Що таке азот і для чого він використовується?

Азот – це хімічний елемент з атомним номером 7. Чи є газом без запаху, смаку і кольору.

Таким чином, людина не відчуває присутності азоту в земній атмосфері, тим часом як вона складається з цієї речовини на 78 відсотків. Азот відноситься до найпоширеніших речовин на нашій планеті. Часто можна чути, що без азоту не було б життя на Землі, і це правда. Адже білкові сполуки, з яких складається все живе, обов’язково містять в собі азот.

Азот в природі

Азот знаходиться в атмосфері у вигляді молекул, що складаються з двох атомів. Крім атмосфери, азот є в мантії Землі і в гумусно шарі грунту. Основне джерело азоту для промислового виробництва – це корисні копалини.

Однак в останні десятиліття, коли запаси мінералів стали виснажуватися, виникла гостра необхідність виділення азоту з повітря в промислових масштабах. В даний час ця проблема вирішена, і величезні обсяги азоту для потреб промисловості видобуваються з атмосфери.

Роль азоту в біології, круговороті азоту

На Землі азот зазнає ряд трансформацій, в яких беруть участь і біотичні (пов’язані з життям) і абіотичні чинники. З атмосфери і грунту азот надходить в рослини, причому не безпосередньо, а через мікроорганізми. Азотофіксуюючі бактерії утримують і переробляють азот, перетворюючи його в форму, легко засвоювану рослинами. В організмі рослин азот переходить до складу складних сполук, зокрема – білків.

По харчовому ланцюгу ці речовини потрапляють в організми травоїдних, а потім – хижаків. Після загибелі всього живого азот знову потрапляє в грунт, де піддається розкладанню (аммонификации і денітрифікації). Азот фіксується в грунті, мінералах, воді, потрапляє в атмосферу, і коло повторюється.

Застосування азоту

Після відкриття азоту (це сталося в 18-м столітті), були добре вивчені властивості самої речовини, його з’єднань, можливості використання в господарстві. Оскільки запаси азоту на нашій планеті величезні, даний елемент став використовуватися вкрай активно.

Чистий азот застосовується в рідкому або газоподібному вигляді. Рідкий азот має температуру мінус 196 градусів за Цельсієм і застосовується в наступних областях:

– в медицині. Рідкий азот є холодоагентом при процедурах кріотерапії, тобто лікування холодом. Миттєва заморозка застосовується для видалення різних новоутворень. У рідкому азоті зберігають зразки тканин і живі клітини (зокрема – сперматозоїди і яйцеклітини). Низька температура дозволяє зберегти біоматеріал протягом тривалого часу, а потім розморозити і використовувати.

Можливість зберігати в рідкому азоті цілі живі організми, а при необхідності розморожувати їх без будь-якої шкоди висловлена ​​письменниками-фантастами. Однак в реальності освоїти цю технологію поки не вдалося;

– в харчовій промисловості рідкий азот використовується при розливі рідин для створення інертного середовища в тарі.

Взагалі азот застосовується в тих областях, де необхідна газоподібне середовище без кисню, наприклад,

– в пожежогасінні. Азот витісняє кисень, без якого процеси горіння не підтримуються і вогонь згасає.

Газоподібний азот знайшов застосування в таких галузях:

• виробництво продуктів харчування. Азот використовується як інертна газове середовище для збереження свіжості продуктів в упаковці;
• в нафтовидобувній промисловості і гірничій справі. Азотом продувають трубопроводи і резервуари, його нагнітають в шахти для формування вибухобезпечної газового середовища;
• в літакобудуванні азотом накачують шини шасі.

Все вищесказане відноситься до застосування чистого азоту, але не варто забувати, що цей елемент є вихідною сировиною для виробництва маси всіляких з’єднань:

• аміак. Надзвичайно затребуване речовина з вмістом азоту. Аміак йде на виробництво добрив, полімерів, соди, азотної кислоти. Сам по собі застосовується в медицині, виготовленні холодильної техніки;
• азотні добрива;
• вибухові речовини;
• барвники і т.д.

Азот – не тільки один з найбільш поширених хімічних елементів, але і дуже потрібний компонент, який застосовується в багатьох галузях людської діяльності.

Для чого потрібний азот людині

Азот – це газ без кольору і запаху. Як тільки не називали його – і «задушливим повітрям», і «не підтримують життя», і шкідливим газом. Однак, як показали подальші дослідження, сполуки азоту відіграють значну роль у всіх життєвих процесах.

Азот вважається основою всього живого, оскільки він входить до складу білків. Білки ж є будівельним матеріалом для всіх живих організмів. Вони необхідні і людині, і тваринам, і рослинам.

Єдиний невичерпне джерело азоту – атмосфера. У повітрі міститься 78% азоту. Однак азот, що вдихається нами з повітря, не засвоюється легкими. Ми видихаємо його назад. Таке великий вміст азоту в атмосфері не дає поглинати зайвий кисень, тому що це небезпечно для здоров’я. Азот як би розбавляє кисень і оберігає наші легені.

В природі тільки рослини сімейства бобових можуть поглинати азот з повітря. Рештою живими істотами чистий азот не засвоюється. Щоб отримати необхідну кількість азоту, людина їсть білкову їжу рослинного або тваринного походження.

На коренях бобових рослин (горох, квасоля, боби, конюшина, соя)
є бульби, в яких знаходяться азотфиксирующие бактерії.
Завдяки бульбочкових бактерій бобові можуть засвоювати азот з повітря.

Рослини і тварини отримують азот у вигляді сполук з іншими елементами з грунту або з рослин.

Азот використовується в промисловості для отримання аміаку, виробництва добрив. У металургійних процесах він потрібен при зварюванні металів. При високому тиску або при дуже низькій температурі азот перетворюється в рідину. Рідкий азот використовується в холодильних установках.

Властивості азоту

Азот — це хімічний елемент, який зустрічається в природі у формі двоатомного газу, тобто він складається з двох зв’язаних разом атомів азоту (N₂). Його символ у таблиці Менделєєва — «N», і це головний компонент атмосфери Землі, що становить приблизно 78% її складу. Це робить його найпоширенішим газом у нашому повітрі. Багато людей не знають, що таке властивості азоту.

Тому ми збираємося присвятити цю статтю, щоб розповісти вам, які основні властивості азоту, його характеристики та значення.

ключові особливості

Основною властивістю азоту є його інертність і відсутність запаху. За кімнатної температури та нормального тиску азот є безбарвним і несмачним газом. Ця відсутність реактивності робить його цінним у багатьох промислових застосуваннях, таких як охолодження та збереження харчових продуктів і матеріалів.

Хоча азот необхідний для життя на Землі, атмосферний азот у газоподібній формі не може використовуватися безпосередньо живими організмами. Для того, щоб живі істоти могли скористатися перевагами цього елемента, його необхідно спочатку перетворити на розчинні та засвоювані азотисті сполуки. Це відбувається завдяки таким процесам, як фіксація азоту, коли певні типи бактерій і рослин можуть перетворювати атмосферний азот у корисні форми, такі як нітрати та білки.

У промисловості рідкий азот використовується в різних системах охолодження, наприклад кріоконсервація біологічних зразків і термочутливих матеріалів. Крім того, азот є ключовим компонентом у виробництві багатьох хімічних речовин, включаючи добрива, які необхідні для підвищення продуктивності сільського господарства.

Властивості азоту

Фізичні властивості азоту

Азот – це газ без запаху, кольору та смаку, який становить 78% повітря, яким ми дихаємо. Це неметал, який є газоподібним за нормального тиску та температури. Його температура плавлення становить -210°C, а температура кипіння -195,79°C. З іншого боку, він має щільність 1,25046 кг/м3 і не є хорошим провідником електрики чи тепла.

ізотопів азоту

Стабільними ізотопами азоту є 14N і 15N, причому перший набагато більш поширений, ніж другий. Крім того, можна знайти інші радіоактивні ізотопи, такі як 12N, 13N, 16N і 17N.

атомні властивості

• Атомна вага: 14,0067 а.е.м. (атомна одиниця маси)
• Атомний номер: 7
• Символ: Н
• Атомний радіус: 56 пм (пікометр)
• Ступінь окислення: -3, +1, +2, +3, +4, +5

Стан накопичення азоту

У природі азот існує в газоподібному стані. однак, люди змогли перетворити цей стан на рідини та тверді речовини через зміни температури та тиску. Незважаючи на те, що його найбільше використовують у рідкій формі, варто зазначити, що рідкий азот слід використовувати лише для певних цілей і з належними запобіжними заходами. Через дуже низьку температуру рідини він може пошкодити шкіру та викликати холодні опіки.

Як його отримують

Азот можна отримати з різних джерел, але найпоширенішим способом його виробництва у великих кількостях є процес фракційної дистиляції з повітря. Атмосфера містить значну концентрацію азоту у формі двохатомного газу (N₂), а також кисню, аргону та інших газів.

Процес отримання азоту починається зі стиснення атмосферного повітря. Стиснене повітря охолоджується холодильною системою, що викликає конденсацію та утворення рідини. Через серію дистиляційних башт рідке повітря проходить фракційне розділення на основі його точки кипіння.

Оскільки азот має нижчу температуру кипіння, ніж кисень та інші компоненти повітря, він швидше випаровується та концентрується у верхній частині дистиляційних башт. Таким чином, газоподібний азот збирають і зберігають для промислового використання та спеціалізованих застосувань.

Окрім фракційної дистиляції повітря, існують інші способи отримання азоту в менших кількостях або в певних умовах. Наприклад, певні бактерії та рослини можуть фіксувати атмосферний азот за допомогою біологічних процесів, що є корисним для підвищення родючості ґрунту та продуктивності сільського господарства.

Функції азоту в природі та людині

Азот робить важливий внесок у навколишнє середовище: без цього елемента життя на Землі було б неможливим. Цей елемент входить до складу білків і нуклеїнових кислот (ДНК і РНК), тому входить в основу життя.

Хоча газоподібний азот у великій кількості присутній в атмосфері Землі, рослинам важко поглинати його таким чином, тому вони засвоюють його у вигляді іонів амонію або нітратів. Тому деякі бактерії перетворюють азот у форму, яку можуть поглинати рослини, щоб тварини могли ковтати рослини та поглинати азот у процесі.

Іншими словами, бактерії не можуть перетворити ґрунт на родючу основу для рослин без присутності азоту. Тому вважається, що азот втручається в життєвий цикл екосистем.

Серед функцій азоту для людини ми знаходимо наступне:

• Як консервант в упакованих харчових продуктах т.к зупиняє окислення.
• Лампи містять азот, який є більш доступним, ніж коли раніше використовувався аргон.
• Він використовується в рідких вибухових речовинах, щоб запобігти їх детонації.
• Він використовується для виготовлення електронних частин, таких як транзистори або інтегральні схеми.
• Він використовується в авіаційному паливі, оскільки допомагає запобігти пожежі.
• рідкий азот допомагає зберегти кров і тромбоцити.
• Він є майже у всіх споживаних ліках (закис азоту використовується як анестетик).
• Використовується для виготовлення нержавіючої сталі.
• Використовується у виробництві добрив.

Як це впливає на організм

Виявляється, цей складний азот не так вже й корисний для здоров’я. Деякі з його основних функцій:

• Зниження надходження кисню в кров.
• Уповільнення роботи щитовидної залози.
• Він не дозволяє вітаміну А належним чином закріплюватися в організмі.
• Він сприяє виробленню речовин, званих нітрозамінами, які викликають мутації в клітинах (рак).

Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатися більше про властивості азоту та його характеристики.

Повний шлях до статті: Мережева метеорологія » Метеорологія » Ciencia » Властивості азоту

Будьте першим, щоб коментувати