خواص عناصر - ازت نیتروژن

ازت نیتروژن

ازت عنصر شیمیایی از گروه پنجم اصلی (۱۵) جدول تناوبی یعنی گروه نیتروژن فسفر که عدد اتمی آن ۷ بوده و در اغلب ترکیب هایش ۳و۵ ارزشی می باشد، معهذا ترکیب های ۱، ۲ و ۴ ارزشی نیتروژن نیز وجود دارند.

ادامه.........

خواص:

نیتروژن ، گازی بی رنگ، بی بو و بی مزه می باشد که سبکتر از هوا بوده و محترق نمی شود. این گاز در شرایط بسیار استثنایی تبدیل به مایع می گردد. نیتروژن در دماهای پائین تر از ۲۳۷- درجۀ سانتیگراد به گونه های دیگری تبدیل می شود. در شرایط عادی نیتروژن به صورت مولکولی یعنی N2 می باشد. پیوند دو اتمی نیتروژن از استحکام ویژه ای برخوردار است و بدین سبب تمایلی به واکنش از خود نشان نمی دهد. با صرف مقدار قابل ملاحظه ای انرژی به صورت گرما و یا تخلیه الکتریکی در خلاء، مولکول نیتروژن به اتم هایش تفکیک می گردد. هیدروژن اتمی به مراتب از هیدروژن مولکولی فعالتر بوده و با عناصر اکسیژن و هیدروژن تولید نیتروژن مونوکسید و آمونیاک می نماید. افزون بر اینها نیتروژن با تعداد زیادی از فلزها و غیر فلزها ترکیب و نیتریدها را تولید می کند.

شناسایی:

نیتروژن ترکیب های آلی را به کمک تجزیه عنصری و توسط روش کجلدال و لاساین شناسایی می کنند. برای اطلاع درباره شناسایی نیتروژن ترکیب های معدنی به آمونیاک و نیتریک اسید مراجعه شود.

پیدایش:

نیتروژن در طبیعت به صورت های آزاد و ترکیب یافت می شود. این گاز در ترکیب پوستۀ عظیم ۱۷ کیلومتری زمین با ۴۶ گرم در تن شرکت کرده و مقدار آن در ترکیب جو زمین ۷۵۵۱۰۰ گرم در تن می باشد. کانی های نیتروژندار به ندرت مشاهده شده اند، معهذا بیشتر نیتروژن به صورت شوره شیلی پیدا می شود. نیتروژن به صورت یکی از عمده ترین مواد غذایی به شمار می اید. به طوری که در ماده خشک گیاهان به مقدار ۰.۵ تا ۵.۵% وجود دارد. در طبیعت چرخه مداوم نیتروژن برقرار است. نیتروژن آزاد موجود در هوا به طور مستقیم قابل مصرف نبوده و توسط باکتری های خاک و رعد و برق به انواع ترکیب های نیتروژن دار تبدیل می گردد. گیاهان از ترکیب های معدنی حاوی یون های آمونیوم و نیترات، ترکیب های آلی، مانند پروتئین ها و نوکلئیک اسیدها را تولید می نمایند. به هنگام تجزیه موجودات روی زمین با منشاء گیاهی و حیوانی، نیتروژن موجود به صورت آمونیاک تفکیک و قسمتی از آن بر اثر فرایند اکسایش به شکل نیتریت و نیترات درمی آید. باکتری ها در فرایند نیتروژندار کردن nitrification و نیتروژن زدایی denitrification نقش مهمی به عهده دارند.

تهیه:

مهمترین روش در مقیاس صنعتی برای تهیۀ نیتروژن، تولید هوای مایع و جداسازی نیتروژن از اکسیژن و سایر گازهای نجیب می باشد. نیتروژن مورد نیاز برای تهیۀ آمونیاک را از طریق جداسازی اکسیژن هوا و بر اثر ترکیب آن با کربن بدست می آورند (روش هابر- بوش). در آزمایشگاه برای جذب اکسیژن از مس استفاده می کنند. این واکنش در حرارت انجام می پذیرد و نیتروژن حاصل، مقدار کمی حاوی گازهای نجیب می باشد. در آزمایشگاه برای تهیۀ نیتروژن خالص، محلول آبی غلیظ آمونیوم نیتریت را تا دمای 70 درجۀ سانتیگراد حرارت می دهند.



و یا آن را از واکنش خمیز آهک کلردار با آمونیاک به دست می آورند:



همچنین تهیۀ نیتروژن از واکنش گاز آمونیاک با کلر ممکن می باشد:



نیتروژن کاملاً خالص را از تجزیۀ حرارتی آمونیاک در دمای ۱۰۰۰ درجۀ سانتیگراد و در مجاورت گرد نیکل تهیه می کنند. نیتروژن را در کپسول های فولادی سبز و تحت فشار ۱۵۰ جو در بازار ارائه می کنند.

کاربرد:

نیتروژن از نظر شیمیایی گازی غیر فعال و تنبل محسوب می شود، که در لامپ ها و واکنش های شیمیایی به عنوان گاز محافظ به کار می رود. این عنصر قسمت اعظم کودهای نیتروژندار را تشکیل می دهد. 2NH3+3CaCl2O---->N2+3CaCl2+3H2O NH4NO2---->N2+2H2O 2NH3+3Cl--->N2+6HCl