Съдържание на азот в земната кора. Азот в природата

Азот (обща информация)

Азот

Кратка информация

Азотът е елемент от 15-та група от втория период на периодичната таблица на химичните елементи на Менделеев D.I., с атомен номер 7.

Общи сведения за азота

Азотът е най-често срещаният газ в земната атмосфера. С други думи, три четвърти от въздуха около нас се състои от азот, а не от кислород. В периодичната система на химичните елементи на Менделеев азотът се обозначава със символа N (от лат. Nitrogenium), има атомен номер 7 и заема място в 15-та група. При нормални условия азотът е двуатомен и силно инертен газ. Няма цвят, вкус и мирис, поради което не се усеща от хората. Формула на азотен газ N2; Именно в това молекулярно състояние той изпълва три четвърти от атмосферата на нашата планета.

История на откритието

В края на 18 век няколко учени се доближиха до откриването на нов химичен елемент, чиито свойства все още не бяха проучени от науката. Така Хенри Кавендиш през 1772 г. провежда следния експеримент: той многократно прекарва въздух върху горещи въглища, третира въглищата с алкален разтвор и в крайна сметка получава остатъка от новото вещество. Химикът нарече този остатък „задушлив въздух“. Кавендиш всъщност получи азот, нов химичен елемент, но не можеше да предположи за това. През същата година приятелят на Кавендиш, професор Пристли, продължи експериментите за производство на „задушлив въздух“. Той също многократно получава азот по време на своите експерименти, но погрешно приема, че този газ е кислород. Следователно нито един от двамата учени не се смята за откривател на азота.

Успоредно с тези експерименти Даниел Ръдърфорд провежда свои собствени експерименти през същата 1772 г. Именно той описва правилно основните свойства на азота в своята магистърска теза. По-специално, фактът, че не е подходящ за дишане, не реагира с алкали и не поддържа процеса на горене. Най-често Ръдърфорд се нарича откривател на азота.

Свойства на азота

Физичните свойства на азота при нормални условия го характеризират като безцветен газ, без мирис и неуловим за човешките сетива. Азотът е слабо разтворим във вода и има плътност 1,2506 kg/m 3 . В течно състояние азотът е безцветна и подвижна течност, визуално подобна на водата. Кипи при температура от −195,8 °C. Плътността на течния азот е намалена до 808 kg/m3. При –209,86 °C азотът се превръща в твърдо агрегатно състояние, приемайки формата на ярко бели кристали с големи размери.

Свободното състояние на азота е двуатомна N2 молекула с тройна връзка между молекулите. Тази връзка прави азотната молекула изключително силна и при нормални условия практически няма дисоциация на молекулите. В резултат на това азотът е много инертен газ: той практически не влиза в химични реакции с други вещества и при нормални условия е в свободно състояние. Силите на междумолекулно взаимодействие са изключително слаби, поради което при нормални условия азотът е газ, а не течност или твърдо вещество.

Интересни факти за азота

Името азот, което означава „лишен от живот“, се появява с леката ръка на Антоан Лавоазие в края на 18 век, когато експериментално се установява, че азотът не може да поддържа дишане и горене. Сега знаем, че макар и „безжизнен“ на име, азотът е изключително важен за поддържането на живота на всички същества. Латинското наименование на азота „nitrogenium“ се превежда като „даващ селитра“ и напомня за изключителното значение на този елемент за индустрията.

Всички живи организми не могат да абсорбират азота в неговата чиста форма. Усвояваме необходимото количество чрез протеинови храни. Когато човек диша, той вдишва съдържащия се във въздуха азот. Той не се абсорбира от белите дробове по никакъв начин (за разлика от кислорода), така че нашето издишване съдържа предимно азот. Учудващо е, че именно изобилието от азот в атмосферата ни помага да не консумираме кислород в количества, които са фатални за човешкия организъм.

Често срещана история в научната фантастика е за замразяване на живи същества с азот, за да бъдат запазени за бъдещите поколения. В действителност съвременните учени не могат да направят това, тъй като замразяването с течен азот става бавно и тялото умира, преди да има време да замръзне „правилно“.

Приложение на азот

Използването на азот в промишленото производство се определя от неговите високи инертни свойства. Течният азот се използва като индустриален хладилен агент. Азотът в газообразно състояние се използва като антиоксидант. Тъй като чистият газообразен азот може да замести въздуха (който съдържа кислород като окислител), кухините се прочистват с азот в електрическата промишленост и в машиностроенето като такова. С негова помощ се продухват резервоари и тръбопроводи и се контролира работата им при високо налягане вътре в резервоара.

Азотът е суровина за синтеза на важни азотсъдържащи съединения. Те включват азотни торове, които заедно с фосфорните и калиевите са незаменими в растениевъдството. Азотът е компонент на амоняка, който се използва в хладилно оборудване, като индустриален разтворител, в медицината и като цяло е важна химическа суровина. Производството на повечето експлозиви на планетата се основава на химичните свойства на кислорода и азота.

Азотът може да се намери и в хранително-вкусовата промишленост като хранителна добавка E941. Азотният газ е необходим за пълнене на гумите на колесниците на самолетите. Сега стана модерно да се пълнят гумите с азот сред автомобилните ентусиасти, въпреки че все още не са предоставени научни доказателства за ефективността на такава употреба. Азотът и други газове са намерили широко приложение в медицината: както при създаването на нови лекарства и техники, така и при производството на високо прецизно медицинско оборудване.

Водещият доставчик на газове в Украйна днес е компанията DP Air Gas.

Азотът е химичен елемент, атомен номер 7, атомна маса 14,0067. Във въздуха свободният азот (под формата на N 2 молекули) е 78,09%. Азотът е малко по-лек от въздуха, плътност 1,2506 kg/m 3 при нулева температура и нормално налягане. Точка на кипене -195.8°C. Критичната температура е -147°C, а критичното налягане е 3,39 MPa. Азотът е безцветен, без мирис, без вкус, нетоксичен, незапалим, неексплозивен и незапалим газ в газообразно състояние при обикновени температури и е силно инертен. Химична формула - N. При нормални условия молекулата на азота е двуатомна - N 2.

Производството на азот в промишлен мащаб се основава на получаването му от въздуха (виж).

Все още се спори кой е откривателят на азота. През 1772 г. шотландски лекар Даниел Ръдърфорд(Даниел Ръдърфорд), преминавайки въздух през горещ въглен и след това през воден разтвор на основа, произвежда газ, който той нарича „отровен газ“. Оказа се, че горяща треска, внесена в съд, пълен с азот, изгасва и живо същество бързо умира в атмосферата на този газ.

В същото време, докато провежда подобен експеримент, британски физик получи азот Хенри Кавендшин(Хенри Кавендиш), наричайки го "задушаващ въздух", британският натуралист Джоузеф Пристли(Джоузеф Пристли) му дава името „дефлогистиран въздух“, шведски химик Карл Вилхелм Шееле(Карл Вилхелм Шееле) - „развален въздух“.

Окончателното име „азот“ е дадено на този газ от френски учен Антоан Лоран Лавоазие(Антоан Лоран дьо Лавоазие). Думата "азот" е от гръцки произход и означава "безжизнен".

Възниква логичен въпрос: „Ако се образува азот, какъв е смисълът да се използва за заваряване на неръждаеми стомани, които съдържат карбидообразуващи елементи?“

Работата е там, че дори относително малко съдържание на азот увеличава топлинната мощност на дъгата. Поради тази особеност най-често се използва азот не за заваряване, а за плазмено рязане.

Азотът е нетоксичен газ, но може да действа като обикновен задушител (задушаващ газ). Задушаване възниква, когато нивата на азот във въздуха намалят нивата на кислород до 75% или под нормалните концентрации.

Те отделят азот в газообразна и течна форма. За заваряването и плазменото рязане използват азотен газ 1-ви (99,6% азот) и 2-ри (99,0% азот) степени.

Съхранява се и се транспортира в компресирано състояние в стоманени бутилки. Цилиндрите са боядисани в черно с надпис “АЗОТ” с жълти букви върху горната цилиндрична част.

Всеки знае: азотът е инертен. Често се оплакваме от елемент № 7 за това, което е естествено: трябва да платим твърде висока цена за неговата относителна инертност; твърде много енергия, усилия и пари трябва да бъдат изразходвани за превръщането му в жизненоважни съединения.

Но, от друга страна, ако азотът не беше толкова инертен, реакциите на азота с кислорода биха се случили в атмосферата и животът на нашата планета във формите, в които съществува, би станал невъзможен. Растения, животни, вие и аз буквално бихме се задавили в потоци от неприемливи за живота оксиди и киселини. И „заради всичко това“ ние се стремим да преобразуваме колкото се може повече от атмосферния азот в оксиди и азотна киселина. Това е един от парадоксите на елемент №7. (Тук авторът рискува да бъде обвинен в тривиалност, тъй като парадоксалната природа на азота, или по-скоро неговите свойства, се превърна в разговор в града. И все пак...)

Азотът е изключителен елемент. Понякога изглежда, че колкото повече научаваме за него, толкова по-неразбираем става той. Противоречивите свойства на елемент № 7 бяха отразени дори в името му, защото той подведе дори такъв брилянтен химик като Антоан Лоран Лавоазие. Лавоазие предложи да наречем азота азот, след като не беше нито първият, нито последният, който получи и изследва частта от въздуха, която не поддържа дишане и горене. Според Лавоазие "азот" означава "безжизнен" и тази дума произлиза от гръцките "а" - отрицание и "зое" - живот.

Терминът "азот" все още се използва в речника на алхимиците, откъдето френският учен го заимства. Това означаваше определен „философски принцип“, вид кабалистично заклинание. Експертите казват, че ключът към дешифрирането на думата „азот“ е последната фраза от Апокалипсиса: „Аз съм алфа и омега, началото и краят, първият и последният...“ През Средновековието три езика ​са били особено почитани: латински, гръцки и еврейски. И алхимиците направиха думата „азот“ от първата буква „а“ (а, алфа, алеф) и последните букви: „зет“, „омега“ и „тов“ от тези три азбуки. Така тази мистериозна синтетична дума означаваше „началото и краят на всички начала“.

Съвременникът и сънародник на Лавоазие Ж. Шаптал без повече приказки предлага елемент № 7 да се нарече с хибридното латино-гръцко наименование „нитрогений“, което означава „носещ селитра“. Нитратът е нитратна сол, вещество, известно от древността. (Ще говорим за тях по-късно.) Трябва да се каже, че терминът "азот" се е вкоренил само в руския и френския език. На английски елемент № 7 е “Nitrogen”, на немски – “Stockton” (задушаващо). Химическият символ N е знак на почит към азота на Шаптал.

Кой откри азота?

Откриването на азота се приписва на ученика на забележителния шотландски учен Джоузеф Блек, Даниел Ръдърфорд, който през 1772 г. публикува дисертация „За така наречения фиксиран и мефитичен въздух“. Блек стана известен с експериментите си с "фиксиран въздух" - въглероден диоксид. Той откри, че след фиксирането на въглеродния диоксид (свързването му с алкали) все още остава някакъв вид „нефиксиран въздух“, който беше наречен „мефитичен“ - развален - защото не поддържаше горене и дишане. Блек предлага изследването на този „въздух“ на Ръдърфорд като дисертация.

Приблизително по същото време азотът е получен от К. Шееле, Дж. Пристли, Г. Кавендиш, а последният, както следва от неговите лабораторни записи, е изучавал този газ преди Ръдърфорд, но, както винаги, не бърза да публикува резултати от неговата работа. Всички тези изключителни учени обаче имаха много неясна представа за естеството на веществото, което откриха. Те бяха упорити поддръжници на теорията за флогистона и свързваха свойствата на „мефичния въздух“ с това въображаемо вещество. Само Лавоазие, водейки атака срещу флогистона, убеди себе си и убеди другите, че газът, който той нарече „безжизнен“, е просто вещество, подобно на кислорода ...

Универсален катализатор?

Човек може само да гадае какво означава „началото и краят на всички начала” в алхимичния „азот”. Но можем да говорим сериозно за едно от „началата“, свързани с елемент № 7. Азотът и животът са неразделни понятия. Най-малкото, когато биолози, химици и астрофизици се опитват да разберат „началото на зачатъците“ на живота, те със сигурност се натъкват на азот.

Атомите на земните химически елементи се раждат в дълбините на звездите. Именно оттам, от нощните светила и дневната светлина, започва произходът на нашия земен живот. Това обстоятелство е имал предвид английският астрофизик У. Фаулър, когато е казал, че „всички ние... сме частици от звезден прах”...

Звездната „пепел“ от азот възниква в много сложна верига от термоядрени процеси, чийто начален етап е превръщането на водорода в хелий. Това е многоетапна реакция, за която се смята, че протича по два начина. Един от тях, наречен въглерод-азот цикъл, е пряко свързан с елемент №7. Този цикъл започва, когато звездната материя, в допълнение към водородните ядра - протоните, вече съдържа въглерод. Ядрото въглерод-12, добавяйки още един протон, се превръща в нестабилно ядро ​​азот-13:

12 6 C + 1 1 H → 13 7 N + γ.

Но, излъчвайки позитрон, азотът отново става въглерод - образува се по-тежък изотоп 13 C:

13 7 N → 13 6 C + e + + γ.

Такова ядро, приело допълнителен протон, се превръща в ядрото на най-разпространения изотоп в земната атмосфера - 14 N.

13 6 C + 1 1 H → 14 7 N + γ.

Уви, само част от този азот пътува из Вселената. Под въздействието на протоните азот-14 се превръща в кислород-15, който от своя страна, излъчвайки позитрон и гама квант, се превръща в друг земен изотоп на азота - 15 N:

14 7 N + 1 1 H → 15 8 O + γ;

15 8 O → 15 7 N + e + + γ.

Земният азот-15 е стабилен, но също така е обект на ядрен разпад във вътрешността на звезда; след като ядрото 15 N приеме друг протон, ще настъпи не само образуването на кислород 16 O, но и друга ядрена реакция:

15 7 N + 1 1 H → 12 6 C + 4 2 He.

В тази верига от трансформации азотът е един от междинните продукти. Известният английски астрофизик Р. Дж. Theiler пише: „14 N е изотоп, който не е лесен за конструиране. В цикъла въглерод-азот се образува азот и въпреки че впоследствие се превръща обратно във въглерод, ако процесът протича стационарно, тогава в веществото има повече азот, отколкото въглерод. Това изглежда е основният източник на 14 N"...

Умерено сложният цикъл въглерод-азот показва интересни модели. Въглеродът 12C играе ролята на вид катализатор в него. Съдете сами, в крайна сметка няма промяна в броя на ядрата 12 С. Азотът, който се появява в началото на процеса, изчезва в края... И ако въглеродът в този цикъл е катализатор, тогава азотът очевидно е автокатализатор. , т.е. продуктът на реакция, която катализира нейните по-нататъшни междинни етапи.

Не случайно започнахме да говорим тук за каталитичните свойства на елемент №7. Но дали звездният азот е запазил тази характеристика в живата материя? Катализаторите на жизнените процеси са ензимите и всички те, както и повечето хормони и витамини, съдържат азот.

Азот в земната атмосфера

Животът се дължи много на азота, но азотът, поне атмосферният азот, дължи произхода си не толкова на Слънцето, колкото на жизнените процеси. Прави впечатление несъответствието между съдържанието на елемент № 7 в литосферата (0,01%) и в атмосферата (75,6% по маса или 78,09% по обем). Като цяло живеем в азотна атмосфера, умерено обогатена с кислород.

Междувременно свободен азот не е открит нито на други планети от Слънчевата система, нито в комети или други студени космически обекти. Има неговите съединения и радикали - CN *, NH *, NH * 2, NH * 3, но няма азот. Вярно е, че в атмосферата на Венера са регистрирани около 2% азот, но тази цифра все още изисква потвърждение. Смята се, че елемент No7 не е присъствал в първичната атмосфера на Земята. Откъде тогава идва във въздуха?

Очевидно атмосферата на нашата планета първоначално се е състояла от летливи вещества, образувани в недрата на земята: H 2, H 2 O, CO 2, CH 4, NH 3. Свободният азот, ако излезе като продукт на вулканична дейност, се превръща в амоняк. Условията за това бяха най-подходящи: излишък на водород, повишени температури - повърхността на Земята все още не беше охладена. И така, какво означава, че азотът първо е присъствал в атмосферата под формата на амоняк? Явно е така. Да си припомним това обстоятелство.

Но тогава възниква животът... Владимир Иванович Вернадски твърди, че „газовата обвивка на земята, нашият въздух, е сътворението на живота“. Животът е този, който стартира най-удивителния механизъм на фотосинтезата. Един от крайните продукти на този процес, свободният кислород, започна активно да се комбинира с амоняк, освобождавайки молекулярен азот:

CO 2 + 2H 2 O → фотосинтеза→ HSON + H 2 O + O 2;

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O.

Кислородът и азотът, както е известно, не реагират помежду си при нормални условия, което позволява на земния въздух да поддържа състава на „статуквото“. Имайте предвид, че значителна част от амоняка може да се е разтворила във вода по време на образуването на хидросферата.

В наши дни основният източник на N2, навлизащ в атмосферата, са вулканичните газове.

Ако прекъснете тройната връзка...

След като унищожи неизчерпаемите запаси от свързан активен азот, живата природа се изправи пред проблема как да свърже азота. В свободно, молекулярно състояние, както знаем, той се оказа много инертен. Причината за това е тройната химична връзка на неговата молекула: N≡N.

Обикновено връзките от тази множественост са нестабилни. Нека си спомним класическия пример за ацетилен: HC = CH. Тройната връзка на неговата молекула е много крехка, което обяснява невероятната химическа активност на този газ. Но тук азотът има ясна аномалия: неговата тройна връзка образува най-стабилната от всички известни двуатомни молекули. Необходими са огромни усилия, за да се разруши тази връзка. Например промишленият синтез на амоняк изисква налягане над 200 atm. и температури над 500°C и дори задължителното наличие на катализатори... Решавайки проблема с фиксацията на азота, природата трябваше да установи непрекъснато производство на азотни съединения по метода на гръмотевичната буря.

Статистиката казва, че повече от три милиарда мълнии падат в атмосферата на нашата планета всяка година. Мощността на отделните изхвърляния достига 200 милиона киловата, а въздухът се нагрява (разбира се локално) до 20 хиляди градуса. При такава чудовищна температура молекулите на кислорода и азота се разпадат на атоми, които, лесно реагирайки един с друг, образуват крехък азотен оксид:

N 2 + O 2 → 2NO.

Благодарение на бързото охлаждане (удар от мълния продължава десет хилядна от секундата), азотният оксид не се разпада и свободно се окислява от атмосферния кислород до по-стабилен диоксид:

2NO + O 2 → 2NO 2.

В присъствието на атмосферна влага и дъждовни капки, азотният диоксид се превръща в азотна киселина:

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO.

И така, попаднали в нова гръмотевична буря, получаваме възможност да плуваме в слаб разтвор на азотна киселина. Прониквайки в почвата, атмосферната азотна киселина образува различни естествени торове със своите вещества. Азотът също се фиксира в атмосферата чрез фотохимични средства: абсорбирайки квант светлина, молекулата N2 преминава във възбудено, активирано състояние и става способна да се свързва с кислорода...

Бактерии и азот

От почвата азотните съединения навлизат в растенията. Освен това: „конете ядат овес“, а хищниците ядат тревопасни животни. Цикълът на материята, включително елемент № 7, се извършва по хранителната верига. В същото време формата на съществуване на азота се променя; той става част от все по-сложни и често много активни съединения. Но не само „генерираният от гръмотевична буря“ азот преминава през хранителните вериги.

Дори в древни времена е забелязано, че някои растения, по-специално бобови растения, са способни да увеличат плодородието на почвата.

“...Или като се сменя годината, сей златните зърна
Където събрах реколтата от полето, шушулките шумоляха,
Или където дребноплодният фий растеше с горчива лупина..."

Прочетете това: това е система за отглеждане на трева! Тези редове са взети от поема на Вергилий, написана преди около две хиляди години.

Може би първият човек, който се замисли защо бобовите растения увеличават добивите на зърно, беше френският агрохимик Ж. Бусенго. През 1838 г. той установява, че бобовите растения обогатяват почвата с азот. Зърната (и много други растения) изчерпват земята, като по-специално приемат същия азот. Boussingault предполага, че листата на бобовите растения абсорбират азот от въздуха, но това е подвеждащо. По това време е било немислимо да се предположи, че проблемът не е в самите растения, а в специални микроорганизми, които причиняват образуването на възли по корените им. В симбиоза с бобови растения тези организми фиксират атмосферния азот. Сега това е обща истина...

Днес са известни доста различни азотфиксатори: бактерии, актиномицети, дрожди и плесени, синьо-зелени водорасли. И всички те доставят азот на растенията. Но ето въпросът: как микроорганизмите разграждат инертната молекула N2 без много енергиен разход? И защо някои от тях имат тази най-полезна за всички живи същества способност, а други не? Дълго време това остава загадка. Тихият механизъм на биологично фиксиране на елемент № 7, без гръм и светкавица, беше открит едва наскоро. Доказано е, че пътят на елементарния азот в живата материя е възможен благодарение на процеси на редукция, при които азотът се превръща в амоняк. Ензимът нитрогеназа играе решаваща роля в този процес. Неговите центрове, съдържащи железни и молибденови съединения, активират азота до „докинг“ с водород, който преди това се активира от друг ензим. По този начин от инертен азот се получава много активен амоняк - първият стабилен продукт на биологичната азотна фиксация.

Така става! Първо, жизнените процеси са превърнали амоняка от първичната атмосфера в азот, а след това животът е превърнал азота обратно в амоняк. Струваше ли си природата да „счупи копията си“ по този въпрос? Разбира се, защото точно така е възникнал цикълът на елемент No7.

Отлагания на селитра и нарастване на населението

Естественото фиксиране на азот от мълния и почвени бактерии годишно произвежда около 150 милиона тона съединения на този елемент. Въпреки това, не целият фиксиран азот участва в цикъла. Част от него се отстранява от процеса и се отлага под формата на отлагания на селитра. Най-богато такова хранилище се оказва чилийската пустиня Атакама в подножието на Кордилерите. Тук не е валяло от години. Но понякога силни дъждове падат по планинските склонове, отмивайки почвените съединения. В течение на хиляди години водните потоци са отнасяли разтворени соли, сред които най-вече нитратите. Водата се изпари, солите останаха... Така възниква най-голямото в света находище на азотни съединения.

Известният немски химик Йохан Рудолф Глаубер, живял през 17 век, отбелязва изключителното значение на азотните соли за развитието на растенията. В своите писания, отразявайки кръговрата на азотните вещества в природата, той използва изрази като „азотните сокове на почвата“ и „селитрата е солта на плодородието“.

Но естествената селитра започна да се използва като тор едва в началото на миналия век, когато започнаха да се разработват чилийски находища. По това време това беше единственият значителен източник на фиксиран азот, от който изглеждаше, че зависи благосъстоянието на човечеството. Тогава не можеше да се говори за азотна индустрия.

През 1824 г. английският духовник Томас Малтус провъзгласява своята скандална доктрина, че населението расте много по-бързо от производството на храна. По това време износът на чилийска селитра е само около 1000 тона годишно. През 1887 г. сънародникът на Малтус, известният учен Томас Хъксли, предрича предстоящия край на цивилизацията поради „азотния глад“, който трябва да настъпи след разработването на находищата на чилийска селитра (производството му по това време вече е повече от 500 хиляди тона годишно ).

Единадесет години по-късно друг известен учен, сър Уилям Крукс, заявява в Британското общество за напредък на науката, че след половин век ще има хранителна криза, ако населението не намалее. Той също така аргументира тъжната си прогноза с факта, че „чилийските находища на селитра скоро ще бъдат напълно изчерпани“ с всички произтичащи от това последствия.

Тези пророчества не се сбъднаха – човечеството не умря, а усвои изкуствената фиксация на елемент No7. Освен това днес делът на естествените нитрати е само 1,5% от световното производство на азотсъдържащи вещества.

Как се фиксира азотът

Хората са успели да получат азотни съединения от дълго време. Същата селитра се приготвяше в специални навеси - селитра, но този метод беше много примитивен. „Правят селитра от купища тор, пепел, изпражнения, остъргвания от кожа, кръв и картофени върхове. През тези две години купчините се поливат с урина и се обръщат, след което върху тях се образува налеп от селитра”, това е описание на производството на селитра в една стара книга.

Въглищата, които съдържат до 3% азот, също могат да служат като източник на азотни съединения. Свързан азот! Този азот започва да се отделя по време на коксуването на въглищата, улавяйки амонячната фракция и преминавайки през сярна киселина.

Крайният продукт е амониев сулфат. Но и това като цяло са трохи. Трудно е дори да си представим по какъв начин би се развила нашата цивилизация, ако не беше решила навреме проблема с промишлено приемливата фиксация на атмосферния азот.

Шееле е първият, който свързва атмосферния азот. През 1775 г. той получава натриев цианид чрез нагряване на сода и въглища в азотна атмосфера:

Na 2 CO 3 + 4C + N 2 → 2NaCN + 3CO.

През 1780 г. Пристли открива, че обемът на въздуха, съдържащ се в съд, обърнат над вода, намалява, ако през него се прокара електрическа искра, и водата придобива свойствата на слаба киселина. Този експеримент, както знаем (Пристли не го знаеше), беше модел на естествения механизъм на фиксиране на азота. Четири години по-късно Кавендиш, прекарвайки електрически разряд през въздух, затворен в стъклена тръба с алкали, открива там селитра.

И въпреки че всички тези експерименти не са могли да излязат извън рамките на лабораторията по онова време, те показват прототипа на промишлените методи за фиксиране на азот - цианамид и дъга, които се появяват в началото на 19-ти ... 20-ти век.

Цианамидният метод е патентован през 1895 г. от немски изследователи А. Франк и Н. Каро. Използвайки този метод, азотът, когато се нагрява с калциев карбид, се свързва в калциев цианамид:

CaC 2 + N 2 → Ca(CN) 2.

През 1901 г. синът на Франк, с идеята, че калциевият цианамид може да служи като добър тор, по същество започва производството на това вещество. Растежът на производството на фиксиран азот се подхранва от наличието на евтина електроенергия. Най-обещаващият метод за фиксиране на атмосферния азот в края на 19 век. се счита за дъга, използвайки електрически разряд. Скоро след построяването на Ниагарската електроцентрала, американците пускат наблизо първата дъгова централа (през 1902 г.). Три години по-късно в Норвегия влезе в експлоатация дъгова инсталация, разработена от теоретика и специалиста по изследване на северното сияние Х. Биркеланд и практическия инженер С. Ейде. Растенията от този тип са широко разпространени; Произвежданата от тях селитра се нарича норвежка. Консумацията на енергия по време на този процес обаче е изключително висока и възлиза на до 70 хиляди киловат/час на тон свързан азот, като само 3% от тази енергия се използва директно за фиксиране.

Чрез амоняк

Изброените по-горе методи за фиксиране на азот са само подходи към метод, който се появява малко преди Първата световна война. Именно за него американският популяризатор на науката Е. Слосон много остроумно отбеляза: „Винаги се е казвало, че британците владеят морето, а французите владеят сушата, докато на германците им остава само въздух. Германците изглежда взеха тази шега на сериозно и започнаха да използват царството на въздуха, за да атакуват британците и французите... Кайзерът... имаше цяла флота от цепелини и метод за фиксиране на азот, който не беше познат на никоя друга нация . Цепелините се пръснаха като въздушни торби, но азотфиксиращите заводи продължиха да работят и направиха Германия независима от Чили не само по време на войната, но и в мирно време „... Говорим за синтеза на амоняк – основният процес на съвременната индустрия на фиксиран азот.

Слосон не беше напълно прав, когато каза, че методът за фиксиране на азот в амоняк не е известен никъде освен в Германия. Теоретичните основи на този процес са положени от френски и английски учени. Още през 1784 г. известният К. Бертоле установи състава на амоняка и изрази идеята за химическото равновесие на реакциите на синтез и разлагане на това вещество. Пет години по-късно англичанинът У. Остин прави първия опит да синтезира NH3 от азот и водород. И накрая, френският химик А. Льо Шателие, след като ясно формулира принципа на подвижното равновесие, беше първият, който синтезира амоняк. В същото време той използва високо налягане и катализатори - гъба платина и желязо. През 1901 г. Le Chatelier патентова този метод.

Изследвания върху синтеза на амоняк в началото на века са извършени и от Е. Перман и Г. Аткинс в Англия. В своите експерименти тези изследователи са използвали различни метали като катализатори, по-специално мед, никел и кобалт...

Но наистина беше възможно за първи път да се установи синтезът на амоняк от водород и азот в индустриален мащаб в Германия. Това се дължи на известния химик Фриц Хабер. През 1918 г. е удостоен с Нобелова награда за химия.

Технологията за производство на NH3, разработена от немския учен, е много различна от другите индустрии от онова време. Тук за първи път е приложен принципът на затворен цикъл с непрекъснато работещо оборудване и възстановяване на енергията. Окончателното развитие на технологията за синтез на амоняк е завършено от колегата и приятел на Хабер К. Бош, който през 1931 г. също получава Нобелова награда за разработването на методи за химичен синтез при високи налягания.

По пътя на природата

Синтезът на амоняк се превърна в друг модел за естествена фиксация на елемент №7. Да припомним, че микроорганизмите свързват азота именно в NH3. С всички предимства на процеса на Haber-Bosch, той изглежда несъвършен и тромав в сравнение с естествения!

„Биологичното фиксиране на атмосферния азот... беше един вид парадокс, постоянно предизвикателство за химиците, един вид демонстрация на недостатъчността на нашите знания.“ Тези думи принадлежат на съветските химици M.E. Волпин и А.Е. Шилов, който се опита да фиксира молекулярен азот при меки условия.

Отначало имаше неуспехи. Но през 1964 г. в Института по елементоорганични съединения на Академията на науките на СССР, в лабораторията на Волпин, е направено откритие: в присъствието на съединения на преходни метали - титан, ванадий, хром, молибден и желязо - елемент № 7 се активира и при нормални условия образува сложни съединения, които се разлагат от вода до амоняк. Именно тези метали служат като центрове за фиксиране на азота в азотфиксиращите ензими и като отлични катализатори при производството на амоняк.

Скоро след това канадските учени А. Алън и К. Зеноф, изучавайки реакцията на хидразин N 2 H 2 с рутениев трихлорид, получават химичен комплекс, в който отново при меки условия е свързан азот. Този резултат беше толкова противоположен на обичайните представи, че редакторите на списанието, където изследователите изпратиха статията си със сензационно послание, отказаха да я публикуват. Впоследствие съветските учени успяха да получат при меки условия азотсъдържащи органични вещества. Все още е твърде рано да се говори за индустриални методи за мека химическа фиксация на атмосферен азот, но постигнатите успехи позволяват да се предвиди предстояща революция в технологията на свързващ елемент №7.

Съвременната наука не е забравила старите методи за производство на азотни съединения чрез оксиди. Тук основните усилия са насочени към разработване на технологични процеси, които ускоряват разделянето на молекулата N 2 на атоми. Най-обещаващите области на окисление на азота се считат за изгаряне на въздух в специални пещи, използването на плазматрони и използването на лъч от ускорени електрони за тези цели.

От какво да се страхуват?

Днес няма причина да се страхуваме, че на човечеството някога ще му липсват азотни съединения. Индустриалната фиксация на елемент № 7 напредва с невероятни темпове. Ако в края на 60-те години световното производство на фиксиран азот е било 30 милиона тона, то в началото на следващия век най-вероятно ще достигне милиард тона!

Подобни успехи са не само обнадеждаващи, но и тревожни. Факт е, че изкуственото фиксиране на N2 и въвеждането на огромни количества азотсъдържащи вещества в почвата е най-грубата и значима човешка намеса в естествения цикъл на веществата. В наши дни азотните торове са не само вещества за плодородие, но и замърсители на околната среда. Те се измиват от почвата в реки и езера, причиняват вредни цъфтежи във водни обекти и се пренасят от въздушни течения на дълги разстояния...

До 13% от азота, съдържащ се в минералните торове, отива в подземните води. Азотните съединения, особено нитратите, са вредни за хората и могат да причинят отравяне. Ето го азотът като ваш хранител!

Световната здравна организация (СЗО) е приела максимално допустима концентрация на нитрати в питейната вода: 22 mg/l за умерените ширини и 10 mg/l за тропиците. В СССР санитарните стандарти регулират съдържанието на нитрати във водата на резервоарите по „тропически“ стандарти - не повече от 10 mg/l. Оказва се, че нитратите са „нож с две остриета”...

На 4 октомври 1957 г. човечеството отново се намесва в цикъла на елемент №7, изстрелвайки в космоса „топка“, пълна с азот – първият изкуствен спътник...

Менделеев за азота

“Въпреки че най-активните, т.е. най-лесно и често химически активната част от въздуха около нас е кислородът, но най-голямата му маса, съдейки по обем и тегло, се образува от азот; а именно, азотният газ съставлява повече от 3/4, макар и по-малко от 4/5, от обема на въздуха. И тъй като азотът е само малко по-лек от кислорода, тегловното съдържание на азот във въздуха е около 3/4 от общата му маса. Като част от въздуха в такова значително количество, азотът очевидно не играе особено важна роля в атмосферата, чието химично действие се определя главно от съдържанието на кислород в нея. Но правилното разбиране на азота се получава само когато научим, че в чист кислород животните не могат да живеят дълго и дори умират и че азотът във въздуха, макар и бавно и малко по малко, образува различни съединения, някои от които играят роля много важна роля в природата, особено в живота на организмите."

Къде се използва азотът?

Азотът е най-евтиният от всички газове, химически инертен при нормални условия. Той се използва широко в химическата технология за създаване на неокисляваща среда. В лабораториите съединения, които лесно се окисляват, се съхраняват в азотна атмосфера. Изключителните произведения на живописта понякога (на склад или по време на транспортиране) се поставят в запечатани кутии, пълни с азот, за да предпазят боите от влага и химически активни компоненти на въздуха.

Значителна е ролята на азота в металургията и металообработването. Различните метали в разтопено състояние реагират на присъствието на азот по различни начини. Медта, например, е абсолютно инертна към азота, така че медните продукти често се заваряват в поток от този газ. Магнезият, напротив, при изгаряне във въздуха произвежда съединения не само с кислород, но и с азот. Така че азотната среда не е приложима за работа с магнезиеви продукти при високи температури. Насищането на титановата повърхност с азот дава на метала по-голяма здравина и устойчивост на износване - върху него се образува много здрав и химически инертен титанов нитрид. Тази реакция протича само при високи температури.

При обикновени температури азотът реагира активно само с един метал – литий.

Най-голямо количество азот се използва за производството на амоняк.

Азотна наркоза

Широко разпространеното мнение за физиологичната инертност на азота не е напълно правилно. Азотът е физиологично инертен при нормални условия.

При повишено налягане, например при гмуркане, концентрацията на разтворен азот в протеините и особено в мастните тъкани на тялото се увеличава. Това води до така наречената азотна наркоза. Гмуркачът сякаш се напива: координацията на движенията е нарушена, съзнанието е замъглено. Учените най-накрая се убедиха, че причината за това е азотът след провеждане на експерименти, при които вместо обикновен въздух към скафандъра на водолаза се подава хелио-кислородна смес. В същото време симптомите на анестезията изчезнаха.

Космически амоняк

Астрономите смятат, че големите планети от Слънчевата система, Сатурн и Юпитер, са частично направени от твърд амоняк. Амонякът замръзва при –78°C, а на повърхността на Юпитер например средната температура е 138°C.

Амоняк и амоний

В голямото семейство на азота има странно съединение - амониев NH4. Не се среща никъде в свободна форма, но в солите играе ролята на алкален метал. Името "амоний" е предложено през 1808 г. от известния английски химик Хъмфри Дейви. Латинската дума ammonium някога е означавала: сол от Ammonium. Амонякът е регион в Либия. Имаше храм на египетския бог Амон, на чието име се наричаше целият район. В амоняка амониеви соли (предимно амоняк) отдавна се получават чрез изгаряне на камилски тор. При разлагането на солите се получава газ, който днес се нарича амоняк.

От 1787 г. (същата година, в която е приет терминът „азот“), комисията по химическа номенклатура дава на този газ името ammoniaque (амоняк). Руският химик Я.Д. Захаров смята, че това име е твърде дълго и през 1801 г. той изключва две букви от него. Така е създаден амонякът.

Смеещ се газ

От петте азотни оксида два - оксид (NO) и диоксид (NO 2) - са намерили широко промишлено приложение. Другите два - азотен анхидрид (N 2 O 3) и азотен анхидрид (N 2 O 5) - не се срещат често в лабораториите. Петият е азотен оксид (N 2 O). Има много уникален физиологичен ефект, за който често се нарича смешен газ.

Изключителният английски химик Хъмфри Дейви използва този газ, за ​​да организира специални сесии. Ето как един от съвременниците на Дейви описва ефектите от азотния оксид: „Някои господа скачаха по маси и столове, на други им се развързаха езиците, а трети показаха изключителна склонност към сбиване.“

Суифт се засмя напразно

Изключителният сатирик Джонатан Суифт охотно се подиграва на безплодието на съвременната наука. В „Пътешествията на Гъливер“, в описанието на Академията Лагадо, има следният пасаж: „Той имаше на разположение две големи стаи, отрупани с най-невероятни любопитства; петдесет асистенти работеха под негово ръководство. Някои кондензираха въздуха в сухо, плътно вещество, извличайки от него селитра...”

Сега селитрата от въздуха е абсолютно реално нещо. Амониевият нитрат NH 4 NO 3 всъщност се получава от въздух и вода.

Бактериите фиксират азота

Идеята, че някои микроорганизми могат да свързват азота от въздуха, е изразена за първи път от руския физик П. Косович. Руският биохимик S.N. Виноградски е първият, който успява да изолира от почвата един вид бактерии, които фиксират азота.

Растенията са придирчиви

Дмитрий Николаевич Прянишников установи, че растението, ако има възможност да избира, предпочита амонячен азот пред нитратен азот. (Нитратите са соли на азотната киселина).

Важен окислител

Азотната киселина HNO 3 е един от най-важните окислители, използвани в химическата промишленост. Един от най-големите химици на 17-ти век е първият, който го приготвя чрез въздействие на сярна киселина върху селитра. Йохан Рудолф Глаубер.

Сред съединенията, които сега се получават с помощта на азотна киселина, много са абсолютно необходими вещества: торове, багрила, полимерни материали, експлозиви.

Двойна роля

Някои азотсъдържащи съединения, използвани в агрохимията, изпълняват двойни функции. Например, калциевият цианамид се използва от производителите на памук като дефолиант – вещество, което кара листата да падат преди прибиране на реколтата. Но това съединение служи и като тор.

Азот в пестицидите

Не всички вещества, които съдържат азот, допринасят за развитието на всяко растение. Аминните соли на феноксиоцетната и трихлорфеноксиоцетната киселина са хербициди. Първият потиска растежа на плевелите в полета със зърнени култури, вторият се използва за почистване на земя за обработваема земя - унищожава малки дървета и храсти.

Полимери: от биологични до неорганични

Азотните атоми са част от много естествени и синтетични полимери - от протеин до найлон. Освен това азотът е най-важният елемент на неорганичните полимери без въглерод. Молекулите на неорганичния каучук - полифосфонитрил хлорид - са затворени цикли, съставени от редуващи се азотни и фосфорни атоми, заобиколени от хлорни йони. Неорганичните полимери също включват нитриди на някои метали, включително най-твърдото от всички вещества - боразона.

АЗОТ, N (лат. Nitrogenium * a. азот; n. Stickstoff; f. azote, nitrogene; i. nitrogeno), е химичен елемент от V група на периодичната система на Менделеев, атомен номер 7, атомна маса 14,0067. Открит през 1772 г. от английския изследовател Д. Ръдърфорд.

Свойства на азота

При нормални условия азотът е газ без цвят и мирис. Естественият азот се състои от два стабилни изотопа: 14 N (99,635%) и 15 N (0,365%). Молекулата на азота е двуатомна; атомите са свързани с ковалентна тройна връзка NN. Диаметърът на молекулата на азота, определен по различни методи, е 3,15-3,53 А. Молекулата на азота е много стабилна - енергията на дисоциация е 942,9 kJ/mol.

Молекулен азот

Молекулни азотни константи: f на топене - 209,86°C, f на кипене - 195,8°C; Плътността на газообразния азот е 1,25 kg/m3, течния азот - 808 kg/m3.

Характеристики на азота

В твърдо състояние азотът съществува в две модификации: кубична а-форма с плътност 1026,5 kg/m 3 и хексагонална b-форма с плътност 879,2 kg/m 3. Топлина на топене 25,5 kJ/kg, топлина на изпарение 200 kJ/kg. Повърхностно напрежение на течен азот при контакт с въздух 8.5.10 -3 N/m; диелектрична константа 1.000538. Разтворимост на азот във вода (cm 3 на 100 ml H 2 O): 2,33 (0°C), 1,42 (25°C) и 1,32 (60°C). Външната електронна обвивка на азотния атом се състои от 5 електрона. Степента на окисление на азота варира от 5 (в N 2 O 5) до -3 (в NH 3).

Азотно съединение

При нормални условия азотът може да реагира със съединения на преходни метали (Ti, V, Mo и др.), образувайки комплекси или се редуцира до образуване на амоняк и хидразин. Азотът взаимодейства с активни метали, например при нагряване до относително ниски температури. Азотът реагира с повечето други елементи при високи температури и в присъствието на катализатори. Азотните съединения с: N 2 O, NO, N 2 O 5 са ​​добре проучени. Азотът се свързва с С само при високи температури и в присъствието на катализатори; при това се получава амоняк NH3. Азотът не взаимодейства директно с халогените; следователно всички азотни халиди се получават само индиректно, например азотен флуорид NF 3 - чрез взаимодействие с амоняк. Азотът също не се свързва директно със сярата. Когато гореща вода реагира с азот, се образува цианоген (CN) 2. Когато обикновеният азот е изложен на електрически разряди, както и по време на електрически разряди във въздуха, може да се образува активен азот, който е смес от азотни молекули и атоми с повишен енергиен запас. Активният азот взаимодейства много енергично с кислород, водород, пари и някои метали.

Азотът е един от най-често срещаните елементи на Земята и по-голямата част от него (около 4,10 15 тона) е концентрирана в свободно състояние в. Всяка година вулканичната дейност освобождава 2,10 6 тона азот в атмосферата. Малка част от азота е концентрирана в (средно съдържание в литосферата 1.9.10 -3%). Естествените азотни съединения са амониев хлорид и различни нитрати (селитра). Азотните нитриди могат да се образуват само при високи температури и налягания, което изглежда е било така в най-ранните етапи от развитието на Земята. Големи натрупвания на селитра се срещат само в сух пустинен климат (и др.). Малки количества фиксиран азот се намират в (1-2,5%) и (0,02-1,5%), както и във водите на реки, морета и океани. Азотът се натрупва в почвите (0,1%) и живите организми (0,3%). Азотът е част от протеиновите молекули и много естествени органични съединения.

Кръговрат на азота в природата

В природата съществува кръговрат на азота, който включва цикъл на молекулярен атмосферен азот в биосферата, цикъл в атмосферата на химически свързан азот, цикъл на повърхностен азот, погребан с органична материя в литосферата с връщането му обратно в атмосферата . Преди това азотът за промишлеността се е извличал изцяло от естествени находища на селитра, чийто брой е много ограничен в света. Особено големи находища на азот под формата на натриев нитрат има в Чили; производството на селитра в някои години възлиза на повече от 3 милиона тона.

Азот

Азот- елемент от главната подгрупа на петата група от втория период на периодичната система от химични елементи на Д. И. Менделеев с атомен номер 7. Обозначава се със символа N (лат. Nitrogenium). Просто вещество азот - двуатомен газ, доста инертен при нормални условия, без цвят, вкус и мирис (формула N2), от който се състоят три четвърти от земната атмосфера.

Той беше „откриван“ няколко пъти от различни хора. Наричан е по различен начин, приписвайки почти мистични свойства - „флогистиран въздух“, и „мефитичен въздух“, и „атмосферен мофет“, и просто „задушаващо вещество“. Досега има няколко имена: английско Nitrogen, френско Azote, немско Stickstoff, руско азот...

Историята на „разваления въздух“

Азот(от гръцката дума azoos - безжизнен, на латински Nitrogenium) - четвъртият най-често срещан елемент в Слънчевата система (след водород , хелий и кислород ). Азотните съединения - селитра, азотна киселина, амоняк - са били известни много преди азотът да бъде получен в свободно състояние.

През 1777 г. Хенри Кавендиш многократно прекарва въздух върху горещ въглен и след това го третира с луга. Резултатът беше остатък, който Кавендиш нарече задушлив (или мефитичен) въздух. От гледна точка на съвременната химия е ясно, че при реакцията с горещи въглища атмосферният кислород се свързва във въглероден диоксид, който след това реагира с алкали. Останалата част от газа беше предимно азот. Така Кавендиш изолира азота, но не успя да разбере, че това е ново просто вещество (химичен елемент).

Същата година Кавендиш съобщава за това преживяване на Джоузеф Пристли. По това време Пристли провежда серия от експерименти, в които той също свързва атмосферния кислород и отстранява получения въглероден диоксид, т.е. получава и азот, но тъй като е поддръжник на доминиращата по това време теория на флогистона, той напълно погрешно тълкува получените резултати (според него процесът е бил обратен - не е бил отстранен кислородът от газовата смес, а напротив, в резултат на изпичане въздухът е бил наситен с флогистон; той е нарекъл останалия въздух ( азот) наситен флогистон, тоест флогистиран).

Очевидно е, че Пристли, въпреки че успя да изолира азота, не успя да разбере същността на своето откритие и следователно не се смята за откривател на азота. По същото време подобни експерименти със същия резултат са проведени от Карл Шееле.

Дори преди това време, през 1772 г., Даниел Ръдърфорд, изгаряйки фосфор и други вещества в стъклена камбана, видя, че газът, оставащ след горенето, който той нарече „задушаващ въздух“, не поддържа дишане и горене. Едва през 1787 г. Антоан Лавоазие установява, че „жизненоважните“ и „задушаващите“ газове, които изграждат въздуха, са прости вещества и предлага името „азот“.

По-рано, през 1784 г., Г. Кавендиш показа, че азотът е част от нитрата; От тук идва и латинското наименование на азота (от къснолатинското nitrum – селитра и гръцкото genna – раждам, произвеждам). До началото на 19в. Изяснена е химическата инертност на азота в свободно състояние и изключителната му роля в съединения с други елементи като свързан азот.

„Неподдържащият живот“ е жизненоважен

Въпреки че заглавието " азот " означава "неподдържащ живота", всъщност това е елемент, необходим за живота. Животинските и човешки протеини съдържат 16-17% азот. В организмите на месоядните животни протеинът се образува от консумираните протеинови вещества, присъстващи в организмите на тревопасните и в растенията. Растенията синтезират протеини чрез асимилиране на азотни вещества, съдържащи се в почвата, главно неорганични. Значителни количества азот навлизат в почвата благодарение на азотфиксиращи микроорганизми, които са способни да превръщат свободния азот от въздуха в азотни съединения. В резултат на извличането на огромни количества фиксиран азот от почвата от растенията (особено при интензивно земеделие), почвите се изчерпват.

Дефицитът на азот е типичен за селското стопанство в почти всички страни. Недостиг на азот се наблюдава и в животновъдството („белтъчен глад”). На почви, бедни на достъпен азот, растенията се развиват слабо. През миналия век в природата беше открит доста богат източник на фиксиран азот. Това е чилийски нитрат, натриевата сол на азотната киселина. Дълго време нитратите бяха основният доставчик на азот за промишлеността. Неговото находище в Южна Америка е уникално, на практика единственото в света. И не е изненадващо, че през 1879 г. избухва война между Перу, Боливия и Чили за притежанието на богатата на селитра гранична провинция Тарапака. Победител беше Чили. Въпреки това, чилийското находище, разбира се, не можа да задоволи световното търсене на азотни торове.

„Азотен глад“ на планетата

Земната атмосфера съдържа почти 80% азот, докато земната кора съдържа само 0,04%. Проблемът „как да фиксираме азота“ е стар, връстник е на агрохимията. Възможността за свързване на азот във въздуха с кислород в електрически разряд е видяна за първи път от англичанина Хенри Кавендиш. Това беше още през 18 век. Но процесът на контролиран синтез на азотни оксиди е извършен едва през 1904 г. През 1913 г. германците Фриц Хабер и Карл Бош предлагат амонячен метод за фиксиране на азот. Сега, използвайки този принцип, стотици фабрики на всички континенти произвеждат повече от 20 милиона тона фиксиран азот годишно от въздуха. Три четвърти от него отиват за производство на азотни торове. Дефицитът на азот в култивираните площи на земното кълбо обаче е повече от 80 милиона тона годишно. Земята очевидно няма достатъчно азот. По-голямата част от произведения свободен азот се използва за промишлено производство на амоняк, който след това се преработва в значителни количества в азотна киселина, торове, експлозиви и др.

Приложение на азот

безплатно азот използва се в много индустрии: като инертна среда в различни химични и металургични процеси, за запълване на свободно пространство в живачни термометри, при изпомпване на запалими течности и др.

Течен азотизползва се като охлаждаща течност и за криотерапия. Промишлените приложения на азотния газ се дължат на неговите инертни свойства. Газообразният азот е пожаро- и взривоустойчив, предотвратява окисляване и гниене.

IN нефтохимия азот използва се за прочистване на резервоари и тръбопроводи, проверка на работата на тръбопроводи под налягане, увеличаване на производството на полета. В минното дело азот може да се използва за създаване на взривобезопасна среда в мини и за разширяване на скални пластове.

IN производство на електроника азот използва се за прочистване на зони, които не позволяват наличието на окислителен кислород. Ако в процес, който традиционно се извършва с използване на въздух, окисляването или гниенето са отрицателни фактори - азот може успешно да замени въздуха.

Важна област на приложение азот е негово използване за по-нататъшен синтезголямо разнообразие от съединения, съдържащи азот , като амоняк, азотни торове, експлозиви, багрила и др. Големи количества азот използва се в производството на кокс („сухо охлаждане на кокс“) при разтоварване на кокс от коксови батерии, както и за „пресоване“ на гориво в ракети от резервоари до помпи или двигатели.

Погрешни схващания: азотът не е Дядо Коледа

IN хранително-вкусовата промишленост азот регистриран като хранителна добавка Е941, като газообразна среда за опаковане и съхранение, хладилен агент. Течност азот Често се демонстрира във филми като вещество, което може незабавно да замрази доста големи обекти. Това е често срещана грешка. Дори замразяването на цвете изисква доста дълго време, което отчасти се дължи на много ниския топлинен капацитет азот .

По същата причина е много трудно да се охладят, да речем, брави до −180 °C и да се разцепят с един удар. Литър течност азот , изпарявайки се и нагрявайки се до 20 °C, образува приблизително 700 литра газ. Поради тази причина не трябва да съхранявате азот в затворени съдове, неподходящи за високо налягане. Принципът на гасене на пожари с течност се основава на същия факт. азот . Изпаряване азот измества необходимия за горенето въздух и огънят спира.

защото азот , за разлика от вода, пяна или прах, просто се изпарява и изчезва, азотното пожарогасене е най-ефективният механизъм за гасене на пожар от гледна точка на запазване на ценности. Замразяваща течност азот живи същества с възможността за тяхното последващо размразяване е проблематично. Проблемът е невъзможността да се замрази (и размрази) дадено същество достатъчно бързо, така че нехомогенността на замразяването да не засегне жизнените му функции. Станислав Лем, фантазирайки по тази тема в книгата „Фиаско“, излезе със система за аварийно замразяване азот , при което маркуч с азот, избиващ зъбите, беше пъхнат в устата на астронавта и обилна струя беше подадена вътре в него азот .

Както бе споменато по-горе, азот течни и газообразни се получават от атмосферния въздух чрез дълбоко охлаждане.

Индикатори за качество на газообразен азот GOST 9293-74

Име на индикатора	Специален	Повишена	Повишена
	2 клас	1 клас	2 клас
Обемна част на азота, не по-малко	99,996	99,99	99,95
Кислород, не повече	0,001	0,001	0,05
Водна пара в азотен газ, не повече	0,0007	0,0015	0,004
Водород, не повече	0,001	Не е стандартизиран	Не е стандартизиран
Сума от въглеродсъдържащи съединения по отношение на CH 4, не повече	0,001	Не е стандартизиран