Fondamenti di chimica: proprietà, applicazione e produzione di azoto

L'azoto è uno dei più comuniGli elementi terrestri - nell'atmosfera il suo contenuto supera il 78%. L'esistenza di una quantità così grande di azoto in uno stato libero indica la sua inerzia e l'interazione difficile con altri elementi in condizioni normali.

In uno stato legato, questa sostanza può essere trovata in materia organica e inorganica. Legato al carbonio e all'ossigeno, l'azoto si trova nelle proteine ​​animali e vegetali.

Di per sé, il nome "azoto" è stato inventato da Lavoisier,che in numerosi esperimenti ha stabilito la presenza nell'atmosfera di qualche sostanza inerte. Lo scienziato considerava questa sostanza senza vita - in greco "azote".

Ciclo di azoto

Nonostante l'inerzia dell'azoto, in naturaci sono processi costanti di fissazione o associazione. Ad esempio, nelle radici dei legumi le piante accumulano batteri specifici che fissano l'azoto, trasformandolo in nitrati.

Nell'atmosfera, questo gas viene ossidato durante lo scaricoFulmine. Quindi, gli ossidi di azoto si dissolvono nei sedimenti formando un azoto acido e azotato. Con la neve, la pioggia, la nebbia, l'azoto entra nel terreno, dove si trasforma in nitriti o nitrati. Quindi, varie piante li usano per costruire proteine. Gli animali si nutrono di piante e le proteine ​​vegetali vengono trasformate in animali. Quando le piante e gli animali sono decomposti dopo la morte, tutti i composti azotati nei loro organismi vengono convertiti in ammoniaca. I batteri distruggono gli elementi più semplici, rilasciando così azoto puro e idrogeno. Ecco come avviene il ciclo dell'azoto o il ciclo dell'azoto in natura.

Proprietà chimiche dell'azoto

La sua proprietà principale in condizioni normali èinerzia, vale a dire attività chimica minima. Un atomo di azoto può formare un legame con un altro atomo di azoto, cosa abbastanza inusuale per gli elementi chimici (ad eccezione del silicio e del carbonio).

Quando riscaldato, questo elemento reagisce con la maggior parte dei metalli. In questo caso si formano nitruri ionici, covalenti o intermedi con uno ione azoto carico negativamente.

Nella reazione con l'idrogeno, l'azoto è sufficientecomposti stabili - idrocarburi azotati, che assomigliano remotamente agli idrocarburi. Tali sostanze includono ammoniaca, idrazina e acido nitrico.

Preparazione e applicazione di azoto

I composti di questa sostanza svolgono un ruolo importante nelindustria e agricoltura. Il metodo per ottenere l'azoto sotto forma di un elemento chimico dipende dal grado richiesto della sua purezza. La maggior parte dell'azoto è necessaria per la produzione di ammoniaca, ma consente una piccola quantità di gas nobili.

Ottenere azoto dall'atmosfera

Questo è uno dei modi più economici, nel corso dila cui aria purificata viene successivamente liquefatta dal raffreddamento e dall'espansione. L'aria liquida risultante viene distillata attraverso le frazioni, aumentando lentamente la temperatura. In questo processo vengono rilasciati prima i gas nobili, seguiti dall'azoto. Rimane solo l'ossigeno liquido.

Permette una tale produzione di azotomolti milioni di tonnellate di questa sostanza ogni anno. L'azoto è utilizzato principalmente per la successiva produzione di ammoniaca, che a sua volta funge da materia prima per l'ottenimento di composti azotati industriali e agricoli.

Un'atmosfera di azoto pulita può anche essere utilizzata quando è richiesta una completa assenza di ossigeno.

Produzione di azoto in laboratorio

In piccole quantità, questo gas è ottenuto ossidando gli ioni ammonio o l'ammoniaca. In particolare, lo ione ammonio può essere ossidato con uno ione nitrito.

La produzione di azoto nel processo di decomposizione

Quando riscaldato, le azidi si decompongono, l'ammoniaca si decompone con l'ossido di rame, i nitriti si decompongono dalla reazione con l'urea o l'acido solfammico - come risultato di tutte queste reazioni, si forma azoto.

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