Содржина на азот во земјината кора. Азот во природата

Азот (општи информации)

Азот

кратки информации

Азот е елемент од 15-тата група од вториот период на периодниот систем на хемиски елементи на Менделеев Д.И., со атомски број 7.

Општи информации за азот

Азот е најчестиот гас во атмосферата на Земјата. Со други зборови, три четвртини од воздухот околу нас се состои од азот, а не од кислород. Во периодниот систем на хемиски елементи на Менделеев, азотот е означен со симболот N (од латинскиот Nitrogenium), има атомски број 7 и зазема место во 15-тата група. Во нормални услови, азотот е диатомски и високо инертен гас. Нема боја, вкус или мирис, затоа не е воочлива за луѓето. Формула на азотен гас N2; Токму во оваа молекуларна состојба исполнува три четвртини од атмосферата на нашата планета.

Историја на откривање

На крајот на 18 век, неколку научници се приближиле до откривање на нов хемиски елемент, чии својства сè уште не биле проучени од науката. Така, Хенри Кевендиш во 1772 година го извршил следниот експеримент: тој постојано поминувал воздух преку врел јаглен, го третирал јагленот со алкален раствор и на крајот го добил остатокот од новата супстанција. Хемичарот го нарече овој остаток „гушлив воздух“. Кевендиш всушност добил азот, нов хемиски елемент, но не можел да погоди за тоа. Истата година, пријателот на Кевендиш, професорот Пристли, продолжи со експериментите за да произведе „гушлив воздух“. Тој, исто така, постојано добивал азот за време на неговите експерименти, но погрешно претпоставил дека овој гас е кислород. Затоа, ниту еден од двајцата научници не се смета за откривачи на азот.

Паралелно со овие експерименти, Даниел Радерфорд спроведе свои експерименти во истата 1772 година. Токму тој правилно ги опиша основните својства на азотот во својот магистерски труд. Особено, фактот што не е погоден за дишење, не реагира со алкали и не го поддржува процесот на согорување. Најчесто, Радерфорд се нарекува откривач на азот.

Својства на азот

Физичките својства на азотот во нормални услови го карактеризираат како безбоен гас, без мирис и неприметлив за човечките сетила. Азотот е малку растворлив во вода и има густина од 1,2506 kg/m 3 . Во течна состојба, азотот е безбојна и подвижна течност, визуелно слична на водата. Врие на температура од −195,8 °C. Густината на течниот азот е намалена на 808 kg/m3. На -209,86 °C, азотот се претвора во цврста состојба на агрегација, добивајќи форма на светли бели кристали со големи димензии.

Слободната состојба на азот е дијатомска N2 молекула со тројна врска помеѓу молекулите. Оваа врска ја прави молекулата на азот исклучително силна и во нормални услови практично нема дисоцијација на молекулите. Како резултат на тоа, азотот е многу инертен гас: тој практично не влегува во хемиски реакции со други супстанции и во нормални услови е во слободна состојба. Силите на меѓумолекуларната интеракција се исклучително слаби, поради што во нормални услови азотот е гас, а не течен или цврст.

Интересни факти за азот

Името азот, што значи „лишен од живот“, се појави со лесната рака на Антоан Лавоазие на крајот на 18 век, кога експериментално беше утврдено дека азотот не може да поддржува дишење и согорување. Сега знаеме дека, иако „безживотно“ по име, азотот е исклучително важен за одржување на животот на сите суштества. Латинското име за азот „nitrogenium“ е преведено како „солерида“ и потсетува на критичната важност на овој елемент за индустријата.

Сите живи организми не можат да го апсорбираат азот во неговата чиста форма. Потребната количина ја апсорбираме преку протеинската храна. Кога човек дише, тој вдишува азот содржан во воздухот. Не се апсорбира од белите дробови на кој било начин (за разлика од кислородот), така што нашето издишување главно содржи азот. Изненадувачки, токму изобилството на азот во атмосферата ни помага да не трошиме кислород во количини кои се фатални за човечкото тело.

Вообичаена приказна во научната фантастика е за замрзнување на живите суштества со азот со цел да се зачуваат за идните генерации. Во реалноста, современите научници не можат да го направат тоа, бидејќи замрзнувањето со течен азот се случува бавно, а телото умира пред да има време да замрзне „правилно“.

Примена на азот

Употребата на азот во индустриското производство е одредена од неговите високи инертни својства. Течниот азот се користи како индустриско ладилно средство. Азотот во гасовита состојба се користи како антиоксиданс. Бидејќи чистиот гасовит азот може да го замени воздухот (кој содржи кислород како оксидирачки агенс), шуплините се прочистуваат со азот во електроиндустријата и во механичкото инженерство како такви. Се користи за прочистување на резервоари и цевководи и за контрола на нивната работа при висок притисок во внатрешноста на резервоарот.

Азот е суровина за синтеза на важни соединенија што содржат азот. Тука спаѓаат азотни ѓубрива, кои, заедно со ѓубрива од фосфор и калиум, се незаменливи во растителното производство. Азотот е компонента на амонијакот, кој се користи во опремата за ладење, како индустриски растворувач, во медицината и воопшто е важна хемиска суровина. Производството на повеќето експлозиви на планетата се заснова на хемиските својства на кислородот и азот.

Азотот може да се најде и во прехранбената индустрија како прехранбен додаток E941. Азотниот гас е потребен за полнење на цевките за гуми за опрема за слетување на авиони. Сега стана модерно да се полнат гумите со азот кај љубителите на автомобили, иако научни докази за ефективноста на таквата употреба сè уште не се обезбедени. Азотот и другите гасови најдоа широка примена во медицината: како во создавањето на нови лекови и техники, така и во производството на високопрецизна медицинска опрема.

Водечкиот снабдувач на гасови во Украина денес е компанијата DP Air Gas.

Азотот е хемиски елемент, атомски број 7, атомска маса 14,0067. Во воздухот, слободниот азот (во форма на молекули N 2) е 78,09%. Азотот е малку полесен од воздухот, густина 1,2506 kg/m 3 при нулта температура и нормален притисок. Точка на вриење -195,8°C. Критичната температура е -147°C, а критичниот притисок е 3,39 MPa. Азотот е безбоен, без мирис, без вкус, нетоксичен, незапалив, неексплозивен и незапалив гас во гасовита состојба на обични температури и е многу инертен. Хемиска формула - N. Во нормални услови, молекулата на азот е дијатомска - N 2.

Производството на азот на индустриско ниво се заснова на негово добивање од воздухот (види).

Сè уште има дебата за тоа кој бил откривач на азот. Во 1772 година, шкотски лекар Даниел Радерфорд(Даниел Радерфорд) поминувајќи го воздухот низ врел јаглен, а потоа низ воден раствор на алкали, произведе гас што тој го нарече „отровен гас“. Се испостави дека запален фрагмент внесен во сад исполнет со азот излегува, а живо суштество брзо умира во атмосферата на овој гас.

Во исто време, додека спроведувал сличен експеримент, британски физичар добил азот Хенри Кевендшин(Хенри Кевендиш) нарекувајќи го „гуши воздух“, британскиот натуралист Џозеф Пристли(Џозеф Пристли) му го дал името „дефлогистиран воздух“, шведски хемичар Карл Вилхелм Шеле(Карл Вилхелм Шеле) - „расипан воздух“.

Конечното име „азот“ на овој гас му го дал француски научник Антоан Лоран Лавоазје(Антоан Лоран де Лавоазие). Зборот „азот“ е од грчко потекло и значи „безживотен“.

Се поставува логично прашање: „Ако се формира азот, која е поентата да се користи за заварување на нерѓосувачки челици што содржат елементи што формираат карбид?“

Работата е дека дури и релативно мала содржина на азот ја зголемува топлинската моќ на лакот. Поради оваа карактеристика, азот најчесто се користи не за заварување, туку за сечење со плазма.

Азотот е нетоксичен гас, но може да делува како едноставен асфиксијант (асфиксирачки гас). Асфиксија се јавува кога нивоата на азот во воздухот го намалуваат нивото на кислород до 75% или под нормалните концентрации.

Тие ослободуваат азот во гасовити и течни форми. За заварувањето и сечењето со плазма користат азотен гас 1-ви (99,6% азот) и 2-ри (99,0% азот) степени.

Се складира и транспортира во компресирана состојба во челични цилиндри. Цилиндрите се обоени во црно со натпис „АЗОТ“ со жолти букви на горниот цилиндричен дел.

Секој знае: азотот е инертен. Често се жалиме на елементот бр. 7 поради тоа, што е природно: мораме да платиме превисока цена за неговата релативна инерција; треба да се потрошат премногу енергија, труд и пари за негово претворање во витални соединенија.

Но, од друга страна, ако азотот не беше толку инертен, во атмосферата ќе се случат реакции на азот со кислород, а животот на нашата планета во формите во коишто постои ќе стане невозможен. Растенијата, животните, јас и ти буквално би се гушиле во потоци од оксиди и киселини неприфатливи за животот. И „за сето тоа“, ние се стремиме да конвертираме што е можно поголем дел од атмосферскиот азот во оксиди и азотна киселина. Ова е еден од парадоксите на елементот бр.7. (Овде авторот ризикува да биде обвинет за тривијалност, бидејќи парадоксалната природа на азот, или поточно неговите својства, станаа говор на градот. А сепак...)

Азотот е извонреден елемент. Понекогаш се чини дека колку повеќе учиме за него, тој станува понеразбирлив. Контрадикторните својства на елементот бр. 7 се рефлектираа дури и во неговото име, бидејќи тој доведе во заблуда дури и таков брилијантен хемичар како Антоан Лоран Лавоазие. Лавоазие предложи да се нарече азот азот, откако тој не беше ниту првиот ниту последен што го доби и го проучува делот од воздухот што не поддржува дишење и согорување. Според Лавоазие, „азот“ значи „безживотен“, а овој збор е изведен од грчкиот „а“ - негација и „зое“ - живот.

Терминот „азот“ сè уште бил во употреба во речникот на алхемичарите, од каде што го позајмил францускиот научник. Тоа значеше одреден „филозофски принцип“, еден вид кабалистичка магија. Експертите велат дека клучот за дешифрирање на зборот „азот“ е последната фраза од Апокалипсата: „Јас сум алфа и омега, почеток и крај, првиот и последниот...“ Во средниот век, три јазици беа особено почитувани: латински, грчки и хебрејски. И алхемичарите го направија зборот „азот“ од првата буква „а“ (а, алфа, алеф) и последните букви: „зет“, „омега“ и „тов“ од овие три азбуки. Така, овој мистериозен синтетички збор значел „почеток и крај на сите почетоци“.

Современиот и сонародник на Лавоазје, Ј. Чаптал, без понатамошно одложување предложил да се нарече елементот бр. 7 со хибридното латинско-грчко име „nitrogenium“, што значи „солереносно“. Нитратот е нитратна сол, супстанца позната уште од античко време. (Ќе зборуваме за нив подоцна.) Мора да се каже дека терминот „азот“ се вкоренил само во рускиот и францускиот јазик. На англиски, елементот бр. 7 е „Азот“, на германски – „Стоктон“ (асфиксијант). Хемискиот симбол N е почит на Шапталовиот азот.

Кој го откри азот?

Откривањето на азот му се припишува на студентот на извонредниот шкотски научник Џозеф Блек, Даниел Радерфорд, кој во 1772 година објавил дисертација „За таканаречениот фиксен и мефитски воздух“. Блек стана познат по своите експерименти со „фиксен воздух“ - јаглерод диоксид. Открил дека по фиксирањето на јаглерод диоксидот (врзување со алкали), сè уште останува некој вид „нефиксиран воздух“, кој бил наречен „мефитски“ - расипан - затоа што не поддржувал согорување и дишење. Блек му го предложи проучувањето на овој „воздух“ на Радерфорд како дисертација.

Отприлика во исто време, азот го добиле К. Шеле, Џ. Пристли, Г. резултати од неговата работа. Сепак, сите овие извонредни научници имаа многу нејасна идеја за природата на супстанцијата што ја открија. Тие беа цврсти поддржувачи на теоријата на флогистон и ги поврзуваа својствата на „мефичкиот воздух“ со оваа имагинарна супстанција. Само Лавоазие, водејќи го нападот на флогистон, се убеди себеси и ги убеди другите дека гасот, кој тој го нарече „безживотен“, е едноставна супстанција, како кислородот...

Универзален катализатор?

Може само да се погоди што значи „почетокот и крајот на сите почетоци“ во алхемискиот „азот“. Но, можеме сериозно да зборуваме за еден од „почетоците“ поврзани со елементот бр. 7. Азот и живот се неразделни поими. Барем, секогаш кога биолозите, хемичарите и астрофизичарите се обидуваат да го сфатат „почетокот на почетоците“ на животот, тие секако наидуваат на азот.

Атоми на земните хемиски елементи се раѓаат во длабочините на ѕвездите. Оттаму, од ноќните светла и дневната светлина, започнуваат почетоците на нашиот земен живот. Оваа околност ја имал на ум англискиот астрофизичар В. Фаулер кога рекол дека „сите ние... сме честичка од ѕвездена прашина“...

Ѕвездената „пепел“ од азот се појавува во многу сложен синџир на термонуклеарни процеси, чија почетна фаза е конверзија на водородот во хелиум. Ова е реакција со повеќе чекори, за која се верува дека се јавува на два начина. Еден од нив, наречен циклус јаглерод-азот, е директно поврзан со елементот бр.7. Овој циклус започнува кога ѕвездената материја, покрај водородните јадра - протоните, веќе содржи и јаглерод. Јадрото на јаглерод-12, додавајќи уште еден протон, се претвора во нестабилното јадро на азот-13:

12 6 C + 1 1 H → 13 7 N + γ.

Но, откако испуштил позитрон, азот повторно станува јаглерод - се формира потежок изотоп 13 C:

13 7 N → 13 6 C + e + + γ.

Таквото јадро, откако прифати дополнителен протон, се претвора во јадрото на најчестиот изотоп во атмосферата на Земјата - 14 N.

13 6 C + 1 1 H → 14 7 N + γ.

За жал, само дел од овој азот патува низ универзумот. Под влијание на протоните, азот-14 се претвора во кислород-15, кој, пак, емитувајќи позитрон и гама квантум, се претвора во друг копнеен изотоп на азот - 15 N:

14 7 N + 1 1 H → 15 8 O + γ;

15 8 O → 15 7 N + e + + γ.

Копнениот азот-15 е стабилен, но исто така е подложен на нуклеарно распаѓање во внатрешноста на ѕвездата; откако јадрото 15 N ќе прифати друг протон, не само што ќе се формира кислород 16 O, туку и друга нуклеарна реакција:

15 7 N + 1 1 H → 12 6 C + 4 2 Тој.

Во овој синџир на трансформации, азот е еден од меѓупроизводите. Познатиот англиски астрофизичар Р.Џ. Тејлер пишува: „14 N е изотоп што не е лесно да се конструира. Азот се формира во циклусот јаглерод-азот, и иако последователно се претвора во јаглерод, ако процесот продолжи стационарно, тогаш има повеќе азот во супстанцијата отколку јаглерод. Ова се чини дека е главниот извор на 14 N"...

Умерено сложениот циклус на јаглерод-азот покажува интересни обрасци. Јаглеродот 12C ја игра улогата на еден вид катализатор во него. Проценете сами, во крајна линија нема промена во бројот на јадра од 12 C. Азот, кој се појавува на почетокот на процесот, исчезнува на крајот... И ако јаглеродот во овој циклус е катализатор, тогаш азотот е очигледно автокатализатор , т.е. производ на реакција која ги катализира нејзините понатамошни средни чекори.

Не случајно овде почнавме да зборуваме за каталитичките својства на елементот бр.7. Но, дали ѕвездениот азот ја задржал оваа карактеристика во живата материја? Катализатори на животните процеси се ензимите и сите тие, како и повеќето хормони и витамини, содржат азот.

Азот во атмосферата на Земјата

Животот му должи многу на азот, но азот, барем атмосферскиот азот, своето потекло го должи не толку на Сонцето колку на животните процеси. Впечатлива е разликата помеѓу содржината на елементот бр. 7 во литосферата (0,01%) и во атмосферата (75,6% по маса или 78,09% по волумен). Општо земено, живееме во атмосфера со азот умерено збогатена со кислород.

Во меѓувреме, слободен азот не е пронајден ниту на другите планети од Сончевиот систем, ниту во комети или други објекти во студената вселена. Постојат негови соединенија и радикали - CN *, NH *, NH * 2, NH * 3, но нема азот. Навистина, околу 2% азот е забележан во атмосферата на Венера, но оваа бројка сè уште бара потврда. Се верува дека елементот бр. 7 не бил присутен во примарната атмосфера на Земјата. Тогаш од каде доаѓа во воздухот?

Очигледно, атмосферата на нашата планета првично се состоеше од испарливи материи формирани во утробата на земјата: H 2, H 2 O, CO 2, CH 4, NH 3. Слободниот азот, доколку излезе како производ на вулканска активност, се претвораше во амонијак. Условите за ова беа најпогодни: вишок на водород, покачени температури - површината на Земјата сè уште не беше изладена. Значи, што значи тоа дека азот првпат бил присутен во атмосферата во форма на амонијак? Очигледно така. Да се ​​потсетиме на оваа околност.

Но, тогаш се појави животот... Владимир Иванович Вернадски тврдеше дека „гасната обвивка на земјата, нашиот воздух, е создавање на живот“. Животот го лансираше најневеројатниот механизам на фотосинтеза. Еден од крајните производи на овој процес, слободниот кислород, почна активно да се комбинира со амонијак, ослободувајќи молекуларен азот:

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

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O.

Кислородот и азот, како што е познато, не реагираат едни со други во нормални услови, што му овозможи на воздухот на земјата да го одржи „статус кво“ составот. Забележете дека значителен дел од амонијакот можел да се раствори во вода за време на формирањето на хидросферата.

Во денешно време, главниот извор на N2 што влегува во атмосферата се вулканските гасови.

Ако ја раскинете тројната врска...

Откако ги уништи неисцрпните резерви на врзан активен азот, живата природа се соочи со проблемот како да го врзе азот. Во слободна, молекуларна состојба, како што знаеме, се покажа дека е многу инертно. Причината за тоа е тројната хемиска врска на нејзината молекула: N≡N.

Вообичаено, врските од оваа мноштво се нестабилни. Да се ​​потсетиме на класичниот пример на ацетилен: HC = CH. Тројната врска на неговата молекула е многу кревка, што ја објаснува неверојатната хемиска активност на овој гас. Но, азотот има јасна аномалија овде: неговата тројна врска ја формира најстабилната од сите познати диатомски молекули. Потребни се огромни напори за да се уништи оваа врска. На пример, индустриската синтеза на амонијак бара притисок од повеќе од 200 атм. и температури над 500°C, па дури и задолжително присуство на катализатори... Решавајќи го проблемот со фиксацијата на азот, природата морала да воспостави континуирано производство на азотни соединенија со методот на грмотевици.

Статистиката вели дека повеќе од три милијарди молњи удираат во атмосферата на нашата планета секоја година. Моќта на поединечни празнења достигнува 200 милиони киловати, а воздухот се загрева (локално, се разбира) до 20 илјади степени. На таква чудовишна температура, молекулите на кислород и азот се распаѓаат во атоми, кои, лесно реагирајќи едни со други, формираат кревок азотен оксид:

N 2 + O 2 → 2NO.

Благодарение на брзото ладење (ударот на гром трае десет илјадити дел од секундата), азотниот оксид не се распаѓа и слободно се оксидира со атмосферскиот кислород до постабилен диоксид:

2NO + O 2 → 2NO 2.

Во присуство на атмосферска влага и капки дожд, азот диоксидот се претвора во азотна киселина:

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO.

Така, фатени во свежа бура со грмотевици, добиваме можност да пливаме во слаб раствор на азотна киселина. Продирајќи во почвата, атмосферската азотна киселина со своите материи формира различни природни ѓубрива. Азотот исто така се фиксира во атмосферата со фотохемиски средства: со апсорпција на квантум светлина, молекулата N2 оди во возбудена, активирана состојба и станува способна да се комбинира со кислородот.

Бактерии и азот

Од почвата, азотни соединенија влегуваат во растенијата. Понатаму: „коњите јадат овес“, а предаторите јадат тревопасни животни. Циклусот на материјата, вклучувајќи го и елементот бр. 7, се јавува долж синџирот на исхрана. Во исто време, формата на постоење на азот се менува, тој станува дел од сè покомплексни и често многу активни соединенија. Но, не само азот „генериран од грмотевици“ патува низ синџирите на исхрана.

Дури и во античко време, беше забележано дека некои растенија, особено мешунките, се способни да ја зголемат плодноста на почвата.

„...Или, како што се менува годината, посеј ги златните зрна
Каде што ја собрав жетвата од полето, мешунките шушкаат,
Или каде што растеше ситноплодниот венец со горчлив лупин...“

Прочитајте го ова: ова е систем за одгледување трева! Овие редови се земени од песната на Вергилиј, напишана пред околу две илјади години.

Можеби првиот човек што размислувал зошто мешунките го зголемуваат приносот на житото бил францускиот агрохемичар J. Boussingault. Во 1838 година, тој утврдил дека мешунките ја збогатуваат почвата со азот. Зрната (и многу други растенија) ја осиромашуваат земјата, земајќи го, особено, истиот азот. Boussingault сугерираше дека листовите од мешунките апсорбираат азот од воздухот, но тоа беше погрешно. Во тоа време беше незамисливо да се претпостави дека проблемот не е во самите растенија, туку во посебни микроорганизми кои предизвикуваат формирање на јазли на нивните корени. Во симбиоза со мешунките, овие организми го фиксираат атмосферскиот азот. Сега ова е заедничка вистина...

Во денешно време се познати доста различни азотни фиксатори: бактерии, актиномицети, квасци и мувли, сино-зелени алги. И сите тие ги снабдуваат растенијата со азот. Но, тука е прашањето: како микроорганизмите ја разградуваат инертната молекула N2 без многу трошење енергија? И зошто некои од нив ја имаат оваа најкорисна способност за сите живи суштества, додека други ја немаат? Долго време ова остана мистерија. Тивкиот механизам на биолошка фиксација на елементот бр.7, без гром и молњи, беше откриен дури неодамна. Докажано е дека патот на елементарниот азот во живата материја стана возможен благодарение на процесите на редукција при кои азотот се претвора во амонијак. Ензимот нитрогеназа игра одлучувачка улога во овој процес. Неговите центри кои содржат соединенија на железо и молибден го активираат азот за да се „закачи“ со водород, кој претходно бил активиран од друг ензим. Така, многу активен амонијак се добива од инертен азот - првиот стабилен производ на биолошка фиксација на азот.

Така функционира! Прво, животните процеси го претворија амонијакот од примордијалната атмосфера во азот, а потоа животот го претвори азотот назад во амонијак. Дали вредеше природата да ги „скрши копјата“ на ова? Се разбира, затоа што вака настана циклусот на елементот број 7.

Депозити на шалтер и раст на населението

Природната фиксација на азот со молња и почвени бактерии годишно произведува околу 150 милиони тони соединенија од овој елемент. Сепак, не целиот фиксиран азот учествува во циклусот. Дел од него се отстранува од процесот и се депонира во форма на наслаги од шалитра. Најбогатиот таков магацин се покажа дека е чилеанската пустина Атакама во подножјето на Кордилера. Овде со години не врне. Но, повремено обилни дождови паѓаат на планинските падини, што ги измива почвените соединенија. Во текот на илјадници години, протокот на вода ги носеше растворените соли, меѓу кои најмногу од сè беше нитратот. Водата испари, солите останаа... Така настана најголемото наоѓалиште на азотни соединенија во светот.

Познатиот германски хемичар Јохан Рудолф Глаубер, кој живеел во 17 век, ја забележал исклучителната важност на азотните соли за развојот на растенијата. Во своите дела, размислувајќи за циклусот на азотни материи во природата, тој користел изрази како „азотни сокови од почвата“ и „салитрата е сол на плодноста“.

Но, природната шалитра почна да се користи како ѓубриво дури на почетокот на минатиот век, кога почнаа да се развиваат чилеанските наслаги. Во тоа време тоа беше единствениот значаен извор на фиксен азот од кој се чинеше дека зависи благосостојбата на човештвото. Тогаш не стануваше збор за азотната индустрија.

Во 1824 година, англискиот свештеник Томас Малтус ја објавил својата озлогласена доктрина дека населението расте многу побрзо од производството на храна. Во тоа време, извозот на чилеанска шалитра беше само околу 1000 тони годишно. Во 1887 година, сонародникот на Малтус, познатиот научник Томас Хаксли, го предвиде блискиот крај на цивилизацијата поради „азотен глад“ што треба да се случи по развојот на наоѓалиштата на чилеанската шалтер (неговото производство до овој момент веќе беше повеќе од 500 илјади тони годишно ).

Единаесет години подоцна, друг познат научник, Сер Вилијам Крукс, изјавил во Британското друштво за унапредување на науката дека во рок од половина век ќе има криза со храна ако населението не се намали. Тој, исто така, ја аргументираше својата тажна прогноза со фактот дека „наслагите на чилеанската шалитра наскоро ќе бидат целосно исцрпени“ со сите последователни последици.

Овие пророштва не се остварија - човештвото не умре, туку ја совлада вештачката фиксација на елементот бр.7. Згора на тоа, денес уделот на природниот нитрат е само 1,5% од светското производство на супстанции што содржат азот.

Како се фиксира азотот

Луѓето веќе долго време можат да добијат азотни соединенија. Истата шалитра се подготвувала во посебни бараки - шалитра, но овој метод бил многу примитивен. „Тие прават шалитра од купишта ѓубриво, пепел, измет, гребење од кожа, крв и врвови од компири. Во овие две години купиштата се полеваат со урина и се превртуваат, по што на нив се формира облога од шалитра“, ова е опис на производството на шалитра во една стара книга.

Јагленот, кој содржи до 3% азот, може да послужи и како извор на азотни соединенија. Врзан азот! Овој азот почнал да се ослободува за време на коксирањето на јагленот, заробувајќи ја фракцијата на амонијакот и поминувајќи ја низ сулфурна киселина.

Финалниот производ е амониум сулфат. Но, дури и ова, генерално, е трошки. Тешко е дури и да се замисли на кои начини би се развила нашата цивилизација доколку навреме не го решила проблемот со индустриски прифатливото фиксирање на атмосферскиот азот.

Шеле беше првиот што го врза атмосферскиот азот. Во 1775 година, тој добил натриум цијанид со загревање на сода и јаглен во азотна атмосфера:

Na 2 CO 3 + 4C + N 2 → 2NaCN + 3CO.

Во 1780 година, Пристли открил дека волуменот на воздухот содржан во сад превртен над вода се намалува ако низ него се помине електрична искра, а водата добива својства на слаба киселина. Овој експеримент беше, како што знаеме (Пристли не го знаеше тоа), модел на природниот механизам на фиксација на азот. Четири години подоцна, Кевендиш, поминувајќи електрично празнење низ воздухот затворен во стаклена цевка со алкали, таму открил шалитра.

И иако сите овие експерименти не можеа да одат подалеку од лабораторијата во тоа време, тие го покажуваат прототипот на индустриски методи на фиксација на азот - цијанамид и лак, кои се појавија на преминот од 19...20 век.

Методот на цијанамид бил патентиран во 1895 година од германските истражувачи А. Франк и Н. Каро. Користејќи го овој метод, азотот, кога се загрева со калциум карбид, се врзува за калциум цијанамид:

CaC 2 + N 2 → Ca(CN) 2.

Во 1901 година, синот на Френк, со идејата дека калциум цијанамидот може да послужи како добро ѓубриво, во суштина го започнал производството на оваа супстанца. Растот на индустријата за фиксен азот е поттикнат од достапноста на евтина електрична енергија. Најперспективниот метод за фиксирање на атмосферскиот азот на крајот на 19 век. се сметаше за лак, користејќи електрично празнење. Набргу по изградбата на електраната Нијагара, Американците ја лансираа првата лачна централа во близина (во 1902 година). Три години подоцна, во Норвешка стапи во употреба лак-инсталација развиена од теоретичарот и специјалист за проучување на северната светлина Х. Биркеланд и практичниот инженер С. Еиде. Растенијата од овој тип станаа широко распространети; Салитрата што ја произведувале се викала норвешка. Сепак, потрошувачката на енергија во текот на овој процес беше исклучително висока и изнесуваше до 70 илјади киловати/час по тон врзан азот, а само 3% од оваа енергија се користеше директно за фиксација.

Преку амонијак

Методите на фиксација на азот наведени погоре беа само пристапи кон методот што се појави непосредно пред Првата светска војна. За него американскиот популаризирач на науката Е. Слосон многу духовито забележа: „Отсекогаш се зборувало дека Британците доминираат во морето, а Французите доминираат на копното, додека на Германците им останува само воздух. Изгледа Германците сериозно ја сфатија оваа шега и почнаа да го користат кралството воздух за да ги напаѓаат Британците и Французите... Кајзерот... имаше цела флота цепелини и метод на фиксирање на азот кој не беше познат на ниту една друга нација. . Цепелините пукаа како вреќи со воздух, но постројките за фиксирање на азот продолжија да работат и ја направија Германија независна од Чиле не само за време на војната, туку и во мирно време.“... Зборуваме за синтеза на амонијак - главниот процес на модерната индустрија на фиксен азот.

Слосон не беше целосно во право кога рече дека методот на фиксирање на азот во амонијак не е познат никаде освен Германија. Теоретските основи на овој процес ги поставија француски и англиски научници. Уште во 1784 година, познатиот C. Berthollet го утврдил составот на амонијак и ја изразил идејата за хемиска рамнотежа на реакциите на синтеза и распаѓање на оваа супстанца. Пет години подоцна, Англичанецот В. Остин го направил првиот обид да синтетизира NH 3 од азот и водород. И, конечно, францускиот хемичар А. Ле Шателје, откако јасно го формулираше принципот на мобилна рамнотежа, беше првиот што синтетизираше амонијак. Во исто време користел висок притисок и катализатори - сунѓерска платина и железо. Во 1901 година, Ле Шателје го патентира овој метод.

Истражување за синтезата на амонијак на почетокот на векот, исто така, спроведено од Е. Перман и Г. Аткинс во Англија. Во своите експерименти, овие истражувачи користеле различни метали како катализатори, особено бакар, никел и кобалт...

Но, навистина беше можно за прв пат да се воспостави синтеза на амонијак од водород и азот на индустриско ниво во Германија. Ова се должи на познатиот хемичар Фриц Хабер. Во 1918 година ја доби Нобеловата награда за хемија.

Технологијата на производство NH 3 развиена од германскиот научник беше многу различна од другите индустрии од тоа време. Овде за прв пат се примени принципот на затворен циклус со континуирано оперативна опрема и обновување на енергијата. Конечниот развој на технологијата за синтеза на амонијак беше завршен од колегата и пријател на Хабер, К.

По патот на природата

Синтезата на амонијак стана уште еден модел за природна фиксација на елементот број 7. Да потсетиме дека микроорганизмите го врзуваат азот токму во NH 3 . Со сите предности на Haber-Bosch процесот, тој изгледа несовршено и незгодно во споредба со природниот!

„Биолошката фиксација на атмосферскиот азот... беше еден вид парадокс, постојан предизвик за хемичарите, еден вид демонстрација на недоволноста на нашето знаење“. Овие зборови припаѓаат на советските хемичари М.Е. Волпин и А.Е. Шилов, кој се обидел да го поправи молекуларниот азот под благи услови.

На почетокот имаше неуспеси. Но, во 1964 година, во Институтот за органоелементни соединенија на Академијата на науките на СССР, во лабораторијата на Волпин, беше откриено: во присуство на соединенија на преодни метали - титаниум, ванадиум, хром, молибден и железо - се активира елементот бр. и во нормални услови формира сложени соединенија кои со вода се разградуваат до амонијак. Токму овие метали служат како центри за фиксација на азот во ензимите за фиксирање на азот и како одлични катализатори во производството на амонијак.

Набргу по ова, канадските научници А. Ален и К. Зеноф, проучувајќи ја реакцијата на хидразин N 2 H 2 со рутениум трихлорид, добија хемиски комплекс во кој, повторно под благи услови, беше врзан азот. Овој резултат беше толку спротивен на вообичаените идеи што уредниците на списанието, каде што истражувачите ја испратија својата статија со сензационална порака, одбија да ја објават. Потоа, советските научници успеаја да добијат органски супстанции што содржат азот под благи услови. Сè уште е рано да се зборува за индустриски методи за блага хемиска фиксација на атмосферскиот азот, меѓутоа, постигнатите успеси овозможуваат да се предвиди претстојната револуција во технологијата за врзувачки елемент бр. 7.

Модерната наука не ги заборавила старите методи за производство на азотни соединенија преку оксиди. Овде, главните напори се насочени кон развој на технолошки процеси кои го забрзуваат разделувањето на молекулата N 2 на атоми. Најперспективни области на оксидација на азот се сметаат за согорување на воздух во специјални печки, употреба на плазма факели и употреба на зрак од забрзани електрони за овие цели.

Од што да се плашиме?

Денес нема причина да се плашиме дека на човештвото некогаш ќе му недостасуваат азотни соединенија. Индустриската фиксација на елементот бр.7 напредува со неверојатно темпо. Ако на крајот на 60-тите светското производство на фиксен азот беше 30 милиони тони, тогаш до почетокот на следниот век, најверојатно, ќе достигне милијарда тони!

Ваквите успеси не само што се охрабрувачки, туку и предизвикуваат загриженост. Факт е дека вештачката фиксација на N2 и внесувањето на огромни количини на супстанции што содржат азот во почвата е најгруто и најзначајна човечка интервенција во природниот циклус на супстанции. Во денешно време, азотните ѓубрива не се само супстанции за плодност, туку и загадувачи на животната средина. Тие се исфрлаат од почвата во реки и езера, предизвикуваат штетно расцутување во водните тела и се пренесуваат на долги растојанија со воздушни струи...

До 13% од азотот содржан во минералните ѓубрива оди во подземните води. Азотните соединенија, особено нитратите, се штетни за луѓето и можат да предизвикаат труење. Еве го азот како вашиот хранител!

Светската здравствена организација (СЗО) ја усвои максималната дозволена концентрација на нитрати во водата за пиење: 22 mg/l за умерените географски широчини и 10 mg/l за тропските предели. Во СССР, санитарните стандарди ја регулираат содржината на нитрати во водата на резервоарите со „тропски“ стандарди - не повеќе од 10 mg/l. Излегува дека нитратите се „меч со две острици“...

На 4 октомври 1957 година, човештвото повторно интервенираше во циклусот на елементот број 7, лансирајќи „топка“ исполнета со азот во вселената - првиот вештачки сателит...

Менделеев за азот

„Иако најактивните, т.е. најлесно и најчесто хемиски активниот дел од воздухот околу нас е кислородот, но најголемата негова маса, судејќи и по волуменот и по тежината, ја формира азот; имено, азотниот гас сочинува повеќе од 3/4, иако помалку од 4/5 од волуменот на воздухот. И бидејќи азотот е само малку полесен од кислородот, тежинската содржина на азот во воздухот е околу 3/4 од неговата вкупна маса. Бидејќи е дел од воздухот во толку значајна количина, азотот очигледно не игра особено истакната улога во атмосферата, чие хемиско дејство се одредува првенствено од содржината на кислород во него. Но, правилно разбирање за азотот се добива само кога ќе дознаеме дека во чист кислород животните не можат долго да живеат, па дури и да умрат, и дека азотот од воздухот, иако бавно и малку по малку, формира разни соединенија, од кои некои играат многу важна улога во природата, особено во животот на организмите“.

Каде се користи азот?

Азотот е најевтин од сите гасови, хемиски инертен во нормални услови. Широко се користи во хемиската технологија за создавање на неоксидирачки средини. Во лабораториите, соединенијата кои лесно се оксидираат се складираат во азотна атмосфера. Извонредните сликарски дела понекогаш (во складирање или за време на транспортот) се ставаат во затворени кутии исполнети со азот за да се заштитат боите од влага и хемиски активни компоненти на воздухот.

Значајна е улогата на азотот во металургијата и металургијата. Различни метали во стопена состојба реагираат на присуството на азот на различни начини. Бакарот, на пример, е апсолутно инертен кон азот, па бакарните производи често се заваруваат во млаз од овој гас. Магнезиумот, напротив, кога согорува во воздух произведува соединенија не само со кислород, туку и со азот. Значи, азотната средина не е применлива за работа со производи од магнезиум на високи температури. Заситеноста на површината на титаниум со азот му дава на металот поголема цврстина и отпорност на абење - на него се формира многу силен и хемиски инертен титаниум нитрид. Оваа реакција се јавува само при високи температури.

На обични температури, азотот активно реагира само со еден метал - литиум.

Најголемата количина на азот се користи за производство на амонијак.

Азотна наркоза

Раширеното мислење за физиолошката инертност на азот не е сосема точно. Азотот е физиолошки инертен во нормални услови.

Со зголемен притисок, на пример кога нуркаат нуркачи, се зголемува концентрацијата на растворениот азот во протеините и особено во масните ткива на телото. Ова доведува до таканаречена азотна наркоза. Се чини дека нуркачот се опива: координацијата на движењата е нарушена, свеста е заматена. Научниците конечно беа убедени дека причината за тоа е азот, откако спроведоа експерименти во кои, наместо обичен воздух, во скафандерот на нуркачот се доставуваше мешавина од хелио-кислород. Во исто време, симптомите на анестезија исчезнаа.

Вселенски амонијак

Астрономите веруваат дека големите планети на Сончевиот систем, Сатурн и Јупитер, делумно се направени од цврст амонијак. Амонијакот замрзнува на -78°C, а на површината на Јупитер, на пример, просечната температура е 138°C.

Амонијак и амониум

Во големото семејство на азот има чудно соединение - амониум NH 4. Никаде го нема во слободна форма, но во солите игра улога на алкален метал. Името „амониум“ беше предложено во 1808 година од познатиот англиски хемичар Хемфри Дејви. Латинскиот збор амониум некогаш значел: сол од амониум. Амонијак е регион во Либија. Имаше храм на египетскиот бог Амон, по кој беше наречен целиот регион. Во Амонијак, соли на амониум (првенствено амонијак) долго време се добиваат со согорување на измет од камила. Кога солите се распаднале, настанал гас, кој сега се нарекува амонијак.

Од 1787 година (истата година кога беше усвоен терминот „азот“), комисијата за хемиска номенклатура го даде овој гас името амонијак (амонијак). Рускиот хемичар Ја.Д. Захаров мислеше дека ова име е предолго и во 1801 година исклучи две букви од него. Така настанал амонијакот.

Гас за смеење

Од петте азотни оксиди, два - оксид (NO) и диоксид (NO 2) - нашле широка индустриска употреба. Другите два - азотен анхидрид (N 2 O 3) и азотен анхидрид (N 2 O 5) - не се наоѓаат често во лабораториите. Петтиот е азотен оксид (N 2 O). Има многу уникатен физиолошки ефект, поради што често се нарекува гас за смеење.

Извонредниот англиски хемичар Хемфри Дејви го користел овој гас за да организира специјални сесии. Вака еден од современиците на Дејви ги опиша ефектите на азотен оксид: „Некои господа скокаа на маси и столови, на други им беше олабавен јазикот, а други покажаа екстремна склоност кон тепачка“.

Свифт залудно се смееше

Извонредниот сатиричар Џонатан Свифт доброволно ја исмејуваше стерилноста на современата наука. Во „Патувањата на Гуливер“, во описот на Академијата Лагадо, го има следниот пасус: „Тој имаше на располагање две големи соби, преполни со најневеројатни куриозитети; под негово раководство работеа педесет асистенти. Некои го кондензираат воздухот во сува, густа материја, извлекувајќи шалитра од него...“

Сега шалитрата од воздухот е апсолутно реална работа. Амониум нитрат NH 4 NO 3 всушност е направен од воздух и вода.

Бактериите го поправаат азот

Идејата дека некои микроорганизми можат да врзат азот од воздухот прв ја изразил рускиот физичар П. Косович. Рускиот биохемичар С.Н. Виноградски бил првиот кој успеал да изолира од почвата еден вид бактерии кои го поправаат азот.

Растенијата се пребирливи

Дмитриј Николаевич Прјанишников открил дека растението, ако му се даде можност да избере, претпочита амонијак азот отколку нитратен азот. (Нитратите се соли на азотна киселина).

Важен оксидирачки агенс

Азотна киселина HNO 3 е едно од најважните оксидирачки агенси кои се користат во хемиската индустрија. Еден од најголемите хемичари од 17 век бил првиот што го подготвил со дејство на сулфурна киселина на шалитра. Јохан Рудолф Глаубер.

Меѓу соединенијата што сега се добиваат со помош на азотна киселина, многу се апсолутно неопходни супстанции: ѓубрива, бои, полимерни материјали, експлозиви.

Двојна улога

Некои соединенија што содржат азот што се користат во агрохемијата вршат двојни функции. На пример, калциум цијанамидот го користат одгледувачите на памук како дефолијант - супстанца што предизвикува лисјата да паѓаат пред бербата. Но, ова соединение служи и како ѓубриво.

Азот во пестицидите

Не сите супстанции што содржат азот придонесуваат за развој на кое било растение. Аминските соли на феноксиоцетна и трихлорофеноксиоцетна киселина се хербициди. Првиот го потиснува растот на плевелот во полињата со житни култури, вториот се користи за расчистување на земјиштето за обработливо земјиште - уништува мали дрвја и грмушки.

Полимери: од биолошки до неоргански

Атомите на азот се дел од многу природни и синтетички полимери - од протеин до најлон. Покрај тоа, азотот е најважниот елемент на неорганските полимери без јаглерод. Молекулите на неорганската гума - полифосфонитрил хлорид - се затворени циклуси составени од наизменични атоми на азот и фосфор, опкружени со јони на хлор. Неорганските полимери, исто така, вклучуваат нитриди на некои метали, вклучувајќи го и најтврдиот од сите супстанции, боразон.

АЗОТ, N (лат. Nitrogenium * a. nitrogen; n. Stickstoff; f. azote, nitrogene; i. nitrogeno), е хемиски елемент од групата V на периодичниот систем на Менделеев, атомски број 7, атомска маса 14,0067. Откриен во 1772 година од англискиот истражувач Д. Радерфорд.

Својства на азот

Во нормални услови, азотот е безбоен и без мирис гас. Природниот азот се состои од два стабилни изотопи: 14 N (99,635%) и 15 N (0,365%). Молекулата на азот е дијатомска; атомите се поврзани со ковалентна тројна врска NN. Дијаметарот на молекулата на азот, определен со различни методи, е 3,15-3,53 А. Молекулата на азот е многу стабилна - енергијата на дисоцијација е 942,9 kJ/mol.

Молекуларен азот

Молекуларни азотни константи: f топење - 209,86°C, f вриење - 195,8°C; Густината на гасовитиот азот е 1,25 kg/m3, течниот азот - 808 kg/m3.

Карактеристики на азот

Во цврста состојба, азотот постои во две модификации: кубна а-форма со густина од 1026,5 kg/m3 и хексагонална b-форма со густина од 879,2 kg/m3. Топлина на фузија 25,5 kJ/kg, топлина на испарување 200 kJ/kg. Површински напон на течен азот во контакт со воздух 8.5.10 -3 N/m; диелектрична константа 1.000538. Растворливост на азот во вода (cm 3 на 100 ml H 2 O): 2,33 (0°C), 1,42 (25°C) и 1,32 (60°C). Надворешната електронска обвивка на азотниот атом се состои од 5 електрони. Состојбите на оксидација на азот варираат од 5 (во N 2 O 5) до -3 (во NH 3).

Азотно соединение

Во нормални услови, азотот може да реагира со соединенија на преодни метали (Ti, V, Mo, итн.), формирајќи комплекси или да се редуцира за да формира амонијак и хидразин. Азотот е во интеракција со активни метали, како на пример кога се загрева на релативно ниски температури. Азотот реагира со повеќето други елементи на високи температури и во присуство на катализатори. Азотните соединенија со: N 2 O, NO, N 2 O 5 се добро проучени. Азотот се комбинира со С само на високи температури и во присуство на катализатори; ова произведува амонијак NH 3 . Азотот не е директно во интеракција со халогените; затоа, сите азотни халиди се добиваат само индиректно, на пример, азот флуорид NF 3 - со интеракција со амонијак. Нитрогенот не се комбинира директно со сулфурот. Кога топла вода реагира со азот, се формира цијаноген (CN) 2. Кога обичниот азот е изложен на електрични празнења, како и при електрични празнења во воздухот, може да се формира активен азот, кој е мешавина од азотни молекули и атоми со зголемена енергетска резерва. Активниот азот многу енергично комуницира со кислород, водород, пареа и некои метали.

Азотот е еден од најчестите елементи на Земјата, а најголемиот дел од него (околу 4,10 15 тони) е концентриран во слободна состојба во. Секоја година, вулканската активност ослободува 2,10 6 тони азот во атмосферата. Мал дел од азот е концентриран во (просечна содржина во литосферата 1,9,10 -3%). Природни азотни соединенија се амониум хлорид и разни нитрати (салитра). Азотните нитриди можат да се формираат само при високи температури и притисоци, што се чини дека било случај во најраните фази на развојот на Земјата. Големи акумулации на шалитра се наоѓаат само во суви пустински клими (, итн.). Мали количини на фиксен азот се наоѓаат во (1-2,5%) и (0,02-1,5%), како и во водите на реките, морињата и океаните. Азот се акумулира во почвите (0,1%) и живите организми (0,3%). Азотот е дел од протеинските молекули и многу природни органски соединенија.

Циклус на азот во природата

Во природата, постои азотен циклус, кој вклучува циклус на молекуларен атмосферски азот во биосферата, циклус во атмосферата на хемиски врзан азот, циклус на површински азот закопан со органска материја во литосферата со неговото враќање назад во атмосферата . Азотот за индустријата претходно се извлекуваше целосно од природните наоѓалишта на шалитра, чиј број е многу ограничен во светот. Особено големи депозити на азот во форма на натриум нитрат се наоѓаат во Чиле; Производството на шалитра во некои години изнесувало повеќе од 3 милиони тони.

Азот

Азот- елемент од главната подгрупа од петтата група од вториот период на периодичниот систем на хемиски елементи на Д.И.Менделеев, со атомски број 7. Се означува со симболот N (лат. Nitrogenium). Едноставна супстанција азот - диатомски гас, доста инертен во нормални услови, без боја, вкус и мирис (формула N2), од кој се состои три четвртини од земјината атмосфера.

Тоа беше „откриено“ неколку пати од различни луѓе. Се нарекуваше поинаку, припишувајќи речиси мистични својства - „флогистиран воздух“, и „мефитски воздух“ и „атмосферски мофет“ и едноставно „супстанција за задушување“. Досега има неколку имиња: англиски азот, француски азоте, германски стикстоф, руски „азот“...

Историјата на „расипан воздух“

Азот(од грчкиот збор azoos - безживотно, на латински Nitrogenium) - четврти најчест елемент во Сончевиот систем (по водород , хелиум И кислород ). Азотните соединенија - шалитра, азотна киселина, амонијак - биле познати долго пред да се добие азотот во слободна состојба.

Во 1777 година, Хенри Кевендиш постојано поминувал воздух преку врел јаглен и потоа го третирал со луга. Резултатот беше остаток што Кевендиш го нарече задушувачки (или мефитски) воздух. Од гледна точка на модерната хемија, јасно е дека во реакцијата со врел јаглен, атмосферскиот кислород бил врзан во јаглерод диоксид, кој потоа реагирал со алкали. Остатокот од гасот беше главно азот. Така, Кевендиш изолирал азот, но не успеал да разбере дека тоа е нова едноставна супстанција (хемиски елемент).

Истата година, Кевендиш му го пријавил ова искуство на Џозеф Пристли. Пристли во тоа време спровел низа експерименти во кои исто така го врзувал атмосферскиот кислород и го отстранил добиениот јаглерод диоксид, односно добил и азот, но како поддржувач на теоријата на флогистон која била доминантна во тоа време, тој целосно погрешно ја протолкувал добиените резултати (според негово мислење, процесот беше спротивен - не беше отстранет кислородот од мешавината на гас, туку напротив, како резултат на пукањето, воздухот беше заситен со флогистон; тој го повика преостанатиот воздух ( азот) заситен флогистон, односно флогистициран).

Очигледно е дека Пристли, иако можел да го изолира азот, не успеал да ја разбере суштината на неговото откритие, и затоа не се смета за откривач на азот. Во исто време, слични експерименти со ист резултат беа спроведени од Карл Шеле.

Дури и пред тоа време, во 1772 година, Даниел Радерфорд, горејќи фосфор и други материи во стаклено ѕвоно, видел дека гасот што останал по согорувањето, кој тој го нарекол „гушлив воздух“, не поддржува дишење и согорување. Дури во 1787 година, Антоан Лавоазие утврдил дека „виталните“ и „асфиксирачките“ гасови што го сочинуваат воздухот се едноставни материи и го предложил името „азот“.

Претходно, во 1784 година, Г. Кевендиш покажа дека азотот е дел од нитратот; Оттука потекнува латинското име за азот (од доцнолатинскиот nitrum - шалитра и грчкиот genna - раѓам, произведувам). До почетокот на 19 век. Беше разјаснета хемиската инертност на азотот во слободна состојба и неговата ексклузивна улога во соединенијата со други елементи како врзан азот.

„Неодржување на животот“ е од витално значење

Иако насловот „ азот " значи "неживотно-одржлив", всушност тоа е елемент неопходен за живот. Животинските и човечките протеини содржат 16-17% азот. Во организмите на месојадните животни, протеинот се формира поради потрошените протеински супстанции присутни во организмите на тревојадните животни и во растенијата. Растенијата синтетизираат протеини со асимилирање на азотни материи содржани во почвата, главно неоргански. Значителни количества азот влегуваат во почвата благодарение на микроорганизмите што го фиксираат азот, кои се способни да го претворат слободниот азот од воздухот во азотни соединенија. Како резултат на екстракција на огромни количества фиксен азот од почвата од страна на растенијата (особено за време на интензивно земјоделство), почвите се исцрпуваат.

Недостатокот на азот е типичен за земјоделството во речиси сите земји. Недостаток на азот е забележан и во сточарството („протеински глад“). На почви сиромашни со достапен азот, растенијата се развиваат слабо. Во минатиот век, во природата беше откриен прилично богат извор на фиксен азот. Ова е чилеански нитрат, натриумова сол на азотна киселина. Долго време, нитратот беше главниот снабдувач на азот за индустријата. Нејзиното наоѓалиште во Јужна Америка е единствено, практично единствено во светот. И не е чудно што во 1879 година избувна војна меѓу Перу, Боливија и Чиле поради поседувањето на богатата погранична провинција Тарапака со шалитри. Победник беше Чиле. Сепак, чилеанското наоѓалиште, се разбира, не можеше да ја задоволи светската побарувачка за азотни ѓубрива.

„Азотно гладување“ на планетата

Земјината атмосфера содржи речиси 80% азот, додека земјината кора содржи само 0,04%. Проблемот „како да се поправи азот“ е стар, е на иста возраст како и агрохемијата. Можноста за врзување на азот во воздухот со кислород во електрично празнење прв ја видел Англичанецот Хенри Кевендиш. Ова беше уште во 18 век. Но, процесот на контролирана синтеза на азотни оксиди беше спроведен дури во 1904 година. Во 1913 година, Германците Фриц Хабер и Карл Бош предложиле метод на амонијак за фиксација на азот. Сега, користејќи го овој принцип, стотици фабрики на сите континенти произведуваат повеќе од 20 милиони тони фиксен азот годишно од воздухот. Три четвртини од него оди за производство на азотни ѓубрива. Сепак, недостатокот на азот во обработените области на земјината топка е повеќе од 80 милиони тони годишно. Очигледно, Земјата нема доволно азот. Најголемиот дел од произведениот слободен азот се користи за индустриско производство на амонијак, кој потоа во значителни количини се преработува во азотна киселина, ѓубрива, експлозиви итн.

Примена на азот

Бесплатно азот се користи во многу индустрии: како инертен медиум во различни хемиски и металуршки процеси, за пополнување на слободен простор во живи термометри, при пумпање запаливи течности итн.

Течен азотсе користи како течност за ладење и за криотерапија. Индустриските апликации на азотниот гас се должат на неговите инертни својства. Гасниот азот е отпорен на оган и експлозија, спречува оксидација и гниење.

ВО петрохемикалии азот се користи за прочистување на резервоари и цевководи, проверка на работата на цевководите под притисок, зголемување на производството на полиња. Во рударството азот може да се користи за создавање средина отпорна на експлозија во рудниците и за проширување на слоевите на карпите.

ВО производство на електроника азот се користи за чистење области кои не дозволуваат присуство на оксидирачки кислород. Ако во процес кој традиционално се спроведува со употреба на воздух, оксидацијата или гниењето се негативни фактори - азот може успешно да го замени воздухот.

Важна област на примена азот е негова се користи за понатамошна синтезаширок спектар на соединенија кои содржат азот , како што се амонијак, азотни ѓубрива, експлозиви, бои итн. Големи количини азот се користи во производството на кокс („суво гаснење на кокс“) при истовар на кокс од батерии за кокс, како и за „притискање“ на гориво во ракети од резервоари до пумпи или мотори.

Заблуди: азотот не е Дедо Мраз

ВО Прехранбена индустрија азот регистриран како додаток на храна E941, како гасовит медиум за пакување и складирање, средство за ладење. Течност азот Често се демонстрира во филмовите како супстанца што може веднаш да замрзне прилично големи предмети. Ова е вообичаена грешка. Дури и за замрзнување на цвет е потребно доста долго време, што делумно се должи на многу нискиот топлински капацитет азот .

Од истата причина, многу е тешко да се изладат, да речеме, бравите на -180 °C и да се поделат со еден удар. Литар течност азот , испарувајќи и загревајќи до 20 °C, формира приближно 700 литри гас. Поради оваа причина, не треба да чувате азот во затворени садови кои не се погодни за високи притисоци. На истиот факт се заснова и принципот на гаснење пожари со течност. азот . Испарување азот го поместува воздухот потребен за согорување и огнот престанува.

Бидејќи азот , за разлика од водата, пената или прашокот, едноставно испарува и исчезнува, гаснењето пожар со азот е најефективниот механизам за гаснење пожар од гледна точка на зачувување на скапоценостите. Течност за замрзнување азот живи суштества со можноста за нивно последователно одмрзнување е проблематична. Проблемот е во неможноста да се замрзне (и одмрзне) некое суштество доволно брзо, така што нехомогеноста на замрзнувањето не влијае на неговите витални функции. Станислав Лем, фантазирајќи за оваа тема во книгата „Фијаско“, излезе со систем за итно замрзнување азот , во кое црево со азот, кое ги исфрлаше забите, беше втурнато во устата на астронаутот и обилен поток се снабдуваше во него азот .

Како што споменавме погоре, азот течни и гасовити се добиваат од атмосферскиот воздух со длабоко ладење.

Индикатори за квалитет на гасовит азот ГОСТ 9293-74

Име на индикаторот	Специјални	Зголемен	Зголемен
	2 одделение	1 одделение	2 одделение
Волуменска фракција на азот, не помалку	99,996	99,99	99,95
Кислород, нема повеќе	0,001	0,001	0,05
Водена пареа во азотен гас, не повеќе	0,0007	0,0015	0,004
Водород, не повеќе	0,001	Не е стандардизирано	Не е стандардизирано
Збир на соединенија што содржат јаглерод во однос на CH 4, не повеќе	0,001	Не е стандардизирано