Fundamentos da química: propiedades, aplicación e produción de nitróxeno

O nitróxeno é un dos elementos máis comúns da Terra: na atmosfera o seu contido supera o 78%. A existencia dunha gran cantidade de nitróxeno no estado libre indica a súa inerteza e difícil interacción con outros elementos en condicións normais.

Nun estado unido, esta substancia se pode atopar en materia orgánica e inorgánica. Vinculado a carbono e osíxeno, o nitróxeno se atopa en proteínas animais e vexetais.

En si mesma, o nome "nitróxeno" foi inventado por Lavoisier, que en numerosos experimentos estableceu a presenza na atmosfera dalgunha substancia inerte. O científico considerou esta sustancia sen vida - en grego "azote".

Ciclo de nitróxeno

A pesar da inerte do nitróxeno, na natureza hai procesos constantes de fixación ou unión. Por exemplo, nas raíces das leguminosas as plantas acumulan bacterias específicas que fixan o nitróxeno, o procesan en nitratos.

Na atmosfera, este gas se oxida durante a descarga de raios. A continuación, os óxidos de nitróxeno se disolven nos sedimentos, formando un nitróxeno ácido e nitrógeno. Con neve, choiva, néboa, o nitrógeno entra no chan, onde se transforma en nitritos ou nitratos. Entón, varias plantas usan para construír proteína. Os animais se alimentan das plantas e as proteínas vexetais son transformadas en animais. Cando as plantas e os animais están descompostas despois da morte, todos os compostos de nitróxeno nos seus organismos son convertidos en amoníaco. As bacterias destruírono ata os elementos máis simples, liberando de novo o nitróxeno puro e o hidróxeno. Así é o ciclo do nitróxeno ou o ciclo do nitróxeno na natureza.

Propiedades químicas do nitróxeno

A súa propiedade principal en condicións normais é a inercia, isto é, Actividade química mínima. Un átomo de nitróxeno pode formar un enlace con outro átomo de nitróxeno, o cal é bastante inusual para elementos químicos (excepto o silicio e o carbono só).

Cando se quenta, este elemento reacciona coa maioría dos metais. Neste caso, fórmanse nitruros iónicos, covalentes ou intermedios cun ión nitrógeno cargado negativamente.

En reacción co hidróxeno, o nitróxeno forma compostos suficientemente estables como os hidrocarburos nitrogenados que recordan os hidrocarburos. Estas substancias inclúen amoníaco, hidrazina e ácido nítrico.

Preparación e aplicación de nitróxeno

Os compostos desta sustancia desempeñan un papel importante na industria e na agricultura. O método de obtención de nitróxeno en forma de elemento químico depende do grao necesario da súa pureza. A maior parte do nitróxeno é necesaria para a produción de amoníaco, pero permite unha pequena cantidade de gases nobres nel.

Obtención de nitróxeno da atmosfera

Esta é unha das formas máis económicas nas que o aire purificado posteriormente se licúa por refrixeración e expansión. O aire líquido resultante é destilado a través das fraccións, elevando lentamente a temperatura. Neste proceso, os primeiros gases son lanzados por primeira vez, seguido de nitróxeno. Só queda o osíxeno líquido.

Esta produción de nitróxeno permite producir millóns de toneladas desta sustancia cada ano. O nitróxeno úsase principalmente para a posterior produción de amoníaco, que, á súa vez, actúa como materia prima para a obtención de compostos industriais e agrícolas que conteñen nitróxeno.

Tamén se pode usar unha atmosfera limpa de nitróxeno cando se require unha completa ausencia de osíxeno.

Produción de nitróxeno no laboratorio

En pequenas cantidades, este gas obtense por oxidación de ións de amonio ou amoníaco. En particular, o ión amonio pode ser oxidado cun ión nitrito.

A produción de nitróxeno no proceso de descomposición

Cando se queiman, azidas se descompón, o amoníaco descomponse con óxido de cobre, os nitritos descomponse da reacción con urea ou o ácido sulfámico. Como resultado de todas estas reaccións, o nitróxeno fórmase.