Mi nitrogén - nitrogén vegyületek - elemi folyékony, atomos nitrogén
Nitrogén (lat Nitrogeni- um.) - kémiai elem a csoport V Mendeleev féle periódusos rendszer; 7 atomszámú, atomsúlya 14,0067.
Színtelen gáz, szagtalan és íztelen. Az egyik leggyakoribb eleme, a fő összetevője a Föld légkörének (4-t J15).
A név „nitrogén” az új gáz- tűnt elég pontos. De ez? Nitrogén valóban ellentétben az oxigén nem támogatja a légzést és az égetés. Ahhoz azonban, hogy lélegezni a tiszta oxigén a személy nem tud folyamatosan. Még betegen vizsgálták tiszta oxigén csak egy rövid időre. Nyilvánvaló, hogy nem csak egy semleges vékonyabb oxigént. Ez egy keveréke a nitrogén és az oxigén leginkább a légzésre alkalmas a legtöbb bolygó lakói.
Igazságos, hogy hívja élettelen tételt? A növényeket táplálják, így műtrágya? Először nitrogénvegyületek, kálium és foszfor. A nitrogén egy része a számtalan szerves vegyületek, beleértve az olyan fontos, mint fehérjék és aminosavak.
Az emberiség rendkívül hasznos viszonylagos tehetetlensége a gáz. Függetlenül attól, hogy hajlamosabb a kémiai reakciók, a Föld légkörének nem létezne abban a formában, amelyben létezik. Erős oxidálószer oxigén csatlakozott a nitrogén a reakcióban, és jönne létre a mérgező nitrogén-oxidok. De ha a nitrogén valóban inert gáz, például hélium, akkor vagy a kémiai termelési vagy mindenható mikroorganizmusok nem kötődött nitrogén-atmoszférában, és igény kielégítésére a minden élet a kötött nitrogén. Nem lenne az ammónia, salétromsav előállításához szükséges a különböző anyagok nem lett volna a legfontosabb műtrágyák. Nem lenne élet a Földön, mert a nitrogén egy része minden szervezetben. Nitrogén számlák körülbelül 3 tömeg% -a az emberi test.
Elemi, nem kötött nitrogént használunk elég széles körben. Ez a legolcsóbb a gázok, kémiailag inert normál körülmények között, de ezen folyamatok és egy nagy kohászat kémia, ahol szükséges, hogy megvédje az aktív vegyület vagy az olvadt fémet az oxigénnel reakcióba lépve, termel tiszta nitrogén védőgázban. Védelme alatt nitrogén alatt laboratóriumokban könnyen oxidálható anyagok. A nitrogént telítjük acélfelületek egyes fémek és ötvözetek, hogy nekik nagyobb keménység és kopásállóság. Széles körben ismert, például, nitridálás acél és titán ötvözetek.
Cseppfolyós nitrogén (olvadáspontja és forráspontja nitrogén: -210 ° C és -196 ° C) használunk hűtőrendszerekben.
Sekély nitrogén kémiai aktivitás növekedését elsősorban a szerkezet a molekulák. Mint a legtöbb gázok (kivéve nemes), a nitrogén-molekula két atom. A formáció közötti kötés őket részt a 3 vegyérték elektronok a külső héj minden egyes atom. Hogy elpusztítsa a nitrogén molekula, szükséges, hogy kiad egy nagyon nagy energia - 954,6 kJ / mol. Menne a molekulák nitrogén a kémiai kötés nem fog. Normális körülmények között is képes reagálni csak lítium-nitrid Li3N ad.
Szintézise ammónia van az óriás szintézis oszlopok, ahol a kompresszor útján szolgáltatott keverék a hidrogén és a nitrogén. A reakciót nyomás alatt, 300 ATM és a hőmérsékletet 500 ° C-on a katalizátor jelenlétében. A képződött ammónia NHT hűtött folyékonnyá (kondenzálódik). Folyékony ammóniát eltávolítjuk a rendszerből, és a reagálatlan gázokat betáplálunk egy keringető szivattyú, amely szállítja őket újra, hogy a szintézis oszlopra.
Sokkal aktívabb atomos nitrogén. Közönséges hőmérsékleten reakcióba lép a kén, foszfor, arzén, és bizonyos fémek, mint például a higany. De, hogy a nitrogén atomok külön nehéz. Még 3000 ° C nincs észrevehető bomlás nitrogén molekulát atomokra.
Nitrogénvegyületek kiemelkedő fontosságú a tudomány és a számos iparágban. Kedvéért az emberiség kötött nitrogén a hatalmas energia költségeket. A fő módszer a kötődés a nitrogén ipari körülmények között marad szintézis ammónia NH3 (lásd. A kémiai szintézis). Ammónia - az egyik legnépszerűbb termék a vegyipar, a világ termelésének, hogy - több mint 70 millió tonna évente .. A folyamat hőmérséklete 400-600 ° C, és a nyomás a több millió Pa (száz atmoszféra) jelenlétében katalizátor, például szivacs vas-oxid hozzáadásával készített kálium-és alumínium-oxid. A nagyon korlátozott, és ammóniát használunk rendszerint vizes oldat formájában (ammóniás víz - például folyékony műtrágya, ammónia - B | gyógyszer). De ellentétben az ammónia-nitrogén atmoszférában viszonylag könnyen átmegy kívül és szubsztitúciós reakciók,. Igen, és ez oxidálódik könnyebben, mint a nitrogén. Ezért, az ammónia és a kiindulási anyag volt a legtöbb nitrogén-vegyületek.
Közvetlen oxidációs nitrogén oxigénnel igényel nagyon magas hőmérsékleten (4000 ° C) vagy más módszerek nagyon aktív erős hatást gyakorol a nitrogén molekulák - az elektromos kisülés ionizáló sugárzással. Jelenleg öt NOx: N20-nitrogén-oxid (I), NO-nitrogén-oxid (II), N203 - nitrogén-oxid (III), N02 - nitrogén-oxid (IV), N205 - nitrogén-oxid (V).
Az iparban, széles körben használják a salétromsav HNO3, amely egyszerre erős sav és egy aktív oxidáló. Ez képes feloldani minden fém a arany és platina. Chemists salétromsavat ismert, legalább a XIII. ez használt az ókori alkimisták. Salétromsav rendkívül széles körben használják, hogy készítsen nitrovegyületek. Ez fő nitrálószerrel, amelyen keresztül egy részét a szerves nitro-vegyületeket beadjuk N02. Amikor három ilyen csoportok, például a molekulában S6N5SN3 toluol, a szokásos szerves oldószerben átalakítjuk egy robbanásveszélyes - trinitro, más néven a TNT vagy TNT. Glicerin után nitrálási válik Robbanásveszélyes - nitroglicerin.
Ugyanilyen fontos a salétromsav és ásványi trágyák. Salétromsavval alkotott sók - nitrátok, különösen a nátrium-nitrát, kálium-és ammónium, próbák esetében főleg olyan nitrogéntartalmú műtrágya. De, mint létrehozott akadémikus DN Prianishnikov, növény, ha ő kapja a választás, inkább ammónia nitrát-nitrogén.
Sói egyéb salétromsav - dinitrogén gyenge HN02 - is nevezik nitritek és széles körben használják a vegyi és más iparágakban.
Fogadása nitrogénvegyületek minimális energiakibocsátásuk alacsony hőmérsékleten és nyomáson, a tudósok már régóta keresik. Az az elképzelés, hogy egyes mikroorganizmusok képesek kötődni nitrogén levegőből, az első zöngés magyar fizikus P. Kossovich XIX a végén. és elszigetelt a talajból első nitrogénfixációs baktériumok, egy másik honfitársunk - biokémikus SN Vinograd- ég a 1890-es években. De csak a közelmúltban lett belőled többé-kevésbé világos mechanizmust nitrogénmegkötés baktériumokkal. A baktériumok asszimilálni a nitrogénatommal, átalakítása ammóniát, amelyet azután nagyon gyorsan átalakulnak aminosavak és fehérjék. A folyamat a részvétele enzimek.
Számos országban a laboratórium (a Szovjetunióban a korai 60-as évek.) Kaptunk komplex vegyületek, amelyek képesek kötődni a légköri nitrogént. A fő szerepet kap komplexeket tartalmazó molibdén, vas és magnézium. Alapvetően azt vizsgáltuk, és létrehozott egy olyan mechanizmust etrgo folyamatot.