Typpi on kemiallinen alkuaine, jota esiintyy luonnossa kaksiatomisena kaasuna, mikä tarkoittaa, että se koostuu kahdesta yhteen sitoutuneesta typpiatomista (N78). Sen symboli jaksollisessa taulukossa on "N", ja se on Maan ilmakehän pääkomponentti, joka muodostaa noin XNUMX % sen koostumuksesta. Tämä tekee siitä ilmassamme yleisimmän kaasun. Monet ihmiset eivät tiedä mitä typen ominaisuudet.
Siksi aiomme omistaa tämän artikkelin kertoaksemme sinulle, mitkä ovat typen tärkeimmät ominaisuudet, sen ominaisuudet ja merkitys.
Tärkeimmät ominaisuudet
Typen perusominaisuus on sen hajuton ja inertti luonne. Huoneenlämmössä ja normaaleissa paineissa typpi on väritön ja mauton kaasu. Tämä reaktiivisuuden puute tekee siitä arvokkaan monissa teollisissa sovelluksissa, kuten elintarvikkeiden ja materiaalien jäähdytys ja säilöntä.
Vaikka typpi on välttämätön elämälle maapallolla, elävät organismit eivät voi suoraan käyttää ilmakehän typpeä kaasumaisessa muodossaan. Jotta elävät olennot voisivat hyödyntää tätä alkuainetta, se on ensin muutettava liukoisiksi ja assimiloituviksi typpiyhdisteiksi. Tämä tapahtuu prosessien, kuten typen kiinnittymisen, ansiosta, jolloin tietyntyyppiset bakteerit ja kasvit voivat muuttaa ilmakehän typen hyödyllisiin muotoihin, kuten nitraatteihin ja proteiineihin.
Teollisesti nestemäistä typpeä käytetään erilaisissa jäähdytyssovelluksissa, kuten biologisten näytteiden ja lämpöherkkien materiaalien kylmäsäilytys. Lisäksi typpi on avainkomponentti monien kemikaalien valmistuksessa, mukaan lukien lannoitteet, jotka ovat välttämättömiä maatalouden tuottavuuden parantamiseksi.
Typen ominaisuudet
Typen fysikaaliset ominaisuudet
Typpi on hajuton, väritön ja mauton kaasu, joka muodostaa 78 % hengittämästämme ilmasta. Se on epämetalli, joka on kaasumainen normaalipaineessa ja lämpötilassa. Sen sulamispiste on -210°C ja kiehumispiste -195,79°C. Toisaalta sen tiheys on 1,25046 kg/m3, eikä se johda hyvin sähköä tai lämpöä.
typen isotoopit
Typen stabiilit isotoopit ovat 14N ja 15N, joista edellinen on paljon runsaampi kuin jälkimmäinen. Myös muita radioaktiivisia isotooppeja, kuten 12N, 13N, 16N ja 17N, löytyy.
atomien ominaisuudet
- Atomipaino: 14,0067 amu (atomimassayksikkö)
- Atominumero: 7
- Symboli: N
- Atomisäde: 56 pm (pikometri)
- Hapetustila: -3, +1, +2, +3, +4, +5
Typen kertymisen tila
Luonnossa typpi on kaasumaisessa tilassa. Kuitenkin, ihmiset ovat kyenneet muuttamaan tämän tilan nesteiksi ja kiinteiksi aineiksi lämpötilan ja paineen muutoksilla. Vaikka sen näkyvin käyttö on nestemäisessä muodossa, on syytä huomata, että nestemäistä typpeä tulisi käyttää vain tiettyihin tarkoituksiin ja asianmukaisia varotoimia noudattaen. Erittäin alhaisen nestelämpötilansa vuoksi se voi vahingoittaa ihoa ja aiheuttaa kylmää palovammaa.
Miten se saadaan
Typpeä voidaan saada useista eri lähteistä, mutta yleisin menetelmä sen valmistamiseksi suurissa määrissä on jakotislaus ilmasta. Ilmakehä sisältää merkittävän pitoisuuden typpeä kaksiatomisena kaasuna (NXNUMX) yhdessä hapen, argonin ja muiden kaasujen kanssa.
Typen hankintaprosessi alkaa ilmakehän ilman puristamisesta. Paineilma jäähdytetään jäähdytysjärjestelmällä, mikä aiheuttaa kondensaatiota ja nesteen muodostumista. Tislaustornien sarjan kautta nestemäinen ilma erotetaan jakeittain sen kiehumispisteiden perusteella.
Koska typellä on alhaisempi kiehumispiste kuin hapella ja muilla ilman komponenteilla, se haihtuu nopeammin ja keskittyy tislaustornien huipulle. Siten kaasumainen typpi kerätään ja varastoidaan teolliseen käyttöön ja erikoissovelluksiin.
Ilman jakotislauksen lisäksi on olemassa muita menetelmiä typen saamiseksi pienempinä määrinä tai tietyissä olosuhteissa. Esimerkiksi tietyt bakteerit ja kasvit voivat sitoa ilmakehän typpeä biologisten prosessien kautta, mikä on hyödyllistä parantaa maaperän hedelmällisyyttä ja maatalouden tuottavuutta.
Typen tehtävät luonnossa ja ihmisissä
Typpi vaikuttaa merkittävästi ympäristöön: ilman tätä alkuainetta elämä maapallolla ei olisi mahdollista. Tämä alkuaine on osa proteiineja ja nukleiinihappoja (DNA ja RNA), joten se on osa elämän perustaa.
Vaikka kaasumaista typpeä on runsaasti maapallon ilmakehässä, kasveilla on vaikeuksia absorboida sitä tällä tavalla, joten ne omaksuvat sen ammoniumioneiksi tai nitraateiksi. Siksi jotkut bakteerit muuttavat typen muotoon, jonka kasvit voivat imeä, jotta eläimet voivat niellä kasveja ja imeä typpeä prosessin kautta.
Toisin sanoen bakteerit eivät voi muuttaa maaperää hedelmälliseksi pohjaksi kasveille ilman typpeä. Siksi typen uskotaan häiritsevän ekosysteemien elinkaarta.
Typen tehtävistä ihmisille löydämme seuraavat:
- Säilöntäaineena pakattuissa elintarvikkeissa, koska pysäyttää hapettumisen.
- Sipulit sisältävät typpeä, joka on helpommin saatavilla kuin silloin, kun argonia käytettiin aiemmin.
- Sitä käytetään nestemäisissä räjähteissä estämään niitä räjähtämästä.
- Sitä käytetään elektronisten osien, kuten transistorien tai integroitujen piirien, valmistukseen.
- Sitä käytetään lentopolttoaineena, koska se auttaa estämään tulipalon vaaran.
- nestemäinen typpi auttaa säilyttämään verta ja verihiutaleita.
- Sitä on lähes kaikissa kulutetuissa lääkkeissä (typpioksiduulia käytetään anestesiana).
- Sitä käytetään ruostumattoman teräksen valmistukseen.
- Sitä käytetään lannoitteiden valmistuksessa.
Miten se vaikuttaa kehoon
Osoittautuu, että tämä monimutkainen typpi ei ole niin hyödyllinen terveydelle. Jotkut sen päätoiminnoista ovat seuraavat:
- Vähentynyt hapen saanti veressä.
- Hidasta kilpirauhasen toimintaa.
- Se ei anna A-vitamiinin kiinnittyä kunnolla kehoon.
- Se edistää solujen mutaatioita (syöpää) aiheuttavien nitrosamiinien tuotantoa.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää typen ominaisuuksista ja sen ominaisuuksista.