بيئة غازية خالية من الأكسجين، على سبيل المثال.

— في مكافحة الحرائق. يحل النيتروجين محل الأكسجين، والذي بدونه لا يتم دعم عمليات الاحتراق وتنطفئ النار.

وقد وجد غاز النيتروجين التطبيق في الصناعات التالية:

— إنتاج الغذاء. يستخدم النيتروجين كوسيلة غاز خامل للحفاظ على نضارة المنتجات المعبأة؛

— في صناعة النفط والتعدين. يتم تطهير خطوط الأنابيب والخزانات بالنيتروجين، ثم يتم حقنه في المناجم لتشكيل بيئة غازية مقاومة للانفجار.

— في صناعة الطائراتيتم نفخ إطارات الهيكل بالنيتروجين.

كل ما سبق ينطبق على استخدام النيتروجين النقي، ولكن لا ننسى أن هذا العنصر هو المادة الأولية لإنتاج كتلة من المركبات المختلفة:

- الأمونيا. مادة مطلوبة للغاية تحتوي على النيتروجين. تستخدم الأمونيا في إنتاج الأسمدة والبوليمرات والصودا وحمض النيتريك. يتم استخدامه في الطب، وفي صناعة معدات التبريد؛

— الأسمدة النيتروجينية.

- المتفجرات؛

- الأصباغ وغيرها.


لا يعد النيتروجين أحد العناصر الكيميائية الأكثر شيوعًا فحسب، بل يعد أيضًا مكونًا ضروريًا للغاية يستخدم في العديد من فروع النشاط البشري.

النيتروجين، N (لات. النيتروجين * أ. النيتروجين؛ ن. ستيكستوف؛ و. آزوت، نيتروجين؛ أي نيتروجينو)، هو عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من النظام الدوري مندلييف، العدد الذري 7، الكتلة الذرية 14.0067. اكتشفه المستكشف الإنجليزي د. رذرفورد عام 1772.

خصائص النيتروجين

في الظروف العادية، النيتروجين هو غاز عديم اللون والرائحة. يتكون النيتروجين الطبيعي من نظيرين مستقرين: 14 ن (99.635%) و15 ن (0.365%). جزيء النيتروجين ثنائي الذرة. ترتبط الذرات برابطة تساهمية ثلاثية NN. قطر جزيء النيتروجين، الذي يتم تحديده بطرق مختلفة، هو 3.15-3.53 أ. جزيء النيتروجين مستقر للغاية - طاقة التفكك هي 942.9 كيلوجول/مول.

النيتروجين الجزيئي

ثوابت النيتروجين الجزيئي: الانصهار - 209.86 درجة مئوية، الغليان - 195.8 درجة مئوية؛ كثافة النيتروجين الغازي 1.25 كجم/م3، النيتروجين السائل - 808 كجم/م3.

خصائص النيتروجين

في الحالة الصلبة، يتواجد النيتروجين في نسختين: الشكل a المكعب بكثافة 1026.5 كجم/م3 والشكل b السداسي بكثافة 879.2 كجم/م3. حرارة الانصهار 25.5 كيلوجول/كجم، حرارة التبخر 200 كيلوجول/كجم. التوتر السطحي للنيتروجين السائل عند ملامسته للهواء 8.5.10 -3 نيوتن/م؛ ثابت العزل الكهربائي 1.000538. ذوبان النيتروجين في الماء (سم 3 لكل 100 مل من H 2 O): 2.33 (0 درجة مئوية)، 1.42 (25 درجة مئوية) و 1.32 (60 درجة مئوية). يتكون الغلاف الإلكتروني الخارجي لذرة النيتروجين من 5 إلكترونات. تختلف حالات أكسدة النيتروجين من 5 (في N 2 O 5) إلى -3 (في NH 3).

مركب النيتروجين

في ظل الظروف العادية، يمكن أن يتفاعل النيتروجين مع مركبات المعادن الانتقالية (Ti، V، Mo، وما إلى ذلك)، مكونًا مجمعات أو يتم اختزاله لتكوين الأمونيا والهيدرازين. يتفاعل النيتروجين مع المعادن النشطة كما هو الحال عند تسخينه إلى درجات حرارة منخفضة نسبيًا. يتفاعل النيتروجين مع معظم العناصر الأخرى عند درجات حرارة عالية وفي وجود المحفزات. تمت دراسة مركبات النيتروجين التي تحتوي على: N 2 O، NO، N 2 O 5 جيدًا. يتحد النيتروجين مع C فقط عند درجات حرارة عالية وفي وجود المحفزات؛ وهذا ينتج الأمونيا NH 3 . لا يتفاعل النيتروجين بشكل مباشر مع الهالوجينات؛ لذلك، يتم الحصول على جميع هاليدات النيتروجين بشكل غير مباشر فقط، على سبيل المثال، فلوريد النيتروجين NF 3 - عن طريق التفاعل مع الأمونيا. ولا يتحد النيتروجين مباشرة مع الكبريت أيضًا. عندما يتفاعل الماء الساخن مع النيتروجين، يتكون السيانوجين (CN) 2. عندما يتعرض النيتروجين العادي للتفريغ الكهربائي، وكذلك أثناء التفريغ الكهربائي في الهواء، يمكن تشكيل النيتروجين النشط، وهو خليط من جزيئات النيتروجين والذرات مع زيادة احتياطي الطاقة. يتفاعل النيتروجين النشط بقوة كبيرة مع الأكسجين والهيدروجين والبخار وبعض المعادن.

يعد النيتروجين أحد العناصر الأكثر شيوعًا على وجه الأرض، ويتركز الجزء الأكبر منه (حوالي 4.10 ـ 15 طنًا) في حالة حرة في. يطلق النشاط البركاني كل عام 2.106 طن من النيتروجين في الغلاف الجوي. ويتركز جزء صغير من النيتروجين في (متوسط ​​المحتوى في الغلاف الصخري 1.9.10 -3%). مركبات النيتروجين الطبيعية هي كلوريد الأمونيوم والنترات المختلفة (الملح الصخري). لا يمكن أن تتشكل نيتريدات النيتروجين إلا عند درجات حرارة وضغوط عالية، ويبدو أن هذا هو الحال في المراحل الأولى من تطور الأرض. توجد تراكمات كبيرة من الملح الصخري فقط في المناخات الصحراوية الجافة (، وما إلى ذلك). وتوجد كميات قليلة من النيتروجين الثابت في (1-2.5%) و(0.02-1.5%) وكذلك في مياه الأنهار والبحار والمحيطات. يتراكم النيتروجين في التربة (0.1%) والكائنات الحية (0.3%). النيتروجين جزء من جزيئات البروتين والعديد من المركبات العضوية الطبيعية.

دورة النيتروجين في الطبيعة

في الطبيعة هناك دورة النيتروجين، والتي تتضمن دورة من النيتروجين الجوي الجزيئي في الغلاف الحيوي، ودورة في الغلاف الجوي من النيتروجين المرتبط كيميائيا، ودورة من النيتروجين السطحي المدفون مع المادة العضوية في الغلاف الصخري مع عودته مرة أخرى إلى الغلاف الجوي . وكان النيتروجين المستخدم في الصناعة يُستخرج في السابق بالكامل من رواسب الملح الصخري الطبيعية، وعددها محدود للغاية في العالم. توجد رواسب كبيرة بشكل خاص من النيتروجين على شكل نترات الصوديوم في تشيلي؛ بلغ إنتاج الملح الصخري في بعض السنوات أكثر من 3 ملايين طن.


النيتروجين هو غاز قليل الذوبان في الماء وليس له لون أو رائحة أو طعم. ويمكن استخدام النيتروجين في شكله الحر في مختلف الصناعات. دعونا نلقي نظرة فاحصة على تلك الصناعات التي تستخدم النيتروجين.

علم المعادن

  • أثناء التلدين، التلبيد بمسحوق المعدن.
  • مع تصلب محايد، لحام الثابت.
  • أثناء السيانيد (النيتروجين ضروري لحماية المعادن الحديدية وغير الحديدية).
  • يلعب النيتروجين أيضًا دورًا مهمًا في تشغيل جهاز شحن الفرن العالي وآلة تجريد المعادن من النار.
  • في إنتاج فحم الكوك.

الكيمياء والغاز والنفط

  • يتم استخدام غاز النيتروجين أثناء تطوير الآبار. يتم استخدامه لتقليل مستوى المياه في الآبار. تعتبر هذه الطريقة واعدة للغاية، فهي تتميز بالموثوقية، فضلاً عن سهولة التحكم وتنظيم العملية على نطاق واسع من الضغوط ومعدلات التدفق. وبمساعدة النيتروجين الغازي، يتم تفريغ الآبار العميقة بسرعة، ويحدث انخفاض سريع وحاد، أو بطيء وتدريجي في الضغط في البئر. يوفر النيتروجين تصريف تكوين وتجديد الغاز المضغوط، وهو أمر ضروري لتدفق السائل.
  • يستخدم النيتروجين لخلق بيئة خاملة في الحاويات المختلفة أثناء عمليات التفريغ والتحميل. يستخدم النيتروجين أيضًا في إطفاء الحرائق وأثناء اختبار وتطهير خطوط الأنابيب.
  • يستخدم النيتروجين في شكله النقي لتخليق الأمونيا، وفي إنتاج الأسمدة النيتروجينية، وكذلك في معالجة الغازات المصاحبة وتحويل الميثان.
  • يستخدم النيتروجين لتقليل الرواسب في مصافي النفط، ومعالجة مكونات الأوكتان العالية وزيادة إنتاجية المفرقعات النفطية.

مكافحة الحريق

  • يتمتع النيتروجين بخصائص خاملة، مما يسمح له بإزاحة الأكسجين ومنع تفاعلات الأكسدة. الاحتراق هو في جوهره أكسدة سريعة، وذلك بسبب وجود الأكسجين في الغلاف الجوي ومصدر الاحتراق، والذي يمكن أن يكون شرارة، أو قوس كهربائي، أو مجرد تفاعل كيميائي مع كمية كبيرة من الحرارة المتولدة. وباستخدام النيتروجين يمكن تجنب هذا الوضع. إذا كان تركيز النيتروجين في البيئة 90%، فلن يحدث حريق.
  • يمكن لكل من محطات إنتاج النيتروجين الثابتة ومحطات إنتاج النيتروجين المتنقلة أن تمنع الحرائق بشكل فعال. وبمساعدتهم، يمكن أيضًا إطفاء الحريق بنجاح.

الدواء

  • في الأبحاث في المختبرات، لتحليلات المستشفى.

صناعة التعدين

  • وفي مناجم الفحم، هناك حاجة أيضًا إلى النيتروجين لمكافحة الحرائق.

المستحضرات الصيدلانية

  • يستخدم النيتروجين لتعبئة ونقل وإزاحة الأكسجين من مجموعة متنوعة من خزانات المنتجات.

الصناعات الغذائية

  • يعد النيتروجين ضروريًا لتداول وتخزين وتعبئة المنتجات الغذائية (خاصة الأجبان والمنتجات الدهنية التي تتأكسد بسرعة كبيرة بالأكسجين) لزيادة مدة صلاحيتها وكذلك للحفاظ على طعم هذه المنتجات.
  • يساعد خليط من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون على منع البكتيريا من التكاثر.
  • يساعد النيتروجين، الذي يخلق بيئة خاملة، على حماية الطعام من الحشرات الضارة.
  • يعمل النيتروجين كمخفف لتكوين خليط الغاز.

صناعة اللب والورق

  • يُستخدم النيتروجين في عمليات شعاع الكاثود على الورق والكرتون وحتى بعض العناصر الخشبية لبلمرة طبقات الورنيش. تسمح هذه الطريقة بتقليل تكلفة المحفزات الضوئية، وكذلك تقليل انبعاث المركبات المتطايرة وتحسين جودة المعالجة.
وبالتالي، هناك العديد من الصناعات التي تستخدم النيتروجين. وكل هذا يثبت تنوعه وأهميته.

نتروجين

نتروجين-أ؛ م.[فرنسي آزوت من اليونانية. an- - لا-، بدون- وzōtikos - إعطاء الحياة]. العنصر الكيميائي (ن)، وهو غاز عديم اللون والرائحة ولا يدعم التنفس والاحتراق (يشكل الجزء الأكبر من الهواء من حيث الحجم والكتلة، وهو أحد العناصر الرئيسية لتغذية النبات).

◁ النيتروجين، أوه، أوه. حمض أ. أ الأسمدة.النيتروجينية، أوه، أوه. حمض أ.

نتروجين

(lat. النيتروجين)، العنصر الكيميائي للمجموعة الخامسة من الجدول الدوري. الاسم من اليونانية. a... هي بادئة منفية، وzōē هي الحياة (لا تدعم التنفس والاحتراق). يتكون النيتروجين الحر من جزيئات ثنائية الذرة (N2)؛ غاز عديم اللون والرائحة. الكثافة 1.25 جم/لتر، رر -210 درجة مئوية، ركيب -195.8 درجة مئوية. خامل جدًا كيميائيًا، ولكنه يتفاعل مع المركبات المعقدة للمعادن الانتقالية. المكون الرئيسي هو الهواء (78.09٪ من الحجم)، والذي ينتج عن فصله النيتروجين الصناعي (أكثر من 3/4 يذهب إلى تركيب الأمونيا). يستخدم كوسيط خامل للعديد من العمليات التكنولوجية؛ النيتروجين السائل هو مادة تبريد. يعد النيتروجين أحد العناصر الحيوية الرئيسية التي تشكل جزءًا من البروتينات والأحماض النووية.

نتروجين

النيتروجين (اللاتينية النيتروجين - مما يؤدي إلى النترات)، N (اقرأ "en")، عنصر كيميائي في الفترة الثانية من مجموعة VA من الجدول الدوري، العدد الذري 7، الكتلة الذرية 14.0067. وهو في شكله الحر غاز عديم اللون والرائحة والطعم، وهو قليل الذوبان في الماء. يتكون من جزيئات N 2 ثنائية الذرة ذات قوة عالية. يشير إلى غير المعادن.
يتكون النيتروجين الطبيعي من نويدات مستقرة (سم.نيوكليد) 14 ن (محتوى الخليط 99.635% بالوزن) و15 ن. تكوين الطبقة الإلكترونية الخارجية 2 س 2 2 ص 3 . نصف قطر ذرة النيتروجين المحايدة هو 0.074 نانومتر، نصف قطر الأيونات: N 3- - 0.132، N 3+ - 0.030 و N 5+ - 0.027 نانومتر. طاقات التأين المتتابعة لذرة النيتروجين المحايدة هي، على التوالي، 14.53، 29.60، 47.45، 77.47 و 97.89 فولت. وفقا لمقياس بولينج، فإن السالبية الكهربية للنيتروجين هي 3.05.
تاريخ الاكتشاف
اكتشفه العالم الاسكتلندي د. روثرفورد عام 1772 في تركيبة منتجات احتراق الفحم والكبريت والفوسفور كغاز غير مناسب للتنفس والاحتراق ("الهواء الخانق")، وعلى عكس ثاني أكسيد الكربون، لا يمتصه محلول قلوي. قريبا الكيميائي الفرنسي A. L. لافوازييه (سم.لافوازييه أنطوان لوران)وخلص إلى أن الغاز "الخانق" هو ​​جزء من الهواء الجوي، واقترح اسم "آزوت" له (من الكلمة اليونانية أزوس - هامد). في عام 1784، الفيزيائي والكيميائي الإنجليزي ج. كافنديش (سم.كافنديش هنري)أثبت وجود النيتروجين في النترات (ومن هنا الاسم اللاتيني للنيتروجين، الذي اقترحه الكيميائي الفرنسي ج. شانتال عام 1790).
التواجد في الطبيعة
في الطبيعة، يعد النيتروجين (الجزيئي) الحر جزءًا من الهواء الجوي (في الهواء 78.09٪ من حيث الحجم و75.6٪ من حيث الكتلة من النيتروجين)، وفي شكل مقيد - في تكوين نتراتين: الصوديوم NaNO 3 (الموجود في تشيلي، ومن هنا اسم الملح الصخري التشيلي (سم.الملح الشيلى)) والبوتاسيوم KNO 3 (الموجود في الهند، ومن هنا جاء اسم الملح الصخري الهندي) - وعدد من المركبات الأخرى. يحتل النيتروجين المرتبة 17 من حيث الوفرة في القشرة الأرضية، حيث يمثل 0.0019% من القشرة الأرضية من حيث الكتلة. على الرغم من اسمه، إلا أن النيتروجين موجود في جميع الكائنات الحية (1-3% بالوزن الجاف)، وهو العنصر الحيوي الأكثر أهمية. (سم.العناصر الحيوية). وهو جزء من جزيئات البروتينات والأحماض النووية والإنزيمات المساعدة والهيموجلوبين والكلوروفيل والعديد من المواد النشطة بيولوجيا الأخرى. بعض الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين قادرة على استيعاب النيتروجين الجزيئي من الهواء، وتحويله إلى مركبات متاحة للاستخدام من قبل الكائنات الحية الأخرى (انظر تثبيت النيتروجين (سم.تثبيت النيتروجين)). يعد تحول مركبات النيتروجين في الخلايا الحية أهم جزء من عملية التمثيل الغذائي في جميع الكائنات الحية.
إيصال
وفي الصناعة يتم الحصول على النيتروجين من الهواء. للقيام بذلك، يتم تبريد الهواء أولا، وتسييله، ويتعرض الهواء السائل للتقطير. يحتوي النيتروجين على نقطة غليان أقل قليلاً (-195.8 درجة مئوية) من المكون الآخر للهواء، الأكسجين (-182.9 درجة مئوية)، لذلك عندما يتم تسخين الهواء السائل بلطف، يتبخر النيتروجين أولاً. يتم توفير غاز النيتروجين للمستهلكين في شكل مضغوط (150 ضغط جوي أو 15 ميجا باسكال) في أسطوانات سوداء عليها نقش "نيتروجين" أصفر. تخزين النيتروجين السائل في قوارير ديوار (سم.سفينة ديوارد).
في المختبر، يتم الحصول على النيتروجين النقي ("الكيميائي") عن طريق إضافة محلول مشبع من كلوريد الأمونيوم NH 4 Cl إلى نتريت الصوديوم الصلب NaNO 2 عند تسخينه:
NaNO 2 + NH 4 Cl = NaCl + N 2 + 2H 2 O.
يمكنك أيضًا تسخين نتريت الأمونيوم الصلب:
NH 4 NO 2 = N 2 + 2H 2 O.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
تبلغ كثافة النيتروجين الغازي عند 0 درجة مئوية 1.25046 جم/دم3، والنيتروجين السائل (عند نقطة الغليان) 0.808 كجم/سم3. يتحول غاز النيتروجين عند الضغط العادي عند درجة حرارة -195.8 درجة مئوية إلى سائل عديم اللون، وعند درجة حرارة -210.0 درجة مئوية إلى مادة صلبة بيضاء. في الحالة الصلبة، يوجد في شكل تعديلين متعددي الأشكال: أقل من -237.54 درجة مئوية يكون الشكل ذو الشبكة المكعبة مستقرًا، أعلاه - مع شبكة سداسية.
درجة الحرارة الحرجة للنيتروجين هي -146.95 درجة مئوية، والضغط الحرج هو 3.9 ميجا باسكال، وتقع النقطة الثلاثية عند درجة حرارة -210.0 درجة مئوية وضغط 125.03 hPa، ويترتب على ذلك أن النيتروجين في درجة حرارة الغرفة ليس على الإطلاق حتى الضغط العالي جدًا لا يمكن أن يتحول إلى سائل.
تبلغ حرارة تبخر النيتروجين السائل 199.3 كيلوجول/كجم (عند نقطة الغليان)، وتبلغ حرارة انصهار النيتروجين 25.5 كيلوجول/كجم (عند درجة حرارة -210 درجة مئوية).
طاقة الارتباط للذرات في جزيء N 2 عالية جدًا وتبلغ 941.6 كيلوجول/مول. المسافة بين مراكز الذرات في الجزيء هي 0.110 نانومتر. وهذا يدل على أن الرابطة بين ذرات النيتروجين ثلاثية. يمكن تفسير القوة العالية لجزيء N 2 في إطار الطريقة المدارية الجزيئية. يوضح مخطط الطاقة لملء المدارات الجزيئية في جزيء N2 أن مدارات الترابط s و p فقط هي المليئة بالإلكترونات. جزيء النيتروجين غير مغناطيسي (ديامغناطيسي).
نظرًا للقوة العالية لجزيء N 2، فإن عمليات تحلل مركبات النيتروجين المختلفة (بما في ذلك مادة RDX المتفجرة سيئة السمعة) (سم.آر دي إكس)) عند تسخينها أو اصطدامها أو ما إلى ذلك يؤدي إلى تكوين جزيئات N 2. وبما أن حجم الغاز الناتج أكبر بكثير من حجم المادة المتفجرة الأصلية، يحدث انفجار.
كيميائيا، النيتروجين خامل تماما وفي درجة حرارة الغرفة يتفاعل فقط مع معدن الليثيوم (سم.الليثيوم)مع تكوين نيتريد الليثيوم الصلب Li 3 N. في المركبات يظهر حالات أكسدة مختلفة (من -3 إلى +5). يشكل الأمونيا مع الهيدروجين (سم.الأمونيا) NH3. يتم الحصول على الهيدرازين بشكل غير مباشر (وليس من مواد بسيطة) (سم.هيدرازين) N2H4 وحمض الهيدرونيتريك HN3. أملاح هذا الحمض هي الأزيدات (سم.الأزيد). يتحلل أزيد الرصاص Pb(N3) 2 عند الاصطدام، لذلك يتم استخدامه كمفجر، على سبيل المثال، في كبسولات الخرطوشة.
ومن المعروف العديد من أكاسيد النيتروجين (سم.أكاسيد النيتروجين). لا يتفاعل النيتروجين بشكل مباشر مع الهالوجينات؛ NF 3 و NCl 3 و NBr 3 و NI 3، بالإضافة إلى العديد من الأوكسيهاليدات (المركبات التي تحتوي، بالإضافة إلى النيتروجين، على ذرات الهالوجين والأكسجين، على سبيل المثال، NOF 3 ) يتم الحصول عليها بشكل غير مباشر. .
هاليدات النيتروجين غير مستقرة وتتحلل بسهولة عند تسخينها (بعضها أثناء التخزين) إلى مواد بسيطة. وبالتالي، يترسب NI 3 عندما يتم الجمع بين المحاليل المائية للأمونيا وصبغة اليود. حتى مع حدوث صدمة طفيفة، ينفجر NI 3 الجاف:
2NI 3 = ن 2 + 3أنا 2.
لا يتفاعل النيتروجين مع الكبريت والكربون والفوسفور والسيليكون وبعض اللافلزات الأخرى.
عند تسخينه، يتفاعل النيتروجين مع المغنيسيوم والمعادن الأرضية القلوية، مما ينتج عنه نتريدات شبيهة بالأملاح لها الصيغة العامة M 3 N 2، والتي تتحلل مع الماء لتكوين الهيدروكسيدات المقابلة والأمونيا، على سبيل المثال:
Ca3N2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2NH3.
تتصرف نيتريدات الفلزات القلوية بالمثل. يؤدي تفاعل النيتروجين مع المعادن الانتقالية إلى تكوين نيتريدات تشبه المعادن الصلبة ذات تركيبات مختلفة. على سبيل المثال، عندما يتفاعل الحديد والنيتروجين، تتشكل نيتريدات الحديد ذات التركيبة Fe 2 N وFe 4 N. عند تسخين النيتروجين مع الأسيتيلين C 2 H 2، يمكن الحصول على سيانيد الهيدروجين HCN.
من بين مركبات النيتروجين غير العضوية المعقدة، يعتبر حمض النيتريك هو الأكثر أهمية (سم.حمض النيتريك) HNO3 وأملاحه نترات (سم.النترات)، و حمض النيتروز HNO2 وأملاحه النتريت (سم.النتريت).
طلب
وفي الصناعة، يستخدم غاز النيتروجين بشكل رئيسي لإنتاج الأمونيا (سم.الأمونيا). كغاز خامل كيميائيا، يستخدم النيتروجين لتوفير بيئة خاملة في مختلف العمليات الكيميائية والمعدنية، عند ضخ السوائل القابلة للاشتعال. يستخدم النيتروجين السائل على نطاق واسع كمبرد (سم.المبرد)ويستخدم في الطب، وخاصة في مجال التجميل. الأسمدة المعدنية النيتروجينية مهمة في الحفاظ على خصوبة التربة (سم.الأسمدة المعدنية).


القاموس الموسوعي. 2009 .

المرادفات:

انظر ما هو "النيتروجين" في القواميس الأخرى:

    - (ن) عنصر كيميائي غازي، عديم اللون والطعم والرائحة؛ يشكل 4/5 (79٪) هواء؛ يهزم الوزن 0.972؛ الوزن الذري 14؛ يتكثف إلى سائل عند 140 درجة مئوية. والضغط 200 ضغط جوي؛ مكون من العديد من المواد النباتية والحيوانية. قاموس…… قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

    نتروجين- النيتروجين الكيميائي. عنصر، رمز N (الفرنسية من الألف إلى الياء)، الرقم التسلسلي 7، في. الخامس. 14.008؛ نقطة الغليان 195.7 درجة؛ 1 لتر أ. عند درجة حرارة 0 وضغط 760 ملم. يزن 1.2508 جم [lat. النيتروجين ("توليد الملح الصخري")، الألمانية. Stickstoff ("خانقة ... ..." الموسوعة الطبية الكبرى

    - (lat. النيتروجين) N، العنصر الكيميائي للمجموعة الخامسة من الجدول الدوري، العدد الذري 7، الكتلة الذرية 14.0067. الاسم من اليونانية بادئة سلبية وzoe life (لا يدعم التنفس أو الاحتراق). يتكون النتروجين الحر من ذرتين ... ... القاموس الموسوعي الكبير

    نتروجين- أزوت م. عرب. 1787. كسيس.1. الخيميائي المادة الأولى من المعادن هي الزئبق المعدني. س. 18. انطلق باراسيلسوس إلى نهاية العالم، مقدمًا للجميع لودانومه وأزوته مقابل سعر معقول جدًا، من أجل شفاء كل ما هو ممكن... ... القاموس التاريخي للغالية في اللغة الروسية

    - (النيتروجين)، N، عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من الجدول الدوري، العدد الذري 7، الكتلة الذرية 14.0067؛ غاز درجة غليانه 195.80 ش. النيتروجين هو المكون الرئيسي للهواء (78.09% من حيث الحجم) وهو جزء من جميع الكائنات الحية (في جسم الإنسان... ... الموسوعة الحديثة

    نتروجين- (النيتروجين)، N، عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من الجدول الدوري، العدد الذري 7، الكتلة الذرية 14.0067؛ غاز درجة غليانه 195.80 درجة مئوية. النيتروجين هو المكون الرئيسي للهواء (78.09% من حيث الحجم) وهو جزء من جميع الكائنات الحية (في جسم الإنسان... ... القاموس الموسوعي المصور

    - (العلامة الكيميائية N، الوزن الذري 14) أحد العناصر الكيميائية غاز عديم اللون، عديم الرائحة، لا طعم له؛ قليل جداً من الذوبان في الماء. جاذبيتها النوعية 0.972. بيكتيت في جنيف وكالهيت في باريس نجحا في تكثيف النيتروجين عن طريق تعريضه لضغط مرتفع... موسوعة بروكهاوس وإيفرون

    N (lat. النيتروجين * أ. النيتروجين؛ ن. ستيكستوف؛ و. آزوت، نيتروجين؛ ط. نيتروجينو)، مادة كيميائية. عنصر المجموعة الخامسة دوري. نظام مندليف، at.sci. 7، في. م.14.0067. افتتح في عام 1772 الباحث د. رذرفورد. في الظروف العادية أ.... الموسوعة الجيولوجية

    ذكر , كيميائي . القاعدة، العنصر الرئيسي للملح الصخري؛ الملح الصخري، الملح الصخري، الملح الصخري؛ وهو أيضًا المكون الرئيسي لهواءنا من حيث الكمية (النيتروجين 79 مجلدًا والأكسجين 21). نيتروجيني، نيتروجيني، نيتروجيني، يحتوي على نيتروجين. يميز الكيميائيون... قاموس دال التوضيحي

    أورجانوجين، قاموس النيتروجين للمرادفات الروسية. اسم نيتروجين عدد مرادفاته: 8 غاز (55) غير معدني... قاموس المرادفات

    نتروجينهو غاز يطفئ اللهب لأنه لا يحترق ولا يدعم الاحتراق. يتم الحصول عليه عن طريق التقطير التجزيئي للهواء السائل وتخزينه تحت الضغط في أسطوانات فولاذية. يستخدم النيتروجين بشكل رئيسي في إنتاج الأمونيا وسياناميد الكالسيوم، و... ... المصطلحات الرسمية

كتب

  • اختبارات الكيمياء. النيتروجين والفوسفور. الكربون والسيليكون. المعادن. الصف التاسع (إلى الكتاب المدرسي من تأليف G. E. Rudzitis، F. G. Feldman "الكيمياء. الصف 9"، Borovskikh T.. يتوافق هذا الدليل تمامًا مع المعيار التعليمي الفيدرالي للولاية (الجيل الثاني). يتضمن الدليل اختبارات تغطي موضوعات G. كتاب مدرسي E. Rudzitisa، F. G.…