A nitrogén a természetben kétatomos gáz formájában található kémiai elem, ami azt jelenti, hogy két egymáshoz kapcsolódó nitrogénatomból áll (N78). Szimbóluma a periódusos rendszerben "N", és ez a Föld légkörének fő alkotóeleme, összetételének körülbelül XNUMX%-át teszi ki. Emiatt ez a leggyakrabban előforduló gáz a levegőben. Sokan nem tudják, mi a nitrogén tulajdonságai.
Ezért ezt a cikket annak szenteljük, hogy elmondjuk Önnek, melyek a nitrogén fő tulajdonságai, jellemzői és fontossága.
Főbb jellemzők
A nitrogén alapvető jellemzője szagtalan és inert jellege. Szobahőmérsékleten és normál nyomáson a nitrogén színtelen és íztelen gáz. Ez a reakcióképesség hiánya értékessé teszi számos ipari alkalmazásban, mint pl élelmiszerek és anyagok hűtése és tartósítása.
Bár a nitrogén nélkülözhetetlen a földi élethez, a légköri nitrogént gáznemű formájában az élő szervezetek nem tudják közvetlenül felhasználni. Ahhoz, hogy az élőlények kihasználhassák ezt az elemet, először oldható és asszimilálható nitrogéntartalmú vegyületekké kell alakítani. Ez olyan folyamatoknak köszönhető, mint a nitrogénmegkötés, ahol bizonyos típusú baktériumok és növények a légköri nitrogént hasznos formákká, például nitrátokká és fehérjékké alakíthatják át.
Ipari értelemben a folyékony nitrogént különféle hűtési alkalmazásokban használják, mint pl biológiai minták és hőérzékeny anyagok mélyhűtése. Ezenkívül a nitrogén kulcsfontosságú összetevője számos vegyi anyag, köztük a műtrágyák gyártásában, amelyek nélkülözhetetlenek a mezőgazdasági termelékenység javításához.
Nitrogén tulajdonságai
A nitrogén fizikai tulajdonságai
A nitrogén egy szagtalan, színtelen és íztelen gáz, amely a belélegzett levegő 78%-át teszi ki. Ez egy nemfém, amely normál nyomáson és hőmérsékleten gáz halmazállapotú. Olvadáspontja -210°C, forráspontja -195,79°C. Másrészt sűrűsége 1,25046 kg/m3, és nem jó elektromos vagy hővezető.
nitrogén izotópok
A nitrogén stabil izotópjai a 14N és a 15N, az előbbi sokkal nagyobb mennyiségben fordul elő, mint az utóbbi. Ezenkívül más radioaktív izotópok is megtalálhatók, mint például a 12N, 13N, 16N és 17N.
atomi tulajdonságok
- Atomtömeg: 14,0067 amu (atomtömeg-egység)
- Atomszám: 7
- Szimbólum: N
- Atomsugár: 56 pm (pikométer)
- Oxidációs állapot: -3, +1, +2, +3, +4, +5
Nitrogén felhalmozódási állapot
A természetben a nitrogén gáz halmazállapotban létezik. Azonban, az emberek ezt az állapotot a hőmérséklet és a nyomás változásai révén folyékony és szilárd anyagokká alakították át. Bár a legjelentősebb felhasználása folyékony formában történik, érdemes megjegyezni, hogy a folyékony nitrogént csak meghatározott célokra és megfelelő óvintézkedésekkel szabad használni. Nagyon alacsony folyadékhőmérséklete miatt károsíthatja a bőrt és hideg égési sérüléseket okozhat.
Hogy lehet
A nitrogén különféle forrásokból nyerhető, de a nagy mennyiségben történő előállításának legáltalánosabb módja a levegőből történő frakcionált desztilláció. A légkör jelentős koncentrációban tartalmaz nitrogént kétatomos gáz (N₂) formájában, valamint oxigént, argont és más gázokat.
A nitrogénszerzés folyamata a légköri levegő összenyomásával kezdődik. A sűrített levegőt hűtőrendszer hűti, ami páralecsapódást és folyadék képződést okoz. Egy sor desztillálótornyon keresztül a folyékony levegő frakcionált elválasztáson megy keresztül a forráspontja alapján.
Mivel a nitrogénnek alacsonyabb a forráspontja, mint az oxigénnek és a levegő egyéb összetevőinek, hamarabb elpárolog, és a desztillálótornyok tetején koncentrálódik. Így a gáznemű nitrogént összegyűjtik és tárolják ipari felhasználásra és speciális alkalmazásokra.
A levegő frakcionált desztillációja mellett Vannak más módszerek is a nitrogén előállítására kisebb mennyiségben vagy meghatározott körülmények között. Például bizonyos baktériumok és növények biológiai folyamatokon keresztül képesek megkötni a légköri nitrogént, ami jótékony hatással van a talaj termékenységére és a mezőgazdasági termelékenységre.
A nitrogén funkciói a természetben és az emberben
A nitrogén jelentős mértékben hozzájárul a környezetvédelemhez: e nélkül az elem nélkül az élet a Földön nem lehetséges. Ez az elem a fehérjék és nukleinsavak (DNS és RNS) része, így az élet alapja.
Bár a gáznemű nitrogén bőségesen van jelen a Föld légkörében, a növények nehezen veszik fel ily módon, így ammóniumionként vagy nitrátként asszimilálják. Ezért egyes baktériumok a nitrogént olyan formává alakítják át, amelyet a növények fel tudnak venni, így az állatok lenyelhetik a növényeket, és a folyamat során felvehetik a nitrogént.
Más szóval, a baktériumok nem képesek a talajt a növények termékeny alapjává alakítani nitrogén jelenléte nélkül. Ezért úgy gondolják, hogy a nitrogén befolyásolja az ökoszisztémák életciklusát.
A nitrogén emberre gyakorolt funkciói között a következőket találjuk:
- Tartósítószerként csomagolt élelmiszerekben, mert leállítja az oxidációt.
- Az izzók nitrogént tartalmaznak, amely könnyebben hozzáférhető, mint az argon használatakor.
- Folyékony robbanóanyagokban használják, hogy megakadályozzák azok felrobbanását.
- Elektronikus alkatrészek, például tranzisztorok vagy integrált áramkörök készítésére használják.
- Repülőgép-üzemanyagban használják, mert segít megelőzni a tűzveszélyt.
- folyékony nitrogén segít megőrizni a vért és a vérlemezkéket.
- Szinte minden elfogyasztott gyógyszerben jelen van (a dinitrogén-oxidot érzéstelenítőként használják).
- Rozsdamentes acél gyártására használják.
- Műtrágyák előállításához használják.
Hogyan hat a szervezetre
Kiderült, hogy ez a komplex nitrogén nem olyan jótékony az egészségre. Néhány fő funkciója a következő:
- Csökkent oxigénellátás a vérben.
- Lassítja a pajzsmirigy működését.
- Nem teszi lehetővé az A-vitamin megfelelő rögzítését a szervezetben.
- Elősegíti a nitrózaminok nevű anyagok termelődését, amelyek mutációkat okoznak a sejtekben (rák).
Remélem, hogy ezen információk birtokában többet megtudhat a nitrogén tulajdonságairól és jellemzőiről.