مجله شیمی | آشنایی بیشتر با نیتروژن | بخش اول :(به انگلیسی: Nitrogen) یا ازت (به فرانسوی: Azote) یکی از عنصرهای شیمیایی در جدول تناوبی است که نشان شیمیایی آن N و عدد اتمی آن ۷ است. نیتروژن اکثرا ورت یک گاز، نافلز، دو اتمی بی اثر، بی‌رنگ، بی‌مزه و بی‌بو است که ۷۸٪ جو زمین را دربر گرفته و عنصر اصلی در بافت‌های زنده است. نیتروژن ترکیبات مهمی مثل آمونیاک، اسید نیتریک و سیانیدها را شکل می‌دهد.
چرخه نیتروژن ، مجله شیمی
مجله شیمی
نیتروژن از گروه غیرفلزات بوده و دارای بار الکترون منفی ۳٫۰ می‌باشد. نیتروژن پنج الکترون در پوسته خود داشته و در نتیجه در بیشتر ترکیبات سه‌ظرفیتی است. نیتروژن خالص یک گاز بی‌اثر و بی‌رنگ است و ۷۸٪ جو زمین را به خود اختصاص داده‌است. در ۶۳K منجمد شده و در ۷۷K به صورت مایع، به ماده سرمایشی معروف سرمازا (Cryogen) تبدیل می‌شود.
به صورت کلی چرخه نیتروژن به زبان ساده عبارت است از: نیتروژنِ هوا زمان رعد و برق به اکسید نیتروژن تبدیل شده و در باران حل شده و جذب خاک می شود؛ در خاک این ترکیبات، توسط باکتری ها به موادی تبدیل می شوند که بوسیله گیاهان جذب می شوند. حیوانات با خوردن گیاهان، نیتروژن را وارد بدن خود می کنند، با مردن و تجزیه اندام حیوانات، دوباره نیتروژن وارد هوا می شود.
گیاهان با انجام عمل فتوسنتز سبب تولید اکسیژن، انرژی و گلوکز)قند ساده( می شوند؛ حال برای آنکه گیاه بتواند با کمک قند ساخته شده ، پروتئین سازی کند ، احتیاج به نیتروژن دارد؛ولی نمی‌تواند این نیتروژن را بصورت مستقیم از هوا دریافت کند، بلکه می بایست آن را بصورت یک ماده محلول درآب به نام نیترات توسط ریشه های خود جذب نماید.
مجله شیمی
مجله شیمی ،کاربردهای نیتروژن
مجله شیمی
مهم‌ترین و اصلی ترین کاربرد اقتصادی نیتروژن برای ساخت آمونیاک از طریق فرایند هابر (Haber) است. آمونیاک معمولاً برای تولید کود و مواد تقویتی و اسید نیتریک استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین به‌عنوان پرکننده بی اثر، در مخزن‌های بزرگ برای نگهداری مایعات قابل انفجار، در زمان ساخت قطعات الکترونیک مثل ترانزیستور، دیود و مدار یکپارچه و همچنین برای ساخت فلزات ضدزنگ استفاده می‌شود.
نمک اسید نیتریک شامل ترکیبات مهمی مثل نیترات پتاسیوم و سدیم و نیترات آمونیوم است؛ که اولی برای تولید باروت و دومی برای تولید کود به کار می‌رود. ترکیبات نیترات شده مثل نیتروگلیسرین و تری نیترو تولوئن (تی‌ان‌تی) معمولاً منفجر شونده هستند.
اسید نیتریک به عنوان ماده اکسیدکننده در مایع سوخت موشک‌ها استفاده می‌شود. هیدرازین و مشتقات آن نیز در سوخت موشک‌ها بکار می‌روند. نیتروژن بیشتر در سرمازاها (Cryogens)، به صورت مایع (معمولاً LN2) استفاده می‌شود. نیتروژن مایع با عمل تقطیر هوا به دست می‌آید. در فشار جو، نیتروژن در دمای -۱۹۵٫۸ درجه سانتیگراد (-۳۲۰٫۴ درجه فارنهایت) مایع می‌شود.
راه های ارتباطی مجله شیمی
فراوانی
نیتروژن بیشترین عنصر جو کره زمین از نظر حجم است. (۷۸ درصد ) و برای اهداف صنعتی با عمل تقطیر هوای مایع بدست می‌آید. ترکیباتی که حاوی این عنصر هستند در فضای بیرونی نیز مشاهده شده‌اند. نیتروژن -۱۴ در اثر عمل همجوشی هسته‌ای در ستارگان، تولید می‌گردد. نیتروژن از ترکیبات عمده ضایعات حیوانی (مثل چلغوز یا کود) بوده و بیشتر به صورت اوره، اسید اوریک و ترکیباتی از محصولات نیتروژنی یافت می‌شود.
مجله شیمی
ترکیبات
اصلی‌ترین هیدرید نیتروژن، آمونیاک است (NH3)، البته هیدرازین (N2H4) نیز مشهور است. ترکیب آمونیاک ساده‌تر از آب بوده و در محلول،یون‌های آمونیوم (NH4+) را تشکیل می‌دهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی آمفیروتیک بوده و آمونیاک و یون‌های آمینه (NH2-) را به‌وجود می‌آورد؛ که البته هر دو نمک آمیدها و نیترید شناخته شده‌اند، اما در آب تجزیه می‌شوند.
ترکیبات جانشین آمونیاک به تنهایی یا باهم، آمینها نامیده می‌شوند. زنجیره‌ها، حلقه‌ها و ساختارهای بزرگ‌تر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده‌اند، اما در واقع ناپایدار هستند.
گروه‌های دیگر آنیونهای نیتروژن، آزیدین‌ها (N3-) هستند، که خطی بوده و نسبت به دی‌اکسید کربن ایزو الکتریک هستند.
مولکول دیگر با ساختار مشابه، مونوکسید دی نیتروژن N2O یا گاز خنده است، و یکی از اکسیدهای گوناگون بوده و برجسته تر از مونوکسید نیتروژن (NO) و دی‌اکسید نیتروژن (NO2) است، که هر دوی آن‌ها الکترون غیر زوج دارند؛ که دومی تمایلی را به دوپارشدن نشان داده و از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده‌است.
اکسیدهای استاندارد بیشتری مثل تری‌اکسید دی نیتروژن (N2O3) و پنتاکسید دی نیتروژن (N2O5) معمولاً تا حدی نا پایدار و قابل انفجار هستند. اسیدهای متناظر آن‌ها نیتروس (HNO2) و اسید نیتریک (HNO3) بوده با نمک‌های متناظر که نیتریتها و نیتراتها نامیده می‌شوند. اسید نیتریک یکی از چند اسیدی است که از هیدرونیوم قوی تر است.
در این مقاله به نیتروژن و مجله شیمی پرداخته ایم جهت مشاهده ادامه مطلب در بخش بعدی با ما همراه باشید.
اشتراک
گزارش
نظرات من