El nitrogen és un element químic que es troba a la natura en forma de gas diatòmic, la qual cosa significa que està compost per dos àtoms de nitrogen units entre si (N₂). El seu símbol a la taula periòdica és N, i és el component principal de l'atmosfera terrestre, constituint aproximadament el 78% de la seva composició. Això el converteix en el gas més abundant al nostre aire. Moltes persones no coneixen quines són les propietats del nitrogen.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te quines són les principals propietats de nitrogen, les seves característiques i importància.
característiques principals
Una característica fonamental del nitrogen és el seu vàter i caràcter inert. A temperatura ambient i condicions normals de pressió, el nitrogen és un gas incolor i insípid. Aquesta manca de reactivitat ho fa valuós en moltes aplicacions industrials, com el refredament i conservació d'aliments i materials.
Tot i que el nitrogen és essencial per a la vida a la Terra, els organismes vius no poden utilitzar directament el nitrogen atmosfèric en la seva forma gasosa. Perquè els éssers vius puguin aprofitar aquest element, primer s'ha de convertir en compostos nitrogenats solubles i assimilables. Això passa gràcies a processos com la fixació del nitrogen, on certs tipus de bacteris i plantes poden transformar el nitrogen atmosfèric en formes útils, com els nitrats i les proteïnes.
En termes industrials, el nitrogen líquid s'utilitza en diverses aplicacions de refredament, com ara criopreservació de mostres biològiques i materials sensibles a la calor. A més, el nitrogen és un component clau en la fabricació de molts productes químics, inclosos els fertilitzants, essencials per millorar la productivitat agrícola.
Propietats del nitrogen
Propietats físiques del nitrogen
El nitrogen és un gas vàter, incolor i insípid que constitueix el 78% de l'aire que respirem. És un no-metall que és gasós a pressió i temperatura normals. El punt de fusió és de -210°C i el punt d'ebullició és de -195,79°C. D'altra banda, té una densitat de 1,25046 kg/m3 i no és un bon conductor ni de l'electricitat ni de la calor.
Isòtops de nitrogen
Els isòtops estables del nitrogen són el 14N i el 15N, sent el primer molt més abundant que el segon. A més, es poden trobar altres isòtops radioactius com 12N, 13N, 16N i 17N.
Propietats atómicas
- Pes atòmic: 14,0067 uma (unitat de massa atòmica)
- Número atòmic: 7
- Símbol: N
- Ràdio atòmic: 56 pm (picòmetre)
- Estat d'oxidació: -3, +1, +2, +3, +4, +5
Estat d'acumulació de nitrogen
A la natura, el nitrogen existeix en estat gasós. No obstant això, els humans han estat capaços de transformar aquest estat en líquids i sòlids a través de canvis de temperatura i pressió. Encara que el seu ús més destacat és en forma líquida, val la pena assenyalar que el nitrogen líquid només s'ha d'usar per a fins específics i amb les degudes precaucions. A causa de la seva temperatura líquida molt baixa, pot fer malbé la pell i produir cremades per fred.
Com s'obté
El nitrogen es pot obtenir de diverses fonts, però el mètode més comú per a la producció en grans quantitats és a través del procés de destil·lació fraccionada de l'aire. L'atmosfera conté una concentració significativa de nitrogen en forma de gas diatòmic (N₂), juntament amb oxigen, argó i altres gasos.
El procés dobtenció del nitrogen comença amb la compressió de laire atmosfèric. L'aire comprimit es refreda mitjançant un sistema de refrigeració, cosa que provoca la condensació i la formació de líquid. A través d'una sèrie de torres de destil·lació, l'aire líquid se sotmet a una separació fraccionada basada en els punts d'ebullició.
Com que el nitrogen té un punt d'ebullició més baix que l'oxigen i altres components de l'aire, s'evapora abans i es concentra a la part superior de les torres de destil·lació. Així, el nitrogen gasós es recull i s'emmagatzema per a ús industrial i en aplicacions especialitzades.
A més de la destil·lació fraccionada de l'aire, hi ha altres mètodes per obtenir nitrogen en quantitats més petites o sota condicions específiques. Per exemple, certs bacteris i plantes poden fixar el nitrogen atmosfèric mitjançant processos biològics, cosa que és beneficiosa per millorar la fertilitat del sòl i la productivitat agrícola.
Funcions del nitrogen a la natura i l'ésser humà
El nitrogen fa una important contribució al medi ambient: sense aquest element, la vida a la Terra no seria possible. Aquest element forma part de les proteïnes i els àcids nucleics (ADN i ARN), per la qual cosa forma part de la base de la vida.
Si bé el nitrogen gasós és present en abundància a l'atmosfera terrestre, les plantes tenen dificultats per absorbir-lo d'aquesta manera, per la qual cosa ho assimilen com a ions d'amoni o nitrats. Per tant, alguns bacteris converteixen el nitrogen en una manera que les plantes poden absorbir perquè els animals puguin ingerir les plantes i absorbir nitrogen a través del procés.
En altres paraules, els bacteris no poden convertir el terra en una base fèrtil per a les plantes sense la presència de nitrogen. Per tant, es creu que el nitrogen interfereix amb el cicle de vida dels ecosistemes.
Entre les funcions del nitrogen per a l'ésser humà trobem les següents:
- Com a conservant en aliments envasats perquè frena l'oxidació.
- Les bombetes contenen nitrogen, que està més fàcilment disponible que quan es feia servir argó en el passat.
- S'utilitza en explosius líquids per evitar que detonin.
- S'utilitza per fabricar peces electròniques com a transistors o circuits integrats.
- Es fa servir en combustible per a avions perquè ajuda a prevenir els riscos d'incendi.
- El nitrogen líquid ajuda a conservar la sang i les plaquetes.
- És present en gairebé totes les drogues consumides (l'òxid nitrós s'usa com a anestèsic).
- Es fa servir per fabricar acer inoxidable.
- S'utilitza en la producció de fertilitzants.
Com afecta el cos
Resulta que aquest nitrogen complex no és tan beneficiós per a la salut. Algunes de les seves funcions principals són les següents:
- Reducció del subministrament d'oxigen a la sang.
- Ralentir la funció de la glàndula tiroide.
- No permet que la vitamina A es fixi correctament al cos.
- Promou la producció de substàncies anomenades nitrosamines, que provoquen mutacions a les cèl·lules (càncer).
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre les propietats del nitrogen i les seves característiques.