Азот — «неживий» газ, украй важливий для всього живого. Де використовують азот

💖 Подобається?Поділися з друзями посиланням

АЗОТ
N (nitrogenium),
хімічний елемент (ат. номер 7) VA підгрупи періодичної системи елементів. Атмосфера Землі містить 78% (про.) азоту. Щоб показати, які великі ці запаси азоту, зазначимо, що в атмосфері над кожним квадратним кілометром земної поверхнізнаходиться стільки азоту, що з нього можна отримати до 50 млн. т нітрату натрію або 10 млн. т аміаку (сполука азоту з воднем) і все ж таки це становить малу частку азоту, що міститься в земній корі. Існування вільного азоту свідчить про його інертність та труднощі взаємодії з іншими елементами при звичайній температурі. Пов'язаний азот входить до складу як органічної, і неорганічної матерії. Рослинний та тваринний світ містить азот, пов'язаний з вуглецем та киснем у білках. Крім цього відомі і можуть бути отримані у великих кількостях азотовмісні неорганічні сполуки, такі, як нітрати (NO3-), нітрити (NO2-), ціаніди (CN-), нітриди (N3-) та азиди (N3-).
Історична довідка.Досліди А. Лавуазьє, присвячені дослідженню ролі атмосфери у підтримці життя та процесів горіння, підтвердили існування щодо інертної речовини в атмосфері. Не встановивши елементну природу газу, що залишається після згоряння, Лавуазьє назвав його azote, що на давньогрецькій означає "неживий". У 1772 р. Д.Резерфорд з Единбурга встановив, що цей газ є елементом, і назвав його " шкідливе повітря". Латинська назва азоту походить від грецьких слів nitron і gen, що означає "утворює селітру".
Фіксація азоту та азотний цикл.Термін "фіксація азоту" означає процес зв'язування атмосферного азоту N2. У природі це може відбуватися двома шляхами: або бобові рослини, наприклад горох, конюшина і соя, накопичують на своєму корінні бульбашки, в яких бактерії, що фіксують азот, перетворюють його на нітрати, або відбувається окислення атмосферного азоту киснем в умовах розряду блискавки. С.Арреніус встановив, що у такий спосіб фіксується до 400 млн. т азоту щорічно. В атмосфері оксиди азоту з'єднуються з дощовою водою, утворюючи азотну та азотисту кислоти. Крім того, встановлено, що з дощем та снігом на кожний гектар землі потрапляє бл. 6700 г азоту; досягаючи грунту, вони перетворюються на нітрити та нітрати. Рослини використовують нітрати для утворення рослинних білкових речовин. Тварини, харчуючись цими рослинами, засвоюють білкові речовини рослин і перетворюють їх на тваринні білки. Після смерті тварин і рослин відбувається їхнє розкладання, азотні сполуки перетворюються на аміак. Аміак використовується двома шляхами: бактерії, що не утворюють нітратів, руйнують його до елементів, виділяючи азот і водень, інші бактерії утворюють з нього нітрити, які іншими бактеріями окислюються до нітратів. Таким чином відбувається кругообіг азоту в природі, або азотний цикл.

Будова ядра та електронних оболонок.У природі існують два стабільні ізотопи азоту: з масовим числом 14 (N містить 7 протонів і 7 нейтронів) і з масовим числом 15 (містить 7 протонів і 8 нейтронів). Їхнє співвідношення становить 99,635:0,365, тому атомна маса азоту дорівнює 14,008. Нестабільні ізотопи азоту 12N, 13N, 16N, 17N отримані штучно. Схематично електронна будова атома азоту така: 1s22s22px12py12pz1. Отже, на зовнішній (другій) електронній оболонці знаходиться 5 електронів, які можуть брати участь в освіті хімічних зв'язків; орбіталі азоту можуть приймати електрони, тобто. можливе утворення сполук зі ступенем окиснення від (-III) до (V), і вони відомі.
також АТОМА БУДОВА .
Молекулярний азот.З визначень густини газу встановлено, що молекула азоту двоатомна, тобто. молекулярна формула азоту має вигляд NєN (або N2). У двох атомів азоту три зовнішні 2p-електрони кожного атома утворюють потрійний зв'язок:N:::N:, формуючи електронні пари. Виміряне міжатомне відстань N-Nдорівнює 1,095. Як і у випадку з воднем (див. ВОДОРОД), існують молекули азоту з різним спином ядра - симетричні та антисиметричні. При звичайній температурі співвідношення симетричної та антисиметричної форм дорівнює 2:1. У твердому стані відомі дві модифікації азоту: a - кубічна і b - гексагональна з температурою переходу a (r) b -237,39° С. Модифікація b плавиться при -209,96° і кипить при -195,78° C при 1 атм (див. табл. 1). Енергія дисоціації моля (28,016 г чи 6,023*10 23 молекул) молекулярного азоту на атоми (N2 2N) дорівнює приблизно -225 ккал. Тому атомарний азот може утворюватися за тихого електричного розряду і хімічно активніший, ніж молекулярний азот.
Отримання та застосування.Спосіб отримання елементного азоту залежить від необхідної його чистоти. У величезних кількостях азот отримують для синтезу аміаку, причому допустимі невеликі домішки благородних газів.
Азот із атмосфери.Економічно виділення азоту з атмосфери обумовлено дешевизною методу зрідження очищеного повітря (пари води, CO2, пил, інші домішки видалені). Послідовні цикли стиснення, охолодження та розширення такого повітря призводять до його зрідження. Рідке повітря піддають фракційній перегонці при повільному підйомі температури. Першими виділяються благородні гази, потім азот, і залишається рідкий кисень. Очищення досягається багаторазовістю процесів фракціонування. Таким методом виробляють багато мільйонів тонн азоту щорічно, переважно для синтезу аміаку, який є вихідною сировиною в технології виробництва різних азотовмісних сполук для промисловості та сільського господарства. Крім того, очищену азотну атмосферу часто використовують, коли неприпустима присутність кисню.
Лабораторні методи.Азот у невеликих кількостях можна отримувати у лабораторії різними способами, окислюючи аміак або іон амонію, наприклад:


Дуже зручний процес окислення іону амонію нітрит-іоном:

Відомі й інші способи - розкладання азидів при нагріванні, розкладання аміаку оксидом міді(II), взаємодія нітритів із сульфаміновою кислотою або сечовиною:


При каталітичному розкладанні аміаку за високої температури теж можна отримати азот:

Фізичні властивості.Деякі фізичні властивостіа азоту наведено у табл. 1.
Таблиця 1. ДЕЯКІ ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АЗОТА
Щільність, г/см3 0,808 (рід.) Температура плавлення, °С -209,96 Температура кипіння, °С -195,8 Критична температура, °С -147,1 Критичний тиск, атма 33,5 Критична щільність, г/см3 а 0,311 Питома теплоємність, Дж/(мольЧК) 14,56 (15° С) Електронегативність по Полінгу 3 Ковалентний радіус, 0,74 Кристалічний радіус, 1,4 (M3-) Потенціал іонізації, Вб

перший 14,54 другий 29,60


аТемпература та тиск, при яких щільності азоту рідкого та газоподібного стану однакові.
бКількість енергії, необхідне видалення першого зовнішнього і наступного його електронів, для 1 моль атомарного азоту.


Хімічні властивості.Як було зазначено, переважним властивістю азоту при звичайних умовахтемператури та тиску є його інертність, або мала хімічна активність. Електронна структура азоту містить електронну пару на 2s-рівні і три заповнені наполовину 2р-орбіталі, тому один атом азоту може пов'язувати не більше чотирьох інших атомів, тобто. його координаційне число дорівнює чотирьом. Невеликий розміратома також обмежує кількість атомів чи груп атомів, які можуть бути пов'язані з ним. Тому багато сполук інших членів підгрупи VA або зовсім не мають аналогів серед сполук азоту, або аналогічні сполуки азоту виявляються нестабільними. Так, PCl5 - стабільне з'єднання, а NCl5 немає. Атом азоту здатний зв'язуватися з іншим атомом азоту, утворюючи кілька досить стабільних сполук, такі як гідразин N2H4 та азиди металів MN3. Такий тип зв'язку незвичайний для хімічних елементів (за винятком вуглецю та кремнію). За підвищених температур азот реагує з багатьма металами, утворюючи частково іонні нітриди MxNy. У цих сполуках азот заряджений негативно. У табл. 2 наведені ступені окислення та приклади відповідних сполук.
Таблиця 2. СТУПЕНІ ОКИСЛЕННЯ АЗОТУ І ВІДПОВІДНІ З'ЄДНАННЯ
Ступінь окислення Приклади сполук
-III Аміак NH3, іон амонію NH4+, нітриди M3N2 -II Гідразин N2H4 -I Гідроксиламін NH2OH I Гіпонітріт натрію Na2N2O2, оксид азоту(I) N2O II Оксид азоту(II) NO III Оксид азоту(III)2 азоту(IV) NO2, димер N2O4 V Оксид азоту(V) N2O5, азотна кислота HNO3 та її солі (нітрати) Нітриди. З'єднання азоту з більш електропозитивними елементами, металами та неметалами - нітриди, - схожі на карбіди та гідриди. Їх можна поділити залежно від характеру зв'язку M-Nна іонні, ковалентні та з проміжним типом зв'язку. Як правило, це кристалічні речовини.
Іонні нітриди.Зв'язок у цих сполуках передбачає перехід електронів від металу до азоту з утворенням іона N3-. До таких нітридів відносяться Li3N, Mg3N2, Zn3N2 та Cu3N2. Крім літію, інші лужні метали підгрупи IA нітридів не утворюють. Іонні нітриди мають високі температури плавлення, реагують з водою, утворюючи NH3 та гідроксиди металів.
Ковалентні нітриди.Коли електрони азоту беруть участь у освіті зв'язку разом із електронами іншого елемента без переходу їхню відмінність від азоту до іншого атома, утворюються нітриди з ковалентної зв'язком. Нітриди водню (наприклад, аміак та гідразин) повністю ковалентні, як і галогеніди азоту (NF3 та NCl3). До ковалентних нітридів відносяться, наприклад, Si3N4, P3N5 і BN - високостабільні білі речовини, причому BN має дві алотропні модифікації: гексагональну та алмазоподібну. Остання утворюється при високих тискахі температурах і має твердість, близьку до твердості алмазу.
Нітриди із проміжним типом зв'язку.Перехідні елементи реакції з NH3 при високій температурі утворюють незвичайний клас сполук, в яких атоми азоту розподілені між регулярно розташованими атомами металу. У цих сполуках немає чіткого усунення електронів. Приклади таких нітридів - Fe4N, W2N, Mo2N, Mn3N2. Ці з'єднання, як правило, абсолютно інертні і мають хорошу електричну провідність.
Водневі сполуки азоту.Азот і водень взаємодіють, утворюючи сполуки, що віддалено нагадують вуглеводні (див. також ОРГАНІЧНА ХІМІЯ). Стабільність азотоводородів зменшується зі збільшенням числа атомів азоту в ланцюзі на відміну вуглеводнів, які стійкі й у довгих ланцюгах. Найбільш важливі нітриди водню - аміак NH3 та гідразин N2H4. До них відноситься також азотистоводнева кислота HNNN (HN3).
Аміак NH3.Аміак - один із найважливіших промислових продуктів сучасної економіки. Наприкінці 20 ст. США робили бл. 13 млн. т аміаку щорічно (у перерахунку на безводний аміак).
Будова молекули.Молекула NH3 має майже пірамідальну будову. Кут зв'язку H-N-H становить 107°, що близько величини тетраедричного кута 109°. Неподілена електронна пара еквівалентна приєднаній групі, в результаті координаційне число азоту дорівнює 4 і азот знаходиться в центрі тетраедра.


Властивості аміаку.Деякі фізичні властивості аміаку порівняно з водою наведені у табл. 3.

Таблиця 3. ДЕЯКІ ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АМІАКУ І ВОДИ


Температури кипіння та плавлення у аміаку набагато нижчі, ніж у води, незважаючи на близькість молекулярних мас та подібність будови молекул. Це пояснюється відносно більшою міцністю міжмолекулярних зв'язків у води, ніж у аміаку (такий міжмолекулярний зв'язок називається водневим).
Аміак як розчинник.Висока діелектрична проникність та дипольний момент рідкого аміаку дозволяють використовувати його як розчинник для полярних чи іонних неорганічних речовин. Аміак-розчинник займає проміжне положення між водою та органічними розчинниками типу етилового спирту. Лужні та лужноземельні метали розчиняються в аміаку, утворюючи темносині розчини. Можна вважати, що в розчині відбувається сольватація та іонізація валентних електронів за схемою

Синій колір пов'язують із сольватацією та рухом електронів або з рухливістю "дірок" у рідині. При високій концентрації натрію в рідкому аміаку розчин приймає бронзове забарвлення та відрізняється високою електропровідністю. Незв'язаний лужний метал можна виділити з такого розчину випаровуванням аміаку або додаванням натрію хлориду. Розчини металів в аміаку є добрими відновниками. У рідкому аміаку відбувається автоіонізація


аналогічно процесу, що протікає у воді


Деякі хімічні властивості обох систем зіставлені у табл. 4. Рідкий аміак як розчинник має перевагу в деяких випадках, коли неможливо проводити реакції у воді через швидку взаємодію компонентів з водою (наприклад, окислення та відновлення). Наприклад, в рідкому аміаку кальцій реагує з KCl з утворенням CaCl2 і K, оскільки CaCl2 нерозчинний в рідкому аміаку, а До розчинний, і реакція протікає повністю. У воді така реакція неможлива через швидку взаємодію Ca з водою. Одержання аміаку. Газоподібний NH3 виділяється із солей амонію при дії сильної основи, наприклад, NaOH:

Метод застосовний у лабораторних умовах. Невеликі виробництва аміаку засновані на гідролізі нітридів, наприклад Mg3N2, водою. Ціанамід кальцію CaCN2 при взаємодії з водою також утворює аміак. Основним промисловим методом отримання аміаку є каталітичний синтез його з атмосферного азоту та водню при високих температурі та тиску:


Водень для цього синтезу одержують термічним крекінгом вуглеводнів, дією парів води на вугілля або залізо, розкладанням спиртів парами води або електролізом води. На синтез аміаку отримано безліч патентів, що відрізняються умовами проведення процесу (температура, тиск, каталізатор). Існує спосіб промислового одержання при термічній перегонці вугілля. З технологічною розробкою синтезу аміаку пов'язані імена Ф.Габера та К.Боша.
Хімічні властивості аміаку.Крім реакцій, згаданих у табл. 4, аміак реагує з водою, утворюючи сполуку NH3ЧH2O, яку часто помилково вважають гідроксидом амонію NH4OH; насправді існування NH4OH у розчині не доведено. Водний розчин аміаку (" нашатирний спирт") складається переважно з NH3, H2O та малих концентрацій іонів NH4+ та OH-, що утворюються при дисоціації

Основний характер аміаку пояснюється наявністю неподіленої електронної пари азоту: NH3. Тому NH3 - це основа Льюїса, яка має найвищу нуклеофільну активність, що виявляється у формі асоціації з протоном, або ядром атома водню:

Будь-які іон або молекула, здатні приймати електронну пару (електрофільне з'єднання), будуть взаємодіяти з NH3 з утворенням координаційного з'єднання. Наприклад:


Символ Mn+ є іоном перехідного металу (B-підгрупи періодичної таблиці, наприклад, Cu2+, Mn2+ та ін.). Будь-яка протонна (тобто Н містить) кислота реагує з аміаком у водному розчині з утворенням солей амонію, таких, як нітрат амонію NH4NO3, хлорид амонію NH4Cl, сульфат амонію (NH4)2SO4, фосфат амонію (NH4) Ці солі широко застосовуються в сільському господарствіяк добрива для введення азоту у ґрунт. Нітрат амонію також використовують як недорогу вибухову речовину; вперше воно було застосовано з нафтовим паливом (дизельним маслом). Водний розчин аміаку застосовують безпосередньо для введення в ґрунт або з зрошуючою водою. Сечовина NH2CONH2, що отримується синтезом з аміаку та вуглекислого газу, також є добривом. Газоподібний аміак реагує з металами типу Na та K з утворенням амідів:

Аміак реагує з гідридами та нітридами також з утворенням амідів:


Аміди лужних металів (наприклад, NaNH2) реагують з N2O при нагріванні, утворюючи азиди:

Газоподібний NH3 відновлює оксиди важких металів до металів за високої температури, мабуть, завдяки водню, що утворюється в результаті розкладання аміаку на N2 і H2:

Атоми водню молекулі NH3 можуть заміщатися на галоген. Йод реагує з концентрованим розчином NH3 утворюючи суміш речовин, що містить NI3. Ця речовина дуже нестійка і вибухає при найменшому механічному впливі. При реакції NH3 c Cl2 утворюються хлораміни NCl3, NHCl2 та NH2Cl. При дії на аміак гіпохлориту натрію NaOCl (утворюється з NaOH та Cl2) кінцевим продуктом є гідразин:


Гідразин.Наведені вище реакції є способом отримання моногідрату гідразину складу N2H4ЧH2O. Безводний гідразин утворюється при спеціальній перегонці моногідрату з BaO або іншими водовіднімними речовинами. За властивостями гідразин трохи нагадує пероксид водню H2O2. Чистий безводний гідразин - безбарвна гігроскопічна рідина, що кипить при 113,5 ° C; добре розчиняється у воді, утворюючи слабку основу

У кислому середовищі (H+) гідразин утворює розчинні солі гідразону типу []+X-. Легкість, з якою гідразин та деякі його похідні (наприклад, метилгідразин) реагують з киснем, дозволяє використовувати його як компонент рідкого ракетного палива. Гідразин та всі його похідні сильно отруйні. Оксиди азоту. У сполуках із киснем азот виявляє всі ступені окислення, утворюючи оксиди: N2O, NO, N2O3, NO2 (N2O4), N2O5. Є мізерна інформація про утворення пероксидів азоту (NO3, NO4). Оксид азоту (I) N2O (монооксид діазоту) виходить при термічній дисоціації нітрату амонію:

Молекула має лінійну будову

N2O досить інертний при кімнатній температурі, але при високих температурах може підтримувати горіння матеріалів, що легко окислюються. N2O, відомий як "звеселяючий газ", використовують для помірної анестезії в медицині. Оксид азоту(II) NO - безбарвний газ, є одним із продуктів каталітичної термічної дисоціації аміаку в присутності кисню:


NO утворюється також при термічному розкладанні азотної кислоти або реакції міді з розведеною азотною кислотою:

NO можна отримувати синтезом із простих речовин (N2 та O2) за дуже високих температур, наприклад, в електричному розряді. У структурі молекули NO є один неспарений електрон. З'єднання з такою структурою взаємодіють з електричним та магнітним полями. У рідкому або твердому стані оксид має блакитне забарвлення, оскільки неспарений електрон викликає часткову асоціацію в рідкому стані та слабку димеризацію у твердому стані: 2NO N2O2. Оксид азоту(III) N2O3 (триоксид азоту) - ангідрид азотистої кислоти: N2O3 + H2O 2HNO2. Чистий N2O3 може бути отриманий у вигляді блакитної рідини за низьких температур (-20° С) з еквімолекулярної суміші NO і NO2. N2O3 стійкий тільки в твердому стані при низьких температурах (т.пл. -102,3 ° С), в рідкому та газоподібному стані він знову розкладається на NO і NO2. Оксид азоту(IV) NO2 (діоксид азоту) також має у молекулі неспарений електрон (див. вище оксид азоту(II)). У будові молекули передбачається триелектронний зв'язок, і молекула виявляє властивості вільного радикала (одна лінія відповідає двом спареним електронам):


NO2 виходить каталітичним окисленням аміаку надлишку кисню або окисленням NO на повітрі:


а також за реакціями:


При кімнатній температурі NO2 - газ темнокоричневого кольору, має магнітними властивостямизавдяки наявності неспареного електрона. При температурах нижче 0° C молекула NO2 димеризується тетраоксид діазоту, причому при -9,3° C димеризація протікає повністю: 2NO2 N2O4. У рідкому стані недимеризовано лише 1% NO2, а при 100°C залишається у вигляді димеру 10% N2O4. NO2 (або N2O4) реагує у теплій воді з утворенням азотної кислоти: 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO. Технологія NO2 тому дуже важлива як проміжна стадія отримання промислово важливого продукту - азотної кислоти. Оксид азоту(V) N2O5 (устар. ангідрид азотної кислоти) - біла кристалічна речовина, що виходить зневодненням азотної кислоти в присутності оксиду фосфору P4O10:


N2O5 легко розчиняється у волозі повітря, знову утворюючи HNO3. Властивості N2O5 визначаються рівновагою


N2O5 - хороший окислювач, легко реагує, іноді бурхливо, з металами та органічними сполуками та в чистому стані при нагріванні вибухає. Імовірну структуру N2O5 можна як


Оксокислоти азоту.Для азоту відомі три оксокислоти: гіпоазотиста H2N2O2, азотиста HNO2 та азотна HNO3. Гіпоазотиста кислота H2N2O2 - дуже нестабільна сполука, що утворюється в неводному середовищі із солі важкого металу - гіпонітриту при дії іншої кислоти: M2N2O2 + 2HX 2MX + H2N2O2. При випарюванні розчину утворюється біла вибухова речовина з передбачуваною структурою H-O-N=N-O-H.
Азотиста кислота HNO2 не існує в чистому вигляді, проте водні розчини її невисокої концентрації утворюються при додаванні сірчаної кислоти до нітриту барію:

Азотиста кислота утворюється також при розчиненні еквімолярної суміші NO та NO2 (або N2O3) у воді. Азотиста кислота трохи сильніша за оцтову кислоту. Ступінь окислення азоту у ній +3 (її структура H-O-N=O), тобто. вона може бути і окислювачем, і відновником. Під дією відновників вона відновлюється зазвичай до NO, а за взаємодії з окислювачами окислюється до азотної кислоти. Швидкість розчинення деяких речовин, наприклад, металів або йодид-іону, в азотній кислоті залежить від концентрації азотистої кислоти, присутньої у вигляді домішки. Солі азотистої кислоти – нітрити – добре розчиняються у воді, крім нітриту срібла. NaNO2 застосовується у виробництві барвників. Азотна кислота HNO3 - одне з найважливіших неорганічних продуктів основний хімічної промисловості. Вона використовується в технологіях безлічі інших неорганічних та органічних речовин, наприклад, вибухових речовин, добрив, полімерів та волокон, барвників, фармацевтичних препаратів та ін.
Див. такожЕЛЕМЕНТИ ХІМІЧНІ.
ЛІТЕРАТУРА
Довідник азотника. М., 1969 Некрасов Б.В. Основи загальної хімії. М., 1973. Проблеми фіксації азоту. Неорганічна та фізична хімія. М., 1982

Енциклопедія Кольєра. - Відкрите суспільство. 2000 .

Синоніми:

Дивитись що таке "АЗОТ" в інших словниках:

    - (N) хімічний елемент, газ, без кольору, смаку та запаху; становить 4/5 (79%) повітря; уд. вага 0,972; атомна вага 14; згущується у рідину при 140 °С. та тиск 200 атмосфер; складова частинабагатьох рослинних та тваринних речовин. Словник… … Словник іноземних слівросійської мови

    АЗОТ- АЗОТ, хім. елемент, символ. N (франц. AZ), порядковий номер 7, ат. в. 14,008; точка кипіння 195,7 °; 1 л А. при 0° та 760 мм тиск. важить 1,2508 г [лат. Nitrogenium («що породжує селітру»), нім. Stickstoff («задушливе… … Велика медична енциклопедія

    - (Лат. Nitrogenium) N, хімічний елемент V групи періодичної системи, атомний номер 7, атомна маса 14,0067. Назва від грецької a негативна приставка та zoe життя (не підтримує дихання та горіння). Вільний азот складається з 2 атомних… Великий Енциклопедичний словник

    азот- А м. azote m. араб. 1787. Лексіс.1. алхім. Перша матерія металів – металева ртуть. Сл. 18. Пустився він парацельс на кінець світу, пропонуючи всім за дуже помірну ціну свій Лауданум і свій Азот, для лікування всіх можливих ... ... Історичний словник галицизмів російської

    - (Nitrogenium), N, хімічний елемент V групи періодичної системи, атомний номер 7, атомна маса 14,0067; газ, tкіп 195,80 шС. Азот основний компонент повітря (78,09% за обсягом), входить до складу всіх живих організмів (в організмі людини. Сучасна енциклопедія

    Азот- (Nitrogenium), N, хімічний елемент V групи періодичної системи, атомний номер 7, атомна маса 14,0067; газ, tкіп 195,80 °С. Азот основний компонент повітря (78,09% за обсягом), входить до складу всіх живих організмів (в організмі людини. Ілюстрований енциклопедичний словник

    - (Хім. Знак N, атомна вага 14) один з хімічних елементів; безбарвний газ, що не має ні запаху, ні смаку; дуже мало розчинний у введенні. Питома вагайого 0.972. Пікте в Женеві і Кальєті в Парижі вдалося згустити азот, піддаючи його високому тиску. Енциклопедія Брокгауза та Єфрона

Азот - газ, проста хімічна речовина, неметал, елемент таблиці Менделєєва. Латинська назва Nitrogenium перекладається як «що породжує селітри».

Назва «азот» і співзвучні йому використовуються у багатьох країнах: у Франції, Італії, Росії, Туреччині, у деяких східнослов'янських та країнах колишнього СРСР. За основною версією, назва «азот» походить від грецького слова azoos — «млявий», оскільки не придатний для дихання.

Азот переважно зустрічається як газ — у повітрі його близько 78% (за обсягом). Родовища корисних копалин, яких він міститься — наприклад, чилійської селітри (нітрат натрію), індійської селітри (нітрат калію) здебільшого виснажені, у промислових масштабах реактив добувають хімічним синтезом з атмосфери.

Властивості

У нормальних умовах N2 - газ без смаку, кольору та запаху. Не горить, пожежо- та вибухобезпечний, погано розчиняється у воді, спиртах, не токсичний. Погано проводить тепло та електрику. При температурі нижче -196 С стає спочатку рідким, потім твердим. Рідкий азот – прозора, рухлива рідина.

Молекула азоту дуже стабільна, тому хімреактив в основному інертний, взаємодіє в нормальних умовах тільки з літієм, цезієм та комплексами перехідних металів. Для реакцій з іншими речовинами потрібні особливі умови: дуже висока температура і тиск, котрий іноді каталізатор. Не входить у реакції з галогенами, сіркою, вуглецем, кремнієм, фосфором.

Елемент дуже важливий для життя всього живого. Він є невід'ємною частиною білків, нуклеїнових кислот, гемоглобіну, хлорофілу та багатьох інших біологічно важливих сполук. Відіграє основну роль обміні речовин живих клітин та організмів.

Азот випускається у вигляді стисненого при 150 атмосфер газу, поставляється в балонах чорного кольору з великим та чітким написом жовтого кольору. Рідкий реагент зберігають у судинах Дьюара (термос із подвійними стінками, зі срібленням зсередини та вакуумом між стінками).

Небезпека азоту

У звичайних умовах азот не шкідливий для людини та тварин, але при підвищеному тискувикликає наркотичне сп'яніння, а за нестачі кисню — ядуха. З азотом та його впливом на кров людини при різкому зниженні тиску пов'язана дуже небезпечна кесонна хвороба.

Ймовірно, всі хоча б одного разу бачили у фільмах чи серіалах, як рідким азотом миттєво заморожують людей або замки на ґратах, сейфі тощо, після чого вони стають крихкими та легко розбиваються. Насправді рідкий азот заморожує досить повільно через свою малу теплоємність. Саме тому з його допомогою не можна заморожувати людей для подальшого розморожування - не виходить рівномірно і одномоментно заморозити все тіло та органи.

Азот відноситься до пніктогенів - хімічних елементів тієї ж підгрупи таблиці Менделєєва, що і він сам. Крім азоту до пніктогенів відносять фосфор, миш'як, сурму, вісмут та штучно отриманий московий.

Рідкий азот - ідеальний матеріалдля гасіння пожеж, особливо із цінними об'єктами. Після гасіння азотом не залишається води, піни, порошку, а газ просто вивітрюється.

Застосування

— Три чверті всього азоту, що випускається у світі, йде на виробництво аміаку, з якого, у свою чергу, виробляють широко використовується в різних сферахпромисловості азотну кислоту.
— У сільському господарстві сполуки азоту використовуються як добрива, а сам азот — для кращого збереження овочів у овочесховищах.
— Для виробництва вибухових речовин, детонаторів, палива космічних апаратів(гідразину).
- Для виготовлення барвників, медикаментів.
— При перекачуванні горючих речовин трубами, шахтами, електронними приладами.
— Для гасіння коксу у металургії, для створення нейтральної атмосфери у промислових процесах.
- Для продування труб та резервуарів; розпирання пластів у гірничовидобутку; прокачування палива в ракетах.
— Для накачування в літакові шини, іноді — в автомобільні.
— Для виробництва особливої ​​кераміки — нітриду кремнію, що має підвищену механічну, термічну, хімічну стійкість і багато інших корисними характеристиками.
- Харчову добавку Е941 використовують для створення в упаковках консервуючого середовища, що виключає окислення та розвиток мікроорганізмів. Рідкий азот використовують при розливі напоїв та олій.

Рідкий азот застосовується як:

— Холодоагент у кріостатах, вакуумних установках тощо.
— У кріогенній терапії у косметології та медицині, для проведення деяких видів діагностики, для зберігання зразків біоматеріалів, сперми, яйцеклітин.
— У кріогенному різанні.
- Для гасіння пожеж. Випаровуючись, реагент утворює масу газу в 700 разів більшу, ніж обсяг рідини. Цей газ відтісняє кисень від полум'я і воно тухне.

У нашій родині солодкий перецьлюблять, тому й висаджуємо його щороку. Більшість сортів, які я вирощую, перевірені мною протягом одного сезону, їх я культивую постійно. А ще щороку намагаюся спробувати щось новеньке. Перець - рослина теплолюбна і досить вибаглива. Про сортові та гібридні різновиди смачного та врожайного солодкого перцю, який добре у мене росте, і йтиметься далі. Я проживаю в середній смузіРосії.

Домашнє квітникарство - не тільки захоплюючий процес, а й дуже клопітне хобі. І, як правило, чим більше досвіду у квітникара, тим здоровішими виглядають його рослини. А що робити тим, хто не має досвіду, але хоче мати вдома кімнатні рослини – чахлі екземпляри, що не витягнулися, а красиві і здорові, не викликають почуття провини своїм згасанням? Для новачків та квітникарів, не обтяжених великим стажем, розповім про основні помилки, які легко уникнути.

Пишні сирникина сковороді з бананово-яблучним конфітюром – ще один рецепт усіма улюбленої страви. Щоб сирники не опадали після приготування, запам'ятайте декілька простих правил. По-перше, тільки свіжий і сухий сир, по-друге, ніяких розпушувачів та соди, по-третє, густота тіста – з нього можна ліпити, воно не туге, але податливе. Хороше тістоз малою кількістю борошна вийде тільки з хорошого сиру, а знову дивіться пункт «по-перше».

Не секрет, що багато препаратів з аптек перекочували на дачні ділянки. Їхнє застосування, на перший погляд, здається таким екзотичним, що деякими дачниками сприймається мало не в багнети. При цьому марганцівка – давно відомий антисептик, який застосовується і в медицині, і у ветеринарії. У рослинництві розчин марганцівки застосовують як антисептик, і як добриво. У цій статті розповімо, як правильно використовувати марганцівку в саду та городі.

М'ясний салат зі свинини з грибами - сільське блюдо, яке частенько можна зустріти на святковий стілв селі. Цей рецепт з печерицями, але якщо є можливість використовувати лісні гриби, то обов'язково готуйте так, буде ще смачніше. Багато часу витрачати на приготування салату не потрібно - 5 хвилин скласти м'ясо в каструлю і ще 5 хвилин на нарізку. Все інше відбувається практично без участі кухаря – м'ясо та гриби варяться, остигають, маринуються.

Огірки добре ростуть не тільки в теплиці чи оранжереї, а й у відкритому ґрунті. Зазвичай посів огірків провадиться з середини квітня до середини травня. Збір урожаю у такому разі можливий із середини липня до кінця літа. Огірки не переносять морозу. Ось чому ми не сіємо їх надто рано. Однак є спосіб наблизити їх урожай і скуштувати соковитих красенів зі своєї грядки ще на початку літа чи навіть у травні. Необхідно лише врахувати деякі особливості цієї рослини.

Полісціас – прекрасна альтернатива класичним ряболистим чагарникам та деревним. Ошатні круглі або перисті листя у цієї рослини створюють разюче святкову кучеряву крону, а елегантні силуети і досить скромний характер перетворюють його на прекрасного кандидата на роль найбільшої рослини в будинку. Більше листя не заважає йому успішно замінювати фікуси Бенджаміна і Ко. Тим більше, що полісциас пропонує куди більшу різноманітність.

Гарбузова запіканка з корицею - соковита і неймовірно смачна, трішки схожа на гарбузовий пиріг, але, на відміну від пирога, вона ніжніша і просто тане в роті! Це ідеальний рецептсолодкої випічки для сім'ї, де є діти. Як правило, гарбуз малюки не дуже люблять, зате поласувати солоденьким ніколи не проти. Солодка запіканка з гарбуза - смачний і корисний десертякий, до того ж, і готується дуже просто та швидко. Спробуйте! Вам сподобається!

Жива огорожа - це не тільки один з найважливіших елементів ландшафтного дизайну. Вона виконує різні захисні функції. Якщо, наприклад, садок межує з проїжджою дорогою, або неподалік проходить автотраса, то жива огорожапросто необхідна. «Зелені стіни» захистять сад від пилу, шуму, вітру та створять особливий затишок та мікроклімат. У цій статті розглянемо оптимальні рослини для створення живоплоту, який зможе надійно захистити ділянку від пилу.

Багатьом культурам у перші тижні розвитку необхідне пікірування (і навіть не одне), а іншим – пересадка «протипоказана». Щоб "догодити" і тим, і іншим, можна використовувати не зовсім стандартні ємності для розсади. Ще одна вагома нагода їх спробувати - економія коштів. У цій статті розповімо, як обійтися без звичних ящиків, горщиків, касет та пігулок. І звернемо увагу на не традиційні, але дуже ефективні та цікаві ємності для розсади.

Корисний овочевий суп з червонокачанної капусти з селери, червоною цибулею та буряком - рецепт вегетаріанського супу, який також можна готувати в пісні дні. Тим, хто вирішив скинути кілька зайвих кілограмів, я пораджу не додавати картоплю і трохи зменшити кількість оливкової олії(Достатньо 1 столової ложки). Суп виходить дуже ароматним і густим, а в піст можна подати порцію супчика з пісним хлібом – тоді вийде ситно та корисно.

Напевно, всі вже чули про популярний термін «хюгге», який прийшов до нас з Данії. Це слово ніяк не перекладається іншими мовами світу. Тому що означає багато всього відразу: затишок, щастя, гармонію, душевну атмосферу... У цій північній країні, До речі, більшість часу в році - похмура погода і мало сонця. Ще й літо коротке. А рівень щастя при цьому - один із найвищих (країна регулярно посідає перше місце у загальносвітовому рейтингу ООН).

М'ясні кульки в соусі з картопляним пюре - звичайна друга страва, приготовлена ​​за мотивами італійської кухні. Звичніша назва цієї страви - тефтелі або м'ясні фрикадельки, проте італійці (і не тільки вони) називають такі невеликі круглі котлетки м'ясними кульками. Котлетки спочатку обсмажують до золотистої скоринки, а потім гасять у густому овочевому соусі - виходить дуже смачно, просто смакота! Фарш для цього рецепту підходить будь-який - курячий, яловичий, свинячий.


Азот – це малорозчинний у воді газ, що не має кольору, запаху та смаку. У вільному вигляді азот може застосовуватись у різних галузях промисловості. Розглянемо докладніше ті галузі, де використовують азот.

Металургія

  • При відпалюванні, спіканні порошковим металом.
  • При нейтральному загартуванні, пайці твердим припоєм.
  • При ціануванні (азот необхідний захисту чорних і кольорових металів).
  • Азот також грає важливу рольв роботі завантажувального пристрою доменної печі, машини для вогневої зачистки металів.
  • На коксохімічному виробництві.

Хімія, газ, нафта

  • Азот газоподібний застосовується при освоєнні свердловин. З його допомогою знижують рівень води у свердловинах. Даний метод є досить перспективним, характеризується він надійністю, а також простотою контролю та регулювання процесу у широкому діапазоні значень тисків та витрат. За допомогою газоподібного азоту швидко здійснюється випорожнення глибоких свердловин, швидке і різке, або повільне і плавне зниження свердловини тиску. Азот забезпечує дренування пласта та підживлення стиснутим газомщо необхідно для фонтанування рідини.
  • Азот застосовують при створенні інертного середовища у різних ємностях під час розвантажувально-навантажувальних робіт. Також азот застосовується при гасінні пожеж, під час випробувань та продування трубопроводу.
  • Азот у чистому вигляді використовується з метою синтезу аміаку, при виробництві добрив азотного типу, а також при переробці супутніх газів та конверсії метану.
  • Азот застосовується для скорочення відкладень на заводах з переробки нафти, для переробки компонентів з високим октановим числом збільшення продуктивності заводів з крекінгу нафти.

Пожежногасіння

  • Азот має інертні властивості, за рахунок яких можливе витіснення кисню та запобігання реакції окислення. Горіння є, по суті, швидким окисленням, за рахунок наявності в атмосфері кисню та джерела горіння, яким може послужити іскра, електрична дуга або просто хімічна реакція великою кількістютепла, що виділяється. Завдяки використанню азоту можна уникнути такої ситуації. Якщо серед концентрація азоту становитиме 90%, то займання не відбудеться.
  • Як стаціонарні азотні установки, так і мобільні станції для виробництва азоту можуть ефективно запобігти займанню. З їх допомогою вогнище займання може бути успішно згашено.

Медицина

  • У дослідженнях у лабораторіях, для лікарняних аналізів.

Гірничодобувна промисловість

  • У вугледобувних шахтах азот також необхідний пожежогасіння.

Фармацевтика

  • Азот використовується для пакування, транспортування та витіснення кисню з різноманітних резервуарів із продуктом.

Харчова промисловість

  • Азот необхідний для перевалки, зберігання, упаковки продуктів харчування (особливо сирів та олійно-жирових продуктів, які дуже швидко окислюються киснем), для збільшення терміну їх зберігання, а також для збереження смакових якостей цих продуктів.
  • Суміш азоту та діоксиду вуглецю дозволяє зупинити розмноження бактерій.
  • Азот, створюючи інертне середовище, дозволяє захистити продукти від шкідливих комах.
  • Азот виступає як розріджувач для створення газової суміші.

Целюлозно-паперова галузь промисловості

  • Азот використовується в процесах обробки катодним променем паперу, картону і навіть деяких предметів з дерева, з метою полімеризувати лакові покриття. Такий спосіб дозволяє знизити витрати на фотоініціатори, а також знизити рівень викиду летких сполук і підвищити якість обробки.
Таким чином, існує безліч галузей, де використовують азот. І все це доводить його універсальність та затребуваність.

Азотбезбарвний та нетоксичний, без запаху та смаку. Азот існує в природі як незаймистий газ при нормальних температурах і тиску. Цей газ (азот) дещо легший за повітря, тому його концентрація з висотою підвищується. При охолодженні до точки кипіння азот перетворюється на безбарвну рідину, яка за певних тиску і температури стає твердою безбарвною кристалічною речовиною. Азот слаборозчинний у воді та більшості інших рідин, є поганим провідником електрики та тепла.

Більшість використань азоту пояснюється його інертними властивостями. Однак при високих тисках та температурах азотреагує з деякими активними металами, наприклад, з літієм і магнієм, утворюючи нітриди, а також з деякими газами, такими як кисень і водень.

Основні факти про азот: історія відкриття та основні властивості

Азот (N2)- Одна з найпоширеніших речовин на Землі. З нього на 75% складається атмосфера нашої планети, тоді як частка кисню у ній становить лише 22%.

Як не дивно, вчені довго не знали про існування цього газу. Лише в 1772 році англійський хімік Деніел Резерфорд описав його як «зіпсоване повітря», нездатне підтримувати горіння, яке не вступає в реакцію з лугами і непридатне для дихання. Саме слово « азот»(Від грецької - «неживий») запропонував 15 років по тому Антуан Лавуазьє.

За нормальних умов це газ, що не має кольору, запаху та смаку, важчий за повітря і практично інертний. При температурі -195,8 ° C він перетворюється на рідкий стан; при -209,9 ° C - кристалізується, нагадуючи сніг.

Області застосування азоту

В даний час, азотзнайшов широке застосуванняу всіх галузях людської діяльності.

Так, нафтогазова промисловість використовує його з метою регулювання рівня та тиску в нафтових свердловинах, витіснення кисню з ємностей для зберігання. природного газу, продування та тестування трубопроводів. Хімічна промисловість потребує його для отримання добрив і синтезу аміаку, металургія - для ряду технологічних процесів. Завдяки тому що азот витісняє кисень, але не підтримує горіння, його застосовують у пожежогасінні. У харчової промисловостіупаковка продуктів в азотній атмосфері замінює використання консервантів, перешкоджає окисленню жирів та розвитку мікроорганізмів. Крім того, ця речовина використовується у фармацевтиці для отримання різних препаратів та в лабораторній діагностиці – для проведення низки аналізів.

Рідкий азот здатний за лічені секунди заморозити все, що завгодно без утворення кристаликів льоду.Тому медики застосовують його в кріотерапії для видалення відмерлих клітин, а також у кріосбереженні сперматозоїдів, яйцеклітин та зразків тканин.

Цікаво, що:

  • Миттєве морозиво, приготовлене за допомогою рідкого азоту, винайшов у 1998 році біолог Курт Джонс, дуріючи з друзями на кухні. Згодом він заснував компанію з виробництва цього десерту, який має попит у американських ласунів.
  • Світова промисловість отримує із земної атмосфери 1 млн тонн цього газу на рік.
  • Рука людини, занурена в склянку з рідким азотом на 1-2 секунди, залишиться неушкодженою завдяки «рукавичці» з бульбашок газу, що утворюється при закипанні рідини у місцях контакту зі шкірою.


Розповісти друзям