Nitrogen (lat. Nitrogenium) - Ang kemikal na elemento ng 15th group (v group sa lumang numero) ng periodic system ng Mendeleev; Atomic number 7, atomic weight 14,0067.
Walang kulay na gas, nang walang lasa at amoy. Isa sa mga pinaka-karaniwang elemento, ang pangunahing bahagi ng kapaligiran ng Earth (4 × 10 15 tonelada).
Nitrogen cycle sa likas na katangian.
Ang istraktura ng molecule ng ammonia nh 3.
Ang synthesis ng ammonia ay napupunta sa higanteng mga haligi ng synthesis, kung saan ang isang halo ng hydrogen at nitrogen ay ibinibigay sa compressor. Ang reaksyon ay dumadaloy sa ilalim ng presyon sa 300 at isang temperatura ng mga 500 ° C sa pagkakaroon ng isang katalista. Ang nagreresultang ammonia NH3 sa ref ay nagiging isang likido (condensed). Ang likidong ammonia ay aalisin mula sa sistema, at ang mga hindi aktibong gas ay pumasok sa sirkulasyon ng pump, na muling nagbibigay ng mga ito sa haligi ng synthesis.
Ang salitang "nitrogen" na iminungkahi ng French chemist A. Lavoisier sa dulo ng siglong XVIII, pinagmulan ng Griyego. Ang "nitrogen" ay nangangahulugang "walang buhay" (prefix "A" - Denial, Zoe - "Buhay"). Iyon ay kung paano naniwala si Lavoisier. Iyon ay ang kontemporaryong, kabilang ang Scottish chemist at doktor D. Rutherford, na naka-highlight nitrogen mula sa hangin ng isang maliit na mas maaga kaysa sa kanyang mga sikat na kasamahan - Shweda K. Shelele Anglican D. Priesley at G. Cavence. Inilathala ni Rutherford noong 1772 ang disertasyon sa tinatawag na "mephitic", iyon ay, sa depektibo, hangin, hindi sumusuporta sa pagkasunog at paghinga.
Ang pangalan na "nitrogen" para sa bagong gas ay tila tumpak. Ngunit ito ba?
Ang nitrogen ay talagang hindi katulad ng oxygen ay hindi sumusuporta sa paghinga at pagsunog. Gayunpaman, ang isang tao ay hindi maaaring huminga ng malinis na oxygen. Kahit na ang mga pasyente ay nagbibigay ng purong oxygen lamang ng maikling panahon. Malinaw, ito ay hindi lamang isang neutral oxygen diluent. Ito ay isang halo ng nitrogen na may oxygen na pinaka-katanggap-tanggap para sa paghinga ng karamihan sa mga naninirahan sa ating planeta.
Ito ba ay makatarungan na tumawag sa walang buhay na elementong ito? Ano ang mga halaman ng feed, paggawa ng mga mineral fertilizers? Una sa lahat, nitrogen, potassium at phosphorus compounds. Ang nitrogen ay bahagi ng hindi mabilang na hanay ng mga organic compound, kabilang ang mga mahalaga bilang mga protina at amino acids.
Para sa sangkatauhan, ang kamag-anak na inertness ng gas na ito ay lubhang kapaki-pakinabang. Kung ito ay mas hilig sa mga reaksiyong kemikal, ang kapaligiran ng lupa ay hindi maaaring umiiral sa anyo kung saan ito umiiral. Ang isang malakas na oxidizer oxygen ay papasok sa reaksyon sa nitrogen, at ang lason oxides ng nitrogen ay nabuo. Ngunit kung ang nitrogen ay talagang hindi gumagalaw gas, tulad ng helium, at pagkatapos ay hindi ang kemikal na produksyon o makapangyarihang microorganisms ay maaaring iugnay ang nitrogen atmosphere at masiyahan ang pangangailangan para sa lahat ng naninirahan sa nauugnay na nitrogen. Walang magiging ammonia, nitrik acid na kinakailangan para sa produksyon ng maraming sangkap, walang pinakamahalagang fertilizers. Walang buhay sa lupa, dahil ang nitrogen ay bahagi ng lahat ng mga organismo. Nitrogen account para sa tungkol sa 3% ng masa ng katawan ng tao.
Ang elemental, hindi nauugnay na nitrogen ay malawak na ginagamit. Ito ang cheapest ng mga gas, chemically inert sa ilalim ng normal na mga kondisyon, samakatuwid, sa mga metalurhiya at malaking proseso ng kimika, kung saan ito ay kinakailangan upang protektahan ang aktibong tambalan o molten metal mula sa pakikipag-ugnayan sa air oxygen, lumikha sila ng purong nitrogen proteksiyon kapaligiran. Sa ilalim ng proteksyon ng nitrogen ay naka-imbak sa mga laboratoryo madaling oxidizing sangkap. Sa metalurhiya, nitrogen ay puspos ng mga ibabaw ng ilang mga riles at haluang metal upang bigyan sila ng higit na katigasan at magsuot ng paglaban. Ito ay malawak na kilala, halimbawa, nitrogenation ng bakal at titan alloys.
Liquid nitrogen (natutunaw at kumukulo punto ng nitrogen: -210 ° C at -196 ° C) ay ginagamit sa pagpapalamig.
Ang maliit na aktibidad ng kemikal ng nitrogen ay dahil lamang sa istraktura ng molekula nito. Tulad ng karamihan sa mga gas (maliban sa hindi aktibo), ang molekula ng nitrogen ay binubuo ng dalawang atoms. Sa pagbuo ng komunikasyon sa pagitan nila, 3 valence electron ng panlabas na shell ng bawat atom ay kasangkot. Upang sirain ang nitrogen molecule, ito ay kinakailangan upang gumastos ng napakalaking enerhiya - 954.6 KJ / Mol. Kung wala ang pagkawasak ng isang nitrogen molecule sa isang kemikal na bono ay hindi papasok. Sa ilalim ng normal na kondisyon, ito ay may kakayahang reaksyon ng lamang lithium, na nagbibigay ng nitride li 3 N.
Karamihan mas aktibong atomic nitrogen. Sa normal na temperatura, ito ay tumutugon sa kulay-abo, phosphorusiask at ilang mga riles, tulad ng mercury. Ngunit ang pagkuha ng nitrogen sa anyo ng mga indibidwal na atoms ay mahirap. Kahit na sa 3000 ° C, walang kapansin-pansin na agnas ng nitrogen molecules sa atoms.
Ang mga compound ng nitrogen ay napakalaking at para sa agham, at para sa maraming mga industriya. Para sa pagkuha ng nauugnay na nitrogen, ang sangkatauhan ay napupunta sa napakalaking gastos sa enerhiya.
Ang pangunahing paraan ng nitrogen na umiiral sa mga pang-industriya na kondisyon ay nananatiling synthesis ng ammonia nh 3 (tingnan ang chemical synthesis). Ang ammonia ay isa sa mga pinaka-napakalaking produkto ng industriya ng kemikal, ang produksyon ng mundo nito - higit sa 70 milyong tonelada bawat taon. Ang proseso ay napupunta sa isang temperatura ng 400-600 ° C at isang presyon ng milyun-milyong pascals (daan-daang sa) sa pagkakaroon ng mga catalysts, tulad ng sponged iron na may potassium oxide additives, aluminum oxide. Ang ammonia mismo ay ginagamit limitado at karaniwan sa anyo ng mga solusyon sa may tubig (ammonium water - bilang isang likidong pataba, ammonia alkohol - sa gamot). Ngunit ang ammonia, hindi katulad ng atmospheric nitrogen, ay medyo madali upang ipasok ang reaksyon ng attachment at pagpapalit. Oo, ito ay oxidized ito ay mas madali kaysa sa nitrogen. Samakatuwid, amonya at naging pinagmumulan ng produkto para sa paghahanda ng karamihan sa mga sangkap na naglalaman ng nitrogen.
Ang direktang oksihenasyon ng nitrogen sa pamamagitan ng oxygen ay nangangailangan ng napakataas na temperatura (4000 ° C) o iba pang mga aktibong pamamaraan ng pagkakalantad sa matibay nitrogen molecule - electrical discharge, ionizing radiation. Limang nitrogen oxides ay kilala: n 2 o - nitrogen oxide (i), no - nitrogen oxide (II), n 2 o 3 - nitrogen oxide (III), no 2 - nitrogen oxide (iv), n 2 o 5 - nitrogen oksido (v).
Sa industriya, ang HNO 3 nitric acid ay malawakang ginagamit, na parehong malakas na acid, at isang aktibong ahente ng oxidizing. Maaari itong matunaw ang lahat ng riles maliban sa ginto at platinum. Ang nitric acid chemists ay kilala ng hindi bababa sa mula sa XIII siglo, ginamit ito ng mga sinaunang alchemist. Nitric acid ay lubos na malawak na ginagamit upang makakuha ng nitro compounds. Ito ang pangunahing ahente ng filamentary, sa tulong ng mga nitro group na walang 2 ay ipinakilala sa komposisyon ng mga organic compound. At kapag ang tatlong gayong mga grupo ay lilitaw, halimbawa, sa toluene molecule c 6 H 5 CH 3, pagkatapos ay ang karaniwang organic solvent ay nagiging isang paputok na substansiya - ang trinitrotoluolet, ito rin ang tren, o Tol. Ang gliserin pagkatapos ng nitration ay nagiging isang mapanganib na paputok - nitroglycerin.
Walang mas mahalagang nitrik acid sa produksyon ng mga fertilizers ng mineral. Ang mga nitric acid salts ay nitrates, lalo na sosa, potasa at ammonium nitrates, ay higit sa lahat na ginagamit bilang nitrogen fertilizers. Ngunit, bilang isang academician D. N. Sanidichnikov na naka-install, ang halaman, kung binigyan siya ng posibilidad ng pagpili, mas pinipili ang ammonia nitrody nitrate.
Ang iba pang mga nitrogen acid salt ay mahina nitride HNO 2 - tinatawag na nitrites at medyo malawak na ginagamit sa kemikal at iba pang mga industriya.
Upang makakuha ng mga nitrogen compound na may minimal na gastos sa enerhiya sa mababang temperatura at pressures, hinahanap ng mga siyentipiko ang mahabang panahon. Ang ideya na ang ilang mga microorganisms ay maaaring mag-ugnay sa air nitrogen, ang Russian physicist P. Kosovich ay unang ginawa sa dulo ng XIX siglo., At ang iba pang mga kababayan - Biochemik S. N. Vinogradsky Noong 1890s, inilalaan ang unang nitrogen fixing bacterium mula sa lupa. Ngunit kamakailan lamang, ang nitrogen binding mekanismo ng bakterya ay naging mas malinaw o mas malinaw. Ang mga bakterya ay sumisipsip ng nitrogen, i-on ito sa amonya, na kung saan ay mabilis na nagiging mga amino acids at protina. Ang proseso ay may pakikilahok ng mga enzymes.
Sa mga laboratoryo ng ilang mga bansa (sa USSR sa unang bahagi ng 60s), ang mga kumplikadong compound ay nakuha, kaya ng umiiral na atmospheric nitrogen. Ang pangunahing papel ay ibinibigay sa mga complex na naglalaman ng molibdenum, bakal at magnesiyo. Higit sa lahat pinag-aralan at binuo ang mekanismo ng prosesong ito.
Nitrogen, N (Franz. AZ), isang kemikal na elemento (nitrogenium - mula sa nitrum, selitra, "bumubuo ng selitra"; sa Aleman - stickstoff "nananatili gas", Franz. - Azote, walang buhay); α - pagtanggi, ξξη, walang buhay); Atomic Weight 14.009, Sequence Number 7.
Pisikal na mga katangian. D purong nitrogen (para sa hangin \u003d 1) 0.9674; Ngunit karaniwan ay nakikitungo tayo sa nitrogen mula sa hangin, na may isang nilalaman ng 1.12% ng argon, d ng naturang nitrogen 0,9721; Ang bigat ng 1 L ng purong nitrogen sa 0 ° C at 760 mm - 1,2507 g, ang bigat ng 1 L ng "atmospheric" nitrogen - 1,2567 g. Ang solubility ng nitrogen sa tubig ay mas mababa kaysa sa solubility ng oxygen. 1 l ng tubig sa 760 mm at 0 ° C dissolves 23.5 cm 3 nitrogen (solubility ng 2-48.9 cm 3), sa 20 ° C - 15.4 cm 3 nitrogen (solubility o 2 - 31.0 cm 3). Ang uling ay sariwa na hinihigop ang mga sumisipsip, ayon kay Dewar, sa 1 cm 3 sa 0 ° C, 15 cm lamang 3 nitrogen, sa -185 ° C ay sumisipsip ng 155 cm 3 ng nitrogen (volume ay nakalista sa 0 ° C at 760 mm). Ang temperatura ay kritikal -147 ° C sa isang kritikal na presyon ng 33 atm., O 25 m ng haligi ng mercury, ang simula ng pagkulo sa 760 mm ay -195 °, 67 ± 0 ± 0 °, 05, at pagtunaw point sa 88 mm ± 4 mm ay - 210 °, 52 ± 0 °, 2. Nitrogen Expansion Coefficient sa 1 ATM ay 0.003667; Ang partikular na init sa 20 ° C ay 0.249, at para sa saklaw ng temperatura (0-1400) ° C, sa karaniwan, 0.262; Ang ratio na may P / S η \u003d 1.40, pati na rin para sa 2. Liquid nitrogen ay blundering, gumagalaw tulad ng tubig, bagaman ito ay mas madali para sa huling. Tiyak na timbang sa Boiling Point at 760 mm - 0.7914, sa -184 ° C - 0.7576, at -195.5 ° C - 0,8103 at -205 ° C - 0,8537; Malapit sa point point - 0.8792 (ang mga numero ay nagbago depende sa nilalaman ng AR). Ang tiyak na init ng likido nitrogen sa pagitan ng -196 ° C at -208 ° C ay 0.430; Ang init ng pagsingaw 1kg ng likido nitrogen sa simula ng pagkulo -195 °, 55 ay 47.65 cal. Sa 1 L ng likido nitrogen sa panahon ng pagsingaw, sa presyur sa atmospera at 0 ° C, 14 ° C at 27 ° C, ay nabuo, ayon sa pagkakabanggit: 640, 670 at 700 liters ng gaseous nitrogen. Ang likidong nitrogen ay di-magnetic at hindi nagsasagawa ng kuryente.
Mga katangian ng kemikal Ang nitrogen ay higit sa lahat ay tinutukoy ng matinding pagkawalang-kilos sa ilalim ng ordinaryong kondisyon ng temperatura at presyon, na nagpapaliwanag ng katatagan ng mga molecule ng n 2. Tanging isang metal ng lithium ang konektado sa nitrogen sa isang mababang temperatura, highlight 69000 Cal at bumubuo ng nitride ng lithium nli 3. BA nitride ay nabuo sa 560 ° C at may formula ba 3 n 2; Sa iba pang nitrides. Ang parehong may oxygen at hydrogen nitrogen ay konektado lamang sa mataas na temperatura, at ang reaksyon sa oxygen ng endothermichna, at may hydrogen ay exothermich. Ang pagtatasa ng nitrogen ay tinutukoy ng istraktura ng atom nito. Kapag nag-aalis mula sa panlabas na singsing ng lahat ng limang mga elektron, ang nitrogen ay nagiging isang limang-kadena positibong ion; Kapag ang itaas na singsing ay replenished na may tatlong mga electron sa limitasyon numero - walong - nitrogen atom manifests mismo bilang isang tatlong-chain electroneal ion. Ang estado ng nitrogen sa ammonium compounds ay maaaring madaling clarified sa pamamagitan ng teorya ng kumplikadong compounds. Ang nitrogen ay nagbibigay ng isang bilang ng mga compound na may oxygen at may halides (ang pinakabagong compounds ay dahil sa malakas na endothermicity ng kanilang pagbuo lubhang paputok). Sa hydrogen, ang nitrogen ay nagbibigay ng mga compound: ammonia at nitrogenous hydrochloric acid. Bilang karagdagan, kilala: nitrogen compound na may hydrogen - hydrazine at hydrogen at oxygen - hydroxylamine.
Azota application.. Ang gaseous nitrogen ay may isang application bilang isang inert gas sa gamot upang i-immobilize ang mga baga na apektado ng tuberculosis (pneumotorax operasyon), upang protektahan ang mga metal mula sa pagkilos ng kemikal sa mga aktibong gas at sa pangkalahatan, kapag kinakailangan upang maiwasan ang anumang hindi kanais-nais na kemikal na reaksyon (halimbawa , para sa pagpuno ng mga bombilya ng maliwanag na maliwanag, para sa implasyon ng automotive goma gulong, kung saan ang air deficulty kumikilos sa mataas na presyon, upang mapanatili ang mga pintura ng mahalagang mga kuwadro na gawa sa nitrogen-puno ng nitrogen vessels, upang maiwasan ang sunog panganib sa panahon ng gasolina overflow at iba pang sunugin likido, atbp.). Ngunit ang pinakamahalagang teknikal na paggamit ng nitrogen ay nasa proseso ng paggawa ng sintetikong ammonia mula sa mga elemento.
Sa pagtatasa ng mga katangian ng nitrogen at ang katangi-tanging kahalagahan nito sa pangkalahatang ekonomiya ng organic na kalikasan at pampublikong buhay, ang isang tao ay dapat na lubhang nakikilala sa pamamagitan ng nitrogen mula sa nitrogen bound, iyon ay, na pumasok sa isang kemikal na koneksyon sa ilang iba pang mga elemento, ch. arr. may oxygen, hydrogen at carbon. Ang nitrogen ay libre sa ilalim ng mga kondisyon ng temperatura at presyon na dominahin ang ibabaw ng globo, kumakatawan sa labis na di-aktibong elemento. Ang mouse sa klasikong karanasan ng Lavoisier ay namatay sa hangin, wala ng oxygen, i.e. sa halos purong nitrogen. Samantala, ang nauugnay na nitrogen ay tulad ng isang carrier ng buhay, para sa lahat ng nabubuhay na mga nilalang na walang pagbubukod, maging mga halaman o hayop, itayo ang iyong katawan nang kinakailangan sa paglahok ng tinatawag na. Ang mga sangkap ng protina na hindi maaaring hindi pumasok sa nitrogen sa kanilang kemikal na komposisyon (naglalaman ang mga protina ng hanggang 16% nitrogen). Ang proseso ng paglipat mula sa libreng nitrogen hanggang sa nauugnay at likod ay nagtatanghal ng pinakamalaking kahalagahan ng proseso ng kalikasan at ang malaking problema ng agrikultura, at sa kamakailang mga oras at industriya. Ang libreng nitrogen ay nakapaloob sa isang halo sa iba pang mga gas sa isang kapaligiran sa isang napakalawak na dami, accounting para sa tungkol sa 4/5 sa pamamagitan ng lakas ng tunog (75.51 timbang%) mula sa buong kapaligiran at enveloping ang globo na may air cover, unti-unting unti-unti, umaabot sa sampu-sampung DOZEN KM. Sa itaas ng isang ektarya ng ibabaw ng lupa ay naglalaman ng isang nitrogen kaya magkano na kung siya ay sa isang nakatali estado, ito ay sapat na para sa pagtiyak sa lahat ng mga hayop at ang mga pangangailangan ng sangkatauhan para sa 20 taon (A. E. Moser). Ngunit libreng nitrogen lamang sa isang malaking puwersa ng m. B. Ito ay coordinated sa koneksyon sa iba pang mga elemento, at, bukod dito, hindi lamang sa mga kaso kung saan ang tambalang ito ay nangyayari endothermally (bilang, halimbawa, sa pagbuo ng nitrogen oxygen compounds), ngunit din sa mga kaso kung saan ang nitrogen compound sa isa pang elemento ay sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya at isang reaksyon exothermic (nitrogen compound na may hydrogen).
Lamang sa mga pambihirang kaso, halimbawa, na may lithium, nitrogen compound ay nalikom sa mga karaniwang kondisyon ng temperatura at presyon nang madali. Samakatuwid, sa pangkalahatang balanse ng nauugnay na nitrogen sa kalikasan, kinakailangan upang sabihin ang isang sirkulasyon. Ang mga halaman ay sumipsip ng nauugnay na nitrogen sa anyo ng mga natutunaw na asing-gamot mula sa lupa at gumawa ng mga protina; Ang mga hayop ay ginagamit sa pagpapalitan ng mga sangkap na may mga handa na nitrogen compound dahil sa nasisipsip na pagkain ng halaman, na nagpapakita ng mga koneksyon ng nauugnay na nitrogen, hindi, at nabuo din bilang resulta ng pagkabulok sa kanilang organismo ng mga sangkap ng protina - sa excrement at sa Ang ihi, at, sa wakas, sa kamatayan nito, ang lahat ng sariling organismo sa pangkalahatang balanse ng nauugnay na nitrogen sa kalikasan para sa mga karagdagang proseso ng mineralization ng protina at iba pang mga nitrogenous substance na nagaganap sa lupa. Sa mga kamakailang proseso na ito, ang isang malaking papel ay nananatili sa likod ng mga microorganism ng lupa, dahil sa mahahalagang aktibidad na kung saan ang kumplikadong nitricous organic compounds ay binago sa pinakasimpleng asing-gamot ng nitrik acid, na, naman, ay nabuo bilang resulta ng oksihenasyon Ang lupa ng ammonia compounds bilang isang mas maagang yugto ng pagkawasak ng mga sangkap ng protina at mga produkto ng ID. DEFAY. Isinasaalang-alang ang hindi pangkaraniwang katiningan ng libreng nitrogen, hindi nakapag-iisa na pumasok sa mga compound, at, sa kabilang banda, pagkalugi o mga kaso ng malalim na pagkasira ng nitrogenous compound sa libreng nitrogen (halimbawa, bilang resulta ng aktibidad sa buhay denitrifying Lupa bakterya, kapag nasusunog karbon, kahoy na panggatong at pit, kapag flushing mula sa lupa ng nitrogenous compounds na may ulan sa ilog at dagat, sa panahon ng paglapag ng mga ilog ng basura ng malalaking lungsod, atbp.), - maaaring isaalang-alang ng isa ang hindi maiiwasang bunga ng lahat ng unti-unting pag-ubos ng kalikasan ang nauugnay na nitrogen at bilang resulta ng pagkamatay ng organic na buhay sa lupa, kung magkakaroon ng ilang mga proseso na nagpapalit ng tinukoy na pagkawala ng nauugnay na nitrogen sa likas na katangian ay nasa pangkalahatang direksyon ng nauugnay na nitrogen. Ang nasabing likas na pinagkukunan ng nauugnay na nitrogen sa likas na katangian ay ang mga atmospheric precipitates na nagdadala ng nitrogen oxides na nabuo sa isang kapaligiran na may mga de-koryenteng discharge, na pukawin ang isang tiyak na halaga ng atmospheric nitrogen upang kumonekta sa oxygen (ulan tubig ay naglalaman ng tungkol sa 0.00001% ng nauugnay na nitrogen). Posible upang kalkulahin na ang ganitong paraan sa lupa ng mundo ay taun-taon na nag-ambag sa 400 milyong tonelada ng nauugnay na nitrogen. Bilang karagdagan, pinangasiwaan ni Berocho na sa lupa, nang walang pagpapakilala ng mga bagong reserba ng mga nitrogen compound, ang nitrogen content ay nagdaragdag dahil sa mahahalagang aktibidad ng ilang uri ng bakterya. Sa dakong huli, ang mga bakterya na ito ay naka-highlight sa dalisay na kultura, katulad: Anaerobic bacterium ng olive fermentation (Clostridium Pasteuri- Anum) at aerobic bacterium (Azotobakter Vinogradsky, na maaaring magpayaman sa lupa sa 48 kg bawat taon bawat 1 ektarya). Bilang karagdagan sa mga bakterya na matatas na naninirahan sa lupa, ang ilang mga halaman ng pamilyang legume (leguminosae) ay matatagpuan sa nobelang paglago ng pagkakaroon ng mga bakterya na may kinalaman sa symbiotic (Bacillus Radicicola), na kung saan ay nakakuha din ng libreng atmospheric nitrogen at magpadala ang nitrogen na pag-aari ng kanilang "host plant". Tulad ng alam mo, ang ari-arian ng mga halaman ng legume (Lupine, Wiki, Seretelli, atbp.) Ay malawakang ginagamit upang mapagbuti ang lupa sa pamamagitan ng nitrogenous sangkap, pagiging isang uri ng lupa pataba para sa kasunod na paghahasik ng tinapay cereal sa isang balangkas na may smelled at decomposed sa Ang lupa, pre-ginalugad dito, kapaki-pakinabang na mga halaman. Gayunpaman, ang tinukoy na likas na pinagkukunan ng muling pagdadagdag ng nauugnay na nitrogen sa kalikasan ay hindi maaaring punan ang pagkawala nito, lalo na sa partikular na malaking pagsalakay ng nauugnay na nitrogen sa lahat ng mga proseso ng pagkawasak ng nitrousous compounds sa gasolina, pati na rin ang paggamit ng nitrous mga eksplosibo. Sa pagsasaalang-alang ng pangangailangan para sa nitrogenous na pagkain ng populasyon ng Earth, kinakalkula sa 1.6 bilyong tao, at ang taunang pagtaas sa populasyon ng lupa sa mga bansa lamang sa istatistikang impormasyon, 4 milyon. tao. o 400 milyon sa isang siglo, ang pagkawala ng nauugnay na nitrogen sa kalikasan ay dapat na itinuturing na napakahalaga. Si William Croza, noong 1898, ay nakakuha ng pagkabalisa, hinuhulaan ang pagkamatay ng sangkatauhan mula sa kagutuman sa malapit na hinaharap, kapag, ayon sa mga kalkulasyon nito, ang mga rich field ng Chilean Selitra sa mundo sa lupa ay tatakbo - ang mapagkukunan ng nauugnay nitrogen, na kung saan ay ch. arr. Ito ay dapat na punan ang kagyat na pangangailangan ng agrikultura sa nitrogen fertilizers, at sa halip na predictedly sinira para sa mga layunin ng militar, dahil ang karamihan sa mga eksplosibo ay ginawa sa ilalim ng pagkilos ng nitrik acid na nakuha mula sa Chilean Selitra. Sa katunayan, bagaman ang mga cruks ay may ilang mga reserba ng Selitra sa Chile, gayunpaman, ayon sa mga pinakabagong geological estima, kahit na kahit na magpatibay ng isang pre-babala rate para sa pag-unlad ng Chilean Selitra (2750000 tonelada ng nitrate na may isang nilalaman ng 400,000 tonelada ng nauugnay na nitrogen ), ang mga reserba nito (600 milyong tonelada ng nitrate na may nilalaman na 30 milyong tonelada ng nauugnay na nitrogen) ay hindi sapat para sa higit sa 150-200 taon (tingnan ang Selitra). Gayunpaman, ang mga reserbang ng Chilean Selitra ay hindi lamang ang pinagmulan kung saan ang sangkatauhan ay nakakakuha ng muling pagdadagdag ng nauugnay na nitrogen na kinakailangan para sa nutrisyon at industriya nito. Ayon sa internasyonal na Agrikultural Institute sa Roma, kinakalkula batay sa impormasyon tungkol sa mga pananim ng lahat ng mga bansa ng liwanag, ang pagkonsumo ng mundo ng nauugnay na nitrogen noong 1924 ay tinutukoy ng halaga ng mga 70,000,000 tanted nitrogen; Sa mga ito, ang mga tao ay nagawa at ibalik ang likas na katangian ng mga 1/6 na bahagi, iyon ay, mga 1,200,000 tonelada ng nauugnay na nitrogen. Ang bahagi ng Chilean Selitra sa halagang ito ay noong 1924, 420000 lamang tonelada. Ang natitirang bahagi ng nauugnay na nitrogen ay pumasok sa pangkalahatang ekonomiya ng kalikasan sa isang malaking lawak dahil sa likas na likas na yaman ng nauugnay na nitrogen sa kalikasan, pati na rin ang nitrate Gayunpaman, kinakailangan, mula sa panig ng tao ang ilang pagproseso. Ang ganitong mga likas na yaman ng nauugnay na nitrogen ay kinabibilangan ng World Coal at Peat Reserves. Ang bato ng karbon ay naglalaman ng kahit na sa masamang varieties mula 0.5 hanggang 2% ng nauugnay na nitrogen. Ang parehong mga varieties na pumunta sa produksyon ng Coke at light gas ay naglalaman ng karaniwang mula sa 1.2 hanggang 1.9%, isang average ng 1.3% ng nauugnay na nitrogen. Ayon sa modernong geological data, ang World Coal Reserves ay dapat tasahin ng isang tinatayang bilang ng mga 8000 bilyon tonelada. Isinasaalang-alang ang nilalaman ng nauugnay na nitrogen sa isang anggulo ng 1%, nakuha namin ang nilalaman ng nauugnay na nitrogen sa pandaigdigang reserba ng karbon sa 80 bilyong tonelada, ibig sabihin, 2000 beses higit pa kaysa sa nilalaman ng nauugnay na nitrogen sa mga reserba ng Chilean Selitra. Ang halagang ito ay maaaring matiyak ang pangangailangan ng sangkatauhan sa nauugnay na nitrogen para sa 6000 taon, kung gumagamit ng karbon posible upang itapon ang nauugnay na nitrogen na binubuo nito. Ang pre-war taunang produksyon ng karbon ay katumbas ng 1350 milyong tonelada sa nilalaman ng nauugnay na nitrogen (1.3%) sa 17 milyong tonelada (ayon sa pagkakabanggit, 85 milyong tonelada ng ammonium nitric acid, sa halagang higit sa 25 bilyong fr.). Gayunpaman, halos lahat ng halagang ito ng nauugnay na nitrogen ay ginawa sa hangin bilang isang libreng nitrogen kapag nasusunog ang karbon sa mga hurno ng mga halaman, mga tren, sa mga domestic furnace, atbp lamang ang humigit-kumulang 1/50 h. Sa kabuuan, ang dami ay kinunan Sa pamamagitan ng hinirang na industriya at nagsilbi upang makakuha ng isang sulpate ammonium, na nauunawaan din ng pinakamahalagang, kasama ang Selutyra, isang mapagkukunan para sa artipisyal na nitrogen fertilizers (Matignon). Sa average, 12 kg ng ammonium sulphate ay ginawa sa isang karbon, na kung saan ay coaling o gas, ay ginawa, ang pagtatapon ng nauugnay na nitrogen mula sa peat ay hindi pa isang malaking kadahilanan sa ekonomiya ng nauugnay na nitrogen. T. Tungkol. Ang paggamit ng nitrogen ng karbon ay bahagyang nagpapalabas ng sharpness ng kakulangan ng nauugnay na nitrogen para sa mga layunin ng agrikultura at industriya, ngunit hindi isang resolusyon ng problema sa nitrik sa kabuuan. Ang huling resolusyon ng problemang ito ay dinala sa kanila agham at teknolohiya, ch. arr. Patuloy ang kasalukuyang siglo, naayos ang atmospheric nitrogen sa pamamagitan ng teknikal na landas. Ang pag-aayos na ito ay isinasagawa pangunahin sa pamamagitan ng tatlong pangunahing pamamaraan: 1) sa pamamagitan ng pagsunog ng nitrogen ng hangin sa ilalim ng pagkilos ng isang volt arc, upang makabuo ng nitrogen oxides at nitrik acid; Ang pamamaraang ito, dahil sa endothermic, ang reaksyon ng compound n 2 + o 2, ay nangangailangan ng mga gastos ng malaking halaga ng init, mataas na boltahe, at cost-effective lamang kung may murang hydroelectric energy; 2) sa pamamagitan ng paglakip ng nitrogen sa mataas na temperatura ng electric furnace sa kaltsyum karbid, na may kaltsyum cyanamide; Ang huli ay direktang napupunta para sa mga layunin ng pataba, o sa ilalim ng pagkilos ng mga porma ng tubig ammonia, neutralized sa sulpate o nitrik acid ammonium; 3) sa pamamagitan ng direktang compounding atmospheric nitrogen na may hydrogen, na may pagbuo ng sintetiko ammonia; Ang pamamaraan na ito (Garar-Bosha) ay walang alinlangan ang pinakadakilang tagumpay ng teknolohiya ng kemikal para sa expired na bahagi 20 V. At isa sa mga grand concests ng agham at teknolohiya sa kasaysayan ng sangkatauhan.
Sa kabila ng katotohanan na upang madagdagan ang ani na kinakailangan upang pumasok sa lupa ng iba pang mga fertilizers - phosphoric at potash, ang lahat ng parehong nitrogen fertilizers ay naglalaro ng nakapangingibabaw na kahalagahan sa ekonomiya ng agrikultura. Kung, halimbawa, sa karne ng phosphoric anhydride at potassium oxide, naglalaman ito ng 0.4%, pagkatapos ay ang halaga ng nauugnay na nitrogen sa parehong produkto ay umabot sa 3%, i.e., para sa 30 oras ng nauugnay na nitrogen sa karne lamang ng 4 na oras. 2 o 6 at K 2 O. Kasabay nito, ang mga presyo ng tinukoy na tatlong uri ng mga artipisyal na fertilizers noong 1913, na may normal, medyo, mga kondisyon ng oras ng pre-war, ay ipinahayag ng mga sumusunod na numero: para sa 1 kg ng nauugnay na nitrogen - 1.5 fr., At para sa 1 kg k 2 o o p 2 o 5 - 0.4 fr. sa bawat. T. Tungkol. Maaari naming ipalagay na ang mga nitrogen fertilizers ay nagbibigay ng isang pang-ekonomiyang epekto 32 beses na mas makabuluhang kumpara sa epekto ng iba pang dalawang klase ng mga kapwa tais. Gaano kahalaga ang papel ng mga nitrogen fertilizers, ito ay nakikita mula sa katotohanan na ang pagpapakilala sa lupa ng mga artipisyal na nitrogen fertilizers ay tumatawag, na may iba pang mga bagay na pantay, ang pagtaas ng crop ng isang 1 taled na nauugnay na nitrogen: para sa grain bread - in 20 tonelada, para sa mga patatas - sa 200 tonelada at para sa beets - sa 300 tonelada. Para sa isang quantitative assessment ng papel na ginagampanan ng agrikultura agrikultura, nitrogenous sapat na tangke ay interesado sa hindi bababa sa humigit-kumulang na pagkalkula ng pangkalahatang kabisera ng mundo ng nauugnay na nitrogen, na nakikilahok sa organic na buhay ng ating planeta. Sa ibabaw ng lupain ng mundo sa 13,500,000 km 2 at ang kapal ng layer ng arable land sa 0.4 m, maaari naming suriin (pagkuha ng density ng lupa sa bawat yunit) ang lahat ng kabisera ng buong mayabong lupa ng lupa sa 54 bilyong tonelada. Ang average na nilalaman ng nauugnay na nitrogen sa lupa ay hindi lalampas sa 0.1%. Pagbawas ng buong pagkalkula sa 3/4 dahil sa accounting ng mga disyerto, glacier, bato at iba pang mga non-nitrogen soils na hindi naglalaman ng nitrogen, maaari naming suriin ang kabuuang tonelada ng nauugnay na nitrogen sa lupa ng buong mundo ng humigit-kumulang na 40 Bilyong tonelada, ibig sabihin sa kalahati ng lahat ng mga stock na nauugnay na nitrogen sa bato karbon, ang paggamit ng kung saan ay posible lamang sa pinaka-limitadong degree.
Ang pangangailangan ng agrikultura sa mundo sa nitrogen-free Tuchs ay nailalarawan sa mga sumusunod na numero (Partington, industriya ng nitrogen):
Ang pagkonsumo ng mundo ng Chilean Selitra sa mga taon ng digmaan ay hindi masyadong makabuluhan, para sa mga kadahilanan ng pagbangkulong, ang transportasyon ng kahirapan, atbp.
Ang produksyon ng mundo ng nauugnay na nitrogen ay umabot sa 1200,000 tonelada bawat taon, kung saan: ang tungkol sa 30% - 360000 tonelada ay inilalaan sa panahon ng coking at gasification mula sa karbon, mga 35% - 420000 tonelada ay binuo bilang isang Chilean Selitra, mga 35% - 420000 t ay ginawa sa pamamagitan ng pag-aayos ng atmospheric nitrogen. Sa mga pinakahuling taon, ang ratio na ito ay nagbago medyo sa kahulugan ng isang pagtaas sa produksyon ng Salttera (hanggang sa 36.5%) sa pamamagitan ng pagbawas ng paggamit ng nitrogen ng karbon (mga 30%).
Ng lahat ng mga produkto ng nauugnay na nitrogen sa pamamagitan ng pag-aayos ng atmospheric nitrogen, sa turn, 60% d. B. Pinalitan ng sintetikong ammonia, 30% sa cyanamide at 10% lamang - sa Norwegian synthetic saltpeth. Ang partikular na mabilis na pag-unlad ng industriya ng nitrogen ay sinusunod sa Alemanya, na kung saan ay nailalarawan sa mga sumusunod na numero: Sa Alemanya, ang mga produktong nitrogen ay ginawa: noong 1915 - 64000 tonelada ng nauugnay na nitrogen, noong 190000 tonelada, sa 1922 G. - 238000 tonelada (sa mga dami na ito ang na-import na Chilean Seliver ay kasama). Ang susunod na tsart ay malinaw na nakakakuha ng antas ng kasiyahan para sa 1925 mundo ng pangangailangan para sa nauugnay na nitrogen sa pamamagitan ng pagmimina at pagproseso ng nitrogen industry.
Ng kabuuang halaga ng mined na nauugnay na nitrogen, 83% (mga 10,000 tonelada) ay ginugol para sa pataba, bilang isang resulta kung saan ang pagtaas sa mga produktong pang-agrikultura ay nakuha, katumbas ng 20,000,000 tonelada (1.2 bilyong pood) ng trigo, ibig sabihin, halos dalawa Mas higit pa kung ano ang buong tinapay na taunang pag-export ng Russia sa mga taon ng pre-war. Ang pag-unlad ng industriya ng gawa ng tao nitrogen ay naglalarawan ng mga sumusunod na numero:
Ayon sa mga indibidwal na bansa, ang pandaigdigang produktibong kakayahan ng mga halaman na bumubuo ng mga koneksyon ng nauugnay na nitrogen noong 1925 ay nahahati bilang mga sumusunod (sa T):
T. Tungkol. Sa teknikal na pag-aayos ng atmospheric nitrogen sa isang pagkakataon o iba pa, ang Alemanya ay 60%, France - 14%, England - 2.5%, Italya - 4.3%, Japan - 1.9% at US - 18%. Ngunit ang sintetikong industriya ng nitrogen ay mabilis na bumubuo. Sa kasalukuyan, ang bahagi ay nagtatapos sa konstruksiyon, at ang isang bilang ng mga bagong pag-install ay nasa pagkilos. Kapag nagsimula silang gumana, ang kabuuang mga produkto ng sintetikong nauugnay na nitrogen ay magiging mas malaki pa.
Ang umiiral na halaga at ang pinakadakilang mga pananaw mula sa lahat ng mga sintetikong pamamaraan para sa pag-aayos ng atmospheric nitrogen ay dapat na makilala bilang mga pamamaraan para sa paggawa ng sintetikong ammonia. Ang pangunahing bentahe ng landas na ito ng pag-aayos ng atmospheric nitrogen ay napakaliit na mga gastos sa enerhiya para sa produksyon nito, dahil ang enerhiya ay dahil sa exothermic ng proseso, d. Ito ay nangyari, na may nakapangangatwiran na paggamit ng init ng reaksyon mismo, eksklusibo sa compression ng mga gas sa presyon sa 200 o higit pang ATM. Parsons (Journalofind. A. Eng Chem., V. 9, p. 839, 1917) ay nagbibigay ng isang kagiliw-giliw na pagkalkula ng consumable enerhiya bawat tonelada ng nauugnay na nitrogen sa ilalim ng iba't ibang mga pamamaraan:
Ang kasalukuyang estado ng sintetiko ammonia industriya (para sa 1925) ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na figure:
T. Tungkol. 93% ng kabuuang sintetikong ammonia ay ginawa sa Alemanya. Kapag ang lahat ng mga pag-install para sa pag-aayos ng atmospheric nitrogen ay makukumpleto, ang halaga ng sintetikong ammonia na ginawa ay humigit-kumulang pantay, isinalin sa isang tonelada ng nauugnay na nitrogen:
Sa pangkalahatan, ang lahat ng uri ng teknikal na pag-aayos ng atmospheric nitrogen (ammonia, arc process at cyanamide method) ay makakapagbigay ng taunang mga produkto, marahil ay bahagyang mas maliit na ipinahiwatig sa itaas, katulad:
Sa USSR, ito ay binuo noong 1924 tungkol sa 7,400 tonelada ng puro ammonia tubig na may isang nilalaman ng mga 400 tonelada ng nauugnay na nitrate, bilang karagdagan, isang malaking halaga ng Chilean nitrate ay na-import na may isang nilalaman ng 1,700 tonelada ng nauugnay na nitrogen. Ang mga pangangailangan ng USSR ay maaaring makuha mula sa mga sumusunod na numero. Sa panahon ng digmaan, ang Russia ay ginugol sa produksyon ng mga eksplosibo tungkol sa 330000 tonelada ng Selitra na may 48,000 tonelada ng nauugnay na nitrogen. Ang pangangailangan para sa nitrogen fertilizers para sa mga kultura ng mga beet ng asukal, koton at iba pang mga teknikal na halaman ay kinakalkula sa pamamagitan ng sampu-sampung libong tonelada, at ang pangangailangan para sa mga fertilizers para sa ekonomiya ng magsasaka ay maraming daan-daang libong tonelada ng nauugnay na nitrogen. Ang kakulangan ng pataba ay nagiging sanhi ng mahinang pag-aani sa USSR, sa karaniwan na may 1 ektarya ng 6.5 C tinapay at 98 c beets, laban sa 24.5 C tinapay at 327.5 c beets sa Western European bansa na naglalapat ng nitrogen at iba pang artipisyal na fertilizers (moser). Sa kasalukuyan, ang mga tiyak na panukala ay kinuha sa USSR upang matiyak ang pag-unlad ng industriya ng nitrogen. Cm..
Nitrogen ay isang kemikal na elemento na kilala sa lahat. Ito ay tinutukoy ng titik N. Maaari niyang sabihin, ang batayan ng inorganikong kimika, at samakatuwid ay nagsimula itong mag-aral sa ikawalong grado. Sa artikulong ito, isasaalang-alang namin ang detalye ng nitrogen, pati na rin ang mga katangian at katangian nito.
Ang ganitong mga compounds tulad ng ammonia, nitrate, nitric acid, ay kilala at ginagamit sa pagsasanay bago matanggap ang purong nitrogen sa libreng estado.
Sa panahon ng eksperimento na isinagawa noong 1772, sinunog ni Daniel Rutherford ang posporus at iba pang mga sangkap sa bell glass. Nalaman niya na ang gas na natitira pagkatapos ng pagkasunog ng mga compound ay hindi sumusuporta sa pagkasunog at paghinga, at tinawag itong "madapa hangin".
Noong 1787, natagpuan ni Antoine Lavoisier na ang mga gas na kasama sa ordinaryong hangin ay simpleng mga elemento ng kemikal, at iminungkahi ang pangalan na "nitrogen". Pagkaraan ng kaunti (noong 1784), pinatunayan ni Henry Cavendish physicist na ang sangkap na ito ay bahagi ng Selitra (nitrate group). Mula dito mayroong isang Latin pangalan nitrogen (mula sa Latelatinsky nitrum at Griyego gennao), iminungkahi ni J. A. Shaptale noong 1790.
Sa simula ng XIX century, natagpuan ng mga siyentipiko ang kemikal na kawalan ng katinuan ng elemento sa libreng estado at ang pambihirang papel nito sa mga compound sa iba pang mga sangkap. Mula sa puntong ito, ang "umiiral" ng air nitrogen ay naging pinakamahalagang teknikal na problema ng kimika.
Ang nitrogen ay medyo mas madaling hangin. Ang density nito ay 1,2506 kg / m³ (0 ° C, 760 mm Hg. Art.), Melting point - -209,86 ° C, Boiling - -195,8 ° C. Ang nitrogen ay halos hindi liquefied. Ang kritikal na temperatura nito ay medyo mababa (-147.1 ° C), habang ang kritikal na presyon ay lubos na mataas - 3.39 mn / m². Density sa likidong estado - 808 kg / m³. Sa tubig, ang elementong ito ay hindi gaanong natutunaw kaysa sa oxygen: sa 1 m³ (sa 0 ° C), 23.3 g n ay maaaring dissolved. Ang tagapagpahiwatig na ito ay mas mataas kapag nagtatrabaho sa ilang mga hydrocarbons.
Kapag pinainit sa mababang temperatura, ang elementong ito ay nakikipag-ugnayan lamang sa mga aktibong riles. Halimbawa, may lithium, kaltsyum, magnesiyo. Sa karamihan ng iba pang mga sangkap, nitrogen reacts sa pagkakaroon ng catalysts at / o sa mataas na temperatura.
Ang mga compounds n sa o₂ (oxygen) n₂o₅, no, n₂o₃, n₂o, no₂ ay mahusay na pinag-aralan. Sa mga ito, ang pakikipag-ugnayan ng mga elemento (T-4000 ° C) ay nabuo walang oksido. Susunod sa panahon ng proseso ng paglamig ito ay oxidized sa No₂. Ang nitrogen oxides ay nabuo sa hangin sa panahon ng pagpasa ng mga discharges sa atmospera. Maaari silang makuha sa pamamagitan ng pagkilos ng ionizing radiation sa isang halo ng n na may o₂.
Kapag dissolved sa tubig n₂o₃ at n₂o₅, ang mga acids ng HNO₂ at HNO₂ ay nakuha, bumubuo ng mga asing-gamot - nitrates at nitrites. Ang nitrogen ay konektado sa hydrogen lamang sa pagkakaroon ng mga catalyst at sa mataas na temperatura, na bumubuo ng nh₃ (ammonia). Bilang karagdagan, ang iba ay kilala rin (ang mga ito ay marami) compounds n sa h₂, halimbawa, diimid hn \u003d nh, hydrazine h₂n-nh₂, octone n₈h₁₄, acid hn₃ at iba pa.
Ito ay nagkakahalaga na ang karamihan sa mga compounds hydrogen + nitrogen ay nakahiwalay eksklusibo sa anyo ng mga organic derivatives. Ang elementong ito ay hindi nakikipag-ugnayan (direkta) sa mga halogens, kaya ang lahat ng halid ay nakuha lamang hindi direkta. Halimbawa, ang NF₃ ay nabuo kapag ang pakikipag-ugnayan ng ammonia na may fluorine.
Karamihan sa nitrogen halides ay maliit na lumalaban compounds, mas lumalaban oxygaloids: nobr, no₂f, nof, nocl, no₂cl. Ang direktang koneksyon n sa sulfur ay hindi mangyayari, n₄s₄ ay nakuha sa proseso ng reaksyon ng ammonia + likido sulfur. Sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng Hot Coke na may n, cyan ay nabuo (CN) ₂. Sa proseso ng heating acetylene, na may nitrogen hanggang 1500 ° C, posible na makuha ang HCN hydrogen cyanide. Sa pakikipag-ugnayan ng n na may mga riles sa relatibong mataas na temperatura, nitrides ay nabuo (halimbawa, mg₃n₂).
Kapag nakalantad sa karaniwang nitrogen ng mga de-koryenteng discharges [sa isang presyon ng 130-270 n / m² (tumutugma sa 1-2 mm Hg. T.)] At sa agnas ng mg₃n₂, bn, tinx at ca₃n₂, pati na rin sa Ang hangin sa hangin, ang aktibong nitrogen ay maaaring mabuo, na nadagdagan ang reserbang enerhiya. Ito, sa kaibahan sa molekular, napakalakas na nakikipag-ugnayan sa hydrogen, sulfur pares, oxygen, ilang riles at posporus.
Ang nitrogen ay bahagi ng maraming mahahalagang organic compound, kabilang ang mga amino acids, amines, nitro compound at iba pa.
Sa laboratoryo, ang sangkap na ito ay madaling makuha sa proseso ng pag-init ng puro solusyon ng ammonium nitrite (formula: nh₄no₂ \u003d n₂ + 2h₂o). Ang teknikal na paraan ng pagkuha ng N ay batay sa paghihiwalay ng pre-liquefied air, na higit pang nakalantad sa overclocking.
Ang pangunahing bahagi ng nakuha na libreng nitrogen ay ginagamit sa pang-industriya na produksyon ng ammonia, na kung saan sa medyo malaking dami ay naproseso sa mga fertilizers, eksplosibo, atbp.
Bilang karagdagan sa direktang synthesis nh₃ mula sa mga elemento, isang paraan ng cyanamide na binuo sa simula ng huling siglo ay inilalapat. Ito ay batay sa katotohanan na sa T \u003d 1000 ° C kaltsyum karbid (nabuo sa pamamagitan ng pag-impluwensya sa halo ng karbon at dayap sa electric furnace) reacts na may libreng nitrogen (formula: cass + n₂ \u003d cacn₂ + c). Ang nagresultang kaltsyum cyanamide sa ilalim ng aksyon ng isang preheated water singaw decomposes sa caco₃ at 2nh₃.
Sa isang libreng form, ang sangkap na ito ay ginagamit sa maraming mga industriya: bilang isang hindi aktibong daluyan na may iba't ibang mga proseso ng metalurhiko at kemikal, kapag pumping combustible likido, upang punan ang espasyo sa mercury thermometers, atbp sa likidong estado, ito ay ginagamit sa iba't ibang mga pag-install ng pagpapalamig. Ito ay transported at naka-imbak sa bakal vessels ng Dewar, at compressed gas - sa cylinders.
Maraming mga nitrogen compound ang malawakang ginagamit. Ang kanilang produksyon ay nagsimulang bumuo ng mahirap pagkatapos ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig at sa sandaling ito ay umabot sa tunay na malalaking kaliskis.
Ang sangkap na ito ay isa sa mga pangunahing biogenic elemento at bahagi ng pinakamahalagang elemento ng mga buhay na selula - nucleic acids at protina. Gayunpaman, ang halaga ng nitrogen sa mga nabubuhay na organismo ay maliit (humigit-kumulang 1-3% bawat dry mass). Ang molekular na materyal na magagamit sa kapaligiran ay hinihigop lamang ng asul-berdeng algae at ilang mga mikroorganismo.
Ang mga malalaking reserbang ito ay puro sa lupa sa anyo ng iba't ibang mineral (nitrates, ammonium salts) at organic compounds (bilang bahagi ng nucleic acids, protina at mga produkto ng pagkabulok, kabilang ang hindi pa ganap na decomposed residues ng flora at fauna).
Ang mga halaman ay ganap na sumipsip ng nitrogen mula sa lupa sa anyo ng mga organic at inorganic compound. Sa mga likas na kondisyon, ang mga espesyal na microorganism ng lupa (ammonificent) ay napakahalaga, na maaaring makapag-minerize ng organic n lupa sa mga ammonium salt.
Ang nitrate nitrogen ng lupa ay nabuo sa proseso ng buhay ng nitrifying bacteria, buksan ang S. Vinogradsky noong 1890. Inihitahan nila ang mga ammonium salt at ammonia sa nitrates. Ang isang bahagi ng digested flora at ang palahayupan ay nawala dahil sa mga epekto ng denitric bakterya.
Ang mga mikroorganismo at mga halaman ay ganap na hinihigop ang parehong nitrate at ammonium N. aktibong ito ay nagiging tulagay na materyal sa iba't ibang mga organic compound - amino acids at amides (glutamine at asparagin). Ang huli ay bahagi ng maraming mga protina ng mga mikroorganismo, halaman at hayop. Ang synthesis ng asparagine at glutamine sa pamamagitan ng pagtitipun-tipon (enzymatic) asparaginic at glutamic acids ay isinasagawa ng maraming mga kinatawan ng mga flora at palahayupan.
Ang produksyon ng mga amino acids ay nangyayari sa tulong ng Rehabilitation Ahinasyon ng isang bilang ng ketok acid at aldehyddiscoslot, na nagmumula sa enzymatic re-charge, pati na rin bilang resulta ng oksihenasyon ng iba't ibang carbohydrates. Ang may hangganan ng mga produkto ng pagsipsip ng ammonia (NH₃) ng mga halaman at mikroorganismo ay mga protina na kasama sa mga selula ng mga selula, protoplasm, at ipinagpaliban din bilang tinatawag na ekstrang protina.
Ang tao at karamihan sa mga hayop ay maaaring synthesize amino acids sa isang limitadong sukat. Ang mga ito ay hindi kaya ng paggawa ng walong mahahalagang compounds (lysine, valine, phenylalanine, tryptophan, isoleucine, leucine, methionine, threonine), at samakatuwid para sa kanila ang pangunahing pinagkukunan ng nitrogen ay natupok mula sa mga protina ng pagkain, iyon ay, sa huli - sariling mga protina ng microorganisms at mga halaman.
Mula sa artikulong ito matututunan mo ang tungkol sa oxygen at nitrogen - dalawang gas na matagumpay na nakikipag-ugnayan sa isa't isa.
Nitrogen mismo ay binuksan noong 1772 ni Chemist Henry Cavendis. Sa kanyang laboratoryo, si Henry, na may espesyal na aparato, ay dumaan nang maraming beses sa mainit na karbon. Pagkatapos ay naproseso ang hangin alkalis. Dahil sa mga ari-arian na natanggap mula sa eksperimento, ang nalalabi ay tinatawag na "stumbled" gas. Ngunit hindi maunawaan ng siyentipiko kung anong sangkap ang natanggap niya. Ang modernong botika ay kilala na ang paghahatid ng hangin sa mainit na karbon ay bunga ng carbon dioxide, na neutralized ng alkali. Sinabi ni Henry ang Buddler - si Joseph ay naaakit.
Kapansin-pansin, hindi ito ang unang kaso kapag hindi maunawaan ng mga siyentipiko kung aling substansiya ang naka-out sa panahon. Halimbawa, sa tulong ng kasalukuyang, ito ay naaakit sa paanuman konektado oxygen at nitrogen, ngunit hindi maunawaan na bilang isang resulta ng karanasan, natanggap niya ang argon, na isang inert gas.
Sa karaniwang mga kondisyon, ang nitrogen ay isang walang kulay na walang kulay na gas na walang amoy at panlasa. Ito ay ligtas para sa isang tao. Bilang karagdagan, ang gas na ito ay halos hindi nalulusaw sa tubig at ang chemically ay hindi nakikipag-ugnayan dito.
Gayundin ang ikapitong elemento ng periodic mendeleev system ay umiiral sa likido at solid aggregate na mga estado.
Isang likidong nitrogenAng kumukulo na punto ng likido nitrogen ay -195.8 ° C, at sa solidong estado ito ay lumipat sa -209.86 ° C.
Ang walang kulay na gas mismo ay may napakatibay na mga ducomic molecule na bumubuo ng isang triple connection. Samakatuwid, ang mga molecule ay halos hindi nahihiwalay. At tiyak dahil sa ari-arian ng nitrogen ay nagpapakita ng maliit na aktibidad ng kemikal. Ang lahat ng mga compound nito ay lubhang hindi matatag, dahil kapag pinainit ang sangkap ay nabuo libreng nitrogen.
Ang molekular nitrogen ay maaaring pumasok sa isang reaksyon lamang sa isang maliit na grupo ng mga metal, na nagpapakita ng mga katangian ng pagbawi. Halimbawa, ang n₂ ay maaaring tumugon sa lithium:
6li + n₂ \u003d 2Li₃n.
Ito rin ay tumutugon sa isang light silver metal, ngunit para sa proseso ng kemikal na ito, kinakailangan upang magpainit hanggang sa 300 ° C. Ang resulta ng reaksyon ay magiging magnesium nitride - madilaw-berdeng kristal, na, kapag pinainit, mabulok sa magnesiyo at libreng nitrogen:
3mg + n₂ \u003d mg₃n₂.
Mg₃n₂ → 3mg + n₂ (kapag pinainit mula sa 1000 ° C)
Kung ang aktibong metal nitride ay idinagdag sa tubig, ang proseso ng hydrolysis ay magsisimula, at sa wakas ay magiging ammonia.
Sa isang temperatura ng tungkol sa 400 ° C at isang presyon ng 200 atmospheres, pati na rin sa pagkakaroon ng bakal (ibig sabihin, ang katalista ay ang pakikipag-ugnayan ng nitrogen at hydrogen:
3h₂ + n₂ \u003d 2nh₃.
Ang lahat ng mga reaksyon na may nitrogen ay gaganapin sa mataas na temperatura. Halimbawa, may borok:
2b + n₂ \u003d 2bn.
Ang nitrogen ay hindi nakikipag-ugnayan sa maraming mga halogens, pati na rin ang asupre. Gayunpaman, ang mga sulphides at halides ay maaaring makuha nang di-tuwiran.
Ang oxygen ay isang elemento ng kemikal na may viii sequence atomic number. Ito ay transparent na walang amoy at kulay. Sa isang likidong anyo, ang oxygen ay may bluish shade.
Likido oxygen.
Ito ay may kakayahang maging sa isang solidong aggregate na estado at asul na kristal. Ang oxygen ay may diatomic molecule.
Kagiliw-giliw na katotohanan: Ang siyentipiko ay naaakit sa simula ay hindi naiintindihan na natuklasan niya ang oxygen - naniniwala siya na bilang resulta ng eksperimento, nakatanggap siya ng isang bahagi ng hangin. Naobserbahan ng siyentipiko ang agnas ng mercury oxide sa isang hermetic device at sa tulong ng lens na nakadirekta sa oksido solar ray.
Kung pinag-uusapan natin ang pakikipag-ugnayan ng nitrogen at oxygen, ang mga sangkap ay tumutugon sa ilalim ng impluwensya ng kasalukuyang electric. Ang nitrogen ay may isang matibay na molekula, na labis na nag-aatubili upang makipag-ugnayan sa iba pang mga sangkap:
O₂ + n₂ \u003d 2No.
Mayroong ilang mga oxides ng walang kulay na gas, na ang valence ay umaabot mula isa hanggang limang.
Narito ang ilang mga compound na maaaring nabuo sa panahon ng reaksyon ng nitrogen at oxygen:
N₂o - nitrogen backing;
No - nitrogen oxide;
N₂o₃ - nitrogen anhydride;
No₂ - nitrogen dioxide;
N₂o₅ - nitrogen anhydride.
I-click upang isagawa ang kawili-wiling upang makakuha ng nitrogen dioxide at galugarin ang mga katangian nito.
Ang nitrogen ay inilalapat bilang anesthesia. Ang compound na ito ay nakuha sa pamamagitan ng decaying isang nitric acid ammonium - isang walang kulay na gas na may katangian na amoy. Ang skump ay ganap na natutunaw sa tubig.
Nitrovel zakis molecule.
N₂o ay isang pare-pareho ang bahagi ng hangin. Ang proseso ng kemikal ay nangyayari sa temperatura ng 200 ° C. Ang equation ng reaksyon ay ang mga sumusunod:
Nh₄no₃ \u003d 2n₂o + n₂o.
Ang nitric oxide ay hindi rin isang walang kulay na gas na halos dissolved sa tubig. Ang compound na ito ay nagagalit na nagbibigay ng oxygen, ngunit ito ay kilala sa mga reaksiyon ng attachment nito. Halimbawa, pakikipag-ugnayan sa maberde-dilaw na nakakalason na kloro gas.
