Bazele chimiei: proprietăți, aplicații și producția de azot

Azotul este unul dintre cele mai comune elemente de pe Pământ - în atmosferă conținutul său depășește 78%. Existența unei cantități atât de mari de azot într-o stare liberă indică inerția și interacțiunea dificilă cu alte elemente în condiții normale.

Într-o stare legată, această substanță se găsește în materie organică și anorganică. Legat de carbon și oxigen, azotul se găsește în proteinele animalelor și plantelor.

În sine, numele "azot" a fost inventat de Lavoisier, care în numeroase experimente a stabilit prezența în atmosferă a unei anumite substanțe inerte. Omul de știință consideră că această substanță este lipsită de viață - în "azote" grecești.

Ciclul de azot

În ciuda inerției azotului, în natură există procese constante de fixare sau de legare. De exemplu, în rădăcinile plantelor de leguminoase se acumulează bacterii specifice care fixează azotul, procesându-l în nitrați.

În atmosferă, acest gaz este oxidat în timpul descărcării fulgerului. atunci oxizi de azot se dizolvă în sedimente, se formează acid azotic și azotat. Cu zăpada, ploaia, ceața, azotul intră în sol, unde se transformă în nitriți sau nitrați. Apoi, diverse plante le folosesc pentru a construi proteine. Animalele mănâncă plante și proteine ​​vegetale transformate în animale. Atunci când plantele și animalele sunt descompuse după moarte, toți compușii de azot din organismele lor sunt transformați în amoniac. Bacteriile o distrug către cele mai simple elemente, eliberând din nou azot și hidrogen pur. Acesta este modul în care ciclul de azot sau ciclul de azot din natură are loc.

Proprietăți chimice ale azotului

Proprietatea sa principală în condiții normale este inerția, adică activitatea chimică minimă. Un atom de azot poate forma o legătură cu un alt atom de azot, ceea ce este destul de neobișnuit pentru elementele chimice (cu excepția siliciului și a carbonului numai).

Când este încălzit, acest element reacționează cu majoritatea metalelor. În acest caz, se formează nitride ionice, covalente sau intermediare cu un ion de azot încărcat negativ.

În reacție cu hidrogenul, azotul formează compuși suficient de stabili - hidrocarburi azotate, care amintesc de la distanță hidrocarburile. Astfel de substanțe includ amoniac, hidrazină și acid azotic.

Pregătirea și aplicarea azotului

Compușii acestei substanțe joacă un rol important în industrie și agricultură. Metoda de obținere a azotului sub forma unui element chimic depinde de gradul cerut de puritate. Cea mai mare cantitate de azot este necesară producția de amoniac, dar permite o cantitate mică de gaze nobile în el.

Obținerea azotului din atmosferă

Aceasta este una dintre cele mai economice modalități prin care aerul purificat este ulterior lichefiat prin răcire și expansiune. Aerul lichid rezultat este distilat prin fracții, ridicând încet temperatura. În acest proces, gazele nobile sunt eliberate mai întâi, urmate de azot. Rămâne numai oxigen lichid.

Această producție de azot permite producerea a milioane de tone de substanță în fiecare an. Azotul este utilizat în principal pentru producția ulterioară de amoniac, care, la rândul său, acționează ca materie primă pentru obținerea compușilor industriali și agricoli care conțin azot.

O atmosferă curată de azot poate fi de asemenea utilizată atunci când este necesară o absență completă de oxigen.

Producția de azot în laborator

În cantități mici, acest gaz este obținut prin oxidarea ionilor de amoniu sau a amoniacului. În particular, ionul de amoniu poate fi oxidat cu un ion de nitrit.

Producția de azot în procesul de descompunere

Când se încălzește, azidele se descompun, amoniacul se descompune oxid de cupru, nitriții se descompun din interacțiunea cu ureea sau acidul sulfamic - ca urmare a tuturor acestor reacții, se formează azot.