Nitrogen ialah unsur kimia yang terdapat di alam semula jadi dalam bentuk gas diatomik, bermakna ia terdiri daripada dua atom nitrogen yang terikat bersama (N₂). Simbolnya pada jadual berkala ialah "N," dan ia merupakan komponen utama atmosfera Bumi, membentuk kira-kira 78% daripada komposisinya. Ini menjadikannya gas yang paling banyak di udara kita. Ramai orang tidak tahu apa itu sifat nitrogen.
Oleh itu, kami akan mendedikasikan artikel ini untuk memberitahu anda apakah sifat utama nitrogen, ciri dan kepentingannya.
ciri-ciri utama
Ciri asas nitrogen ialah sifatnya yang tidak berbau dan lengai. Pada suhu bilik dan keadaan tekanan biasa, nitrogen ialah gas tidak berwarna dan tidak berasa. Kekurangan kereaktifan ini menjadikannya berharga dalam banyak aplikasi perindustrian, seperti penyejukan dan pengawetan makanan dan bahan.
Walaupun nitrogen adalah penting untuk kehidupan di Bumi, nitrogen atmosfera dalam bentuk gas tidak boleh digunakan secara langsung oleh organisma hidup. Untuk membolehkan makhluk hidup memanfaatkan unsur ini, ia mesti terlebih dahulu ditukar kepada sebatian nitrogen yang boleh larut dan boleh berasimilasi. Ini berlaku terima kasih kepada proses seperti penetapan nitrogen, di mana jenis bakteria dan tumbuhan tertentu boleh mengubah nitrogen atmosfera kepada bentuk yang berguna, seperti nitrat dan protein.
Dalam istilah industri, nitrogen cecair digunakan dalam pelbagai aplikasi penyejukan, seperti pengawetan krio sampel biologi dan bahan sensitif haba. Selain itu, nitrogen ialah komponen utama dalam pembuatan banyak bahan kimia, termasuk baja, yang penting untuk meningkatkan produktiviti pertanian.
Sifat nitrogen
Sifat fizikal nitrogen
Nitrogen ialah gas tidak berbau, tidak berwarna dan tidak berasa yang membentuk 78% daripada udara yang kita sedut. Ia adalah bukan logam yang bergas pada tekanan dan suhu normal. Takat leburnya ialah -210°C dan takat didihnya ialah -195,79°C. Sebaliknya, ia mempunyai ketumpatan 1,25046 kg/m3 dan bukan konduktor elektrik atau haba yang baik.
isotop nitrogen
Isotop stabil nitrogen ialah 14N dan 15N, yang pertama jauh lebih banyak daripada yang kedua. Juga, isotop radioaktif lain seperti 12N, 13N, 16N dan 17N boleh didapati.
sifat atom
- Berat atom: 14,0067 amu (unit jisim atom)
- Nombor atom: 7
- Simbol: N
- Jejari atom: 56 petang (pikometer)
- Keadaan pengoksidaan: -3, +1, +2, +3, +4, +5
Status pengumpulan nitrogen
Secara semula jadi, nitrogen wujud dalam keadaan gas. Walau bagaimanapun, manusia telah dapat mengubah keadaan ini kepada cecair dan pepejal melalui perubahan suhu dan tekanan. Walaupun penggunaannya yang paling menonjol adalah dalam bentuk cecair, perlu diperhatikan bahawa nitrogen cecair hanya boleh digunakan untuk tujuan tertentu dan dengan langkah berjaga-jaga yang sewajarnya. Oleh kerana suhu cecairnya yang sangat rendah, ia boleh merosakkan kulit dan menyebabkan luka bakar sejuk.
Bagaimana ia diperolehi
Nitrogen boleh diperolehi daripada pelbagai sumber, tetapi kaedah yang paling biasa untuk penghasilannya dalam kuantiti yang banyak ialah melalui proses penyulingan pecahan daripada udara. Atmosfera mengandungi kepekatan nitrogen yang ketara dalam bentuk gas diatomik (N₂), bersama dengan oksigen, argon, dan gas lain.
Proses mendapatkan nitrogen bermula dengan pemampatan udara atmosfera. Udara termampat disejukkan oleh sistem penyejukan, yang menyebabkan pemeluwapan dan pembentukan cecair. Melalui satu siri menara penyulingan, udara cecair mengalami pemisahan pecahan berdasarkan takat didihnya.
Kerana nitrogen mempunyai takat didih yang lebih rendah daripada oksigen dan komponen udara lain, ia menyejat lebih cepat dan tertumpu di bahagian atas menara penyulingan. Oleh itu, nitrogen gas dikumpul dan disimpan untuk kegunaan industri dan aplikasi khusus.
Selain penyulingan pecahan udara, terdapat kaedah lain untuk mendapatkan nitrogen dalam jumlah yang lebih kecil atau dalam keadaan tertentu. Contohnya, bakteria dan tumbuhan tertentu boleh membetulkan nitrogen atmosfera melalui proses biologi, yang bermanfaat untuk meningkatkan kesuburan tanah dan produktiviti pertanian.
Fungsi nitrogen dalam alam semula jadi dan manusia
Nitrogen memberi sumbangan penting kepada alam sekitar: tanpa unsur ini, kehidupan di Bumi tidak akan dapat dicapai. Unsur ini adalah sebahagian daripada protein dan asid nukleik (DNA dan RNA), jadi ia adalah sebahagian daripada asas kehidupan.
Walaupun nitrogen gas banyak terdapat di atmosfera Bumi, tumbuhan mengalami kesukaran menyerapnya dengan cara ini, jadi mereka mengasimilasikannya sebagai ion ammonium atau nitrat. Oleh itu, sesetengah bakteria menukar nitrogen ke dalam bentuk yang boleh diserap oleh tumbuhan supaya haiwan boleh menelan tumbuhan dan menyerap nitrogen melalui proses tersebut.
Dengan kata lain, bakteria tidak boleh menukar tanah menjadi asas yang subur untuk tumbuhan tanpa kehadiran nitrogen. Oleh itu, nitrogen dipercayai mengganggu kitaran hidup ekosistem.
Antara fungsi nitrogen untuk manusia kita dapati yang berikut:
- Sebagai pengawet dalam makanan berbungkus kerana menghentikan pengoksidaan.
- Mentol mengandungi nitrogen, yang lebih mudah didapati daripada semasa argon digunakan pada masa lalu.
- Ia digunakan dalam bahan letupan cecair untuk mengelakkannya daripada meletup.
- Ia digunakan untuk membuat bahagian elektronik seperti transistor atau litar bersepadu.
- Ia digunakan dalam bahan api jet kerana ia membantu mencegah bahaya kebakaran.
- cecair nitrogen membantu memelihara darah dan platelet.
- Ia terdapat dalam hampir semua ubat yang digunakan (nitrogen oksida digunakan sebagai anestetik).
- Ia digunakan untuk membuat keluli tahan karat.
- Ia digunakan dalam pengeluaran baja.
Bagaimana ia memberi kesan kepada badan
Ternyata nitrogen kompleks ini tidak begitu bermanfaat untuk kesihatan. Beberapa fungsi utamanya adalah seperti berikut:
- Mengurangkan bekalan oksigen dalam darah.
- Melambatkan fungsi kelenjar tiroid.
- Ia tidak membenarkan vitamin A melekat dengan betul di dalam badan.
- Ia menggalakkan penghasilan bahan yang dipanggil nitrosamin, yang menyebabkan mutasi dalam sel (kanser).
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut tentang sifat nitrogen dan ciri-cirinya.