Азот, науката, фендъм задвижвани от Wikia

Откриване Редактиране

В 1777, Хенри Кавендиш провежда следният експеримент: многократно преминава въздух през нажежено въглища, и след това обработване с алкали, като остатък, който Кавендиш наречен задушаване (или mefiticheskim) въздух. От гледна точка на съвременната химия е ясно, че реакцията на нажежено въглища с кислород от въздуха в контакт на въглеродния диоксид. който след това взаимодейства с основа. Когато този газ остатък е предимно азот. По този начин, Cavendish нарочени азот, но не успя да се разбере, че тази нова просто вещество (химичен елемент). През същата година Cavendish съобщава опита на Джоузеф Пристли.

Priestley в този момент провеждане на серия от експерименти, в които също така се свързва атмосферен кислород и премахва въглероден диоксид, получен, че се получи азот, обаче, е доминиращ поддръжник на възпалителен теорията време. напълно погрешно тълкувани резултатите (според него, процесът е обратното - няма кислород се отстранява от смес газ и обратно, както в резултат на удар въздух, наситен с флогистон; останалите въздух (азот) и той се нарича флогистон наситен, т.е. phlogisticated). Очевидно е, че Пристли, въпреки че може да идентифицира азот, не успя да се разбере същността на откритието си, и поради това не се счита за пионер на азот.

Едновременно с това, по подобен експеримент със същия резултат и прекарва Карл Шеле.

Впоследствие, азот се изследва Хенри Кавендиш (интересно е, че той е в състояние да се свързват азот и кислород чрез изхвърляне на електрическия ток и след абсорбцията на азотни оксиди в останалата получи малко количество газ е абсолютно инертен, т.е. инертни газове. Въпреки че, както в случай на азот, не можах да разбера какво е разпределена на нови химични елементи). Въпреки това, Ръдърфорд бил привърженик на теорията за флогистон, така и не можах да разбера какво е идентифициран. По този начин се определят ясно откривател азот невъзможно.

Произход на името Редактиране

Името "азот", което означава "мъртва", вместо предишното наименование ( "phlogisticated", "mefitichesky" и "развален" въздух), предложен в 1787, Antoine Лавоазие. който по това време с група от други френски учени, разработен на принципите на химичната номенклатура. Както е посочено по-горе, докато вече е известно, този азот не поддържа горенето, или дишане. Този имот и се счита за най-важната. Въпреки че по-късно стана ясно, че азотът, а напротив, тя е от съществено значение за всички живи същества, името остана във френските и руски езици.

Има и друга версия. Думата "азот" не изобретен от Лавоазие и колегите му от Съвета по номенклатура; тя е включена в алхимичната литература още през ранното средновековие и се използва за означаване на "първичен метал материал", който се счита за "алфа и омега" на всички неща. Този израз се привлечени от Апокалипсиса. "Аз съм Алфа и Омега, началото и краят." Думата е съставена от началните и крайните букви от азбуките на три езика - латински. Гръцки и иврит. - се разглежда като "свещен", защото според Евангелията. надписа на кръста на разпъването на Христос е направено в тези езици (и алфа омега Aleph и Tav Z -.... AAAZOTH). Авторите на новата химическа номенклатура са били добре запознати с наличието на думата; инициатор на неговото създаване Guyton де Morveau отбелязано в "Енциклопедия методичен" (1786), алхимичното значението на термина.

В Латинска се нарича азотен "Nitrogenium", т.е. "раждането нитрат"; Английски име произлиза от латински. Немски употребяван Stickstoff име, което означава "задушават въпроса."

Азотът в природата на закона

Природен азот има две стабилни изотопи 14 N - 99 635% и 15 N - 0365%.

разпространение Редактиране

Извън открити земята азот в газообразен мъглявини, слънчевата атмосфера, за уран. Нептун. междузвездното пространство и др азот -. разпространението на четвъртия елемент на слънчевата система (след водород и хелий кислород.).

Масата на разтворения азот в хидросферата, тъй като двата процеса възникнат азотна атмосфера се разтваря във вода и го освобождава в атмосферата е около 2 х 10 13 Т, освен за 7 х 10 11 тона азот съдържащи се в хидросферата под формата на съединения.

Биологичната роля на закона

Азотът е елемент, необходимо за съществуването на животни и растения, е включен в състава на протеини (16-18% от теглото) на аминокиселини. нуклеинови киселини. нуклеопротеиновото, хлорофил. хемоглобин и други. В тази връзка, значителен брой свързан азот, които се съдържат в живите организми "мъртва органична материя" и прахови частици моретата и океаните. Това количество се очаква да бъде около 1.9 х 10 11 тона. Като резултат от процеси на гниене и разлагане на азот-съдържащи органични вещества, при условие благоприятни фактори на околната среда, могат да образуват природни находища, съдържащи азот, като "чилийски нитрат" (натриев нитрат примеси други съединения), норвежки, индийски нитрат.

Цикълът на азот в природата Редактиране

атмосферно фиксиране на азот се среща естествено в две основни части - abiogenic и хранителни вещества. Първият път включва реакцията основно азот и кислород. Тъй като азот е химически много инертен към окисление изисква голямо количество енергия (висока температура). Тези условия се постигат чрез изхвърлянето мълния. когато температурата достигне 25 000 ° С или повече. По този начин е налице образуване на различни азотни оксиди. Има също възможност абиотичен фиксиране се появява в резултат на фотокаталитични реакции на повърхността на полупроводници или диелектрици широколентови (пустинен пясък).

Въпреки това, по-голямата част на молекулярен азот (около 1,4 х 10 8 тон / година) се определя от биотични. Дълго време се смяташе, че се свързват молекулярен азот може да бъде само малко количество (въпреки че е широко разпространен в земната повърхност) микроорганизми: Бактериите Azotobacfer и Clostridium. възлите бактерии Rhizobium бобови растения. синьо-зелените водорасли Anabaena. Nostoc и др. Сега е известно, че тази способност има много други организми във водата и почвата, например в Actinomycetes и други грудки елша (общо 160 вида). Всички те се превръщат в молекулно азотни съединения амониев (NH4 +). Този процес изисква значителен разход на енергия (1 г за фиксиране на атмосферния азот в нодули на бобови бактерии консумират около 167.5 кДж, т.е. окислява около 10 г глюкоза така видими за взаимна полза за симбиотични азотни фиксиране бактерии и растения. - Осигуряване на първата секунда "място за живеене "и доставка в резултат на фотосинтезата на гориво - глюкоза, последният се осигури необходимата усвоим азот в растенията за тяхната форма.

Азот под формата на амоняк и амониеви съединения, получени в процеса на азот фиксиране биогенен бързо окислява до нитрати и нитрити (този процес се нарича нитрификация). Последните несвързани растителни тъкани (и по-надолу тревопасни хранителната верига и хищници), дълго остават в почвата. Повечето от нитрат и нитрит са много разтворим, така че те се промиват с вода и накрая се в света океаните (този поток възлиза на 2,5-8 х 10 7т / година).

Азот, който е включен в тъканите на растенията и животните, след като са подложени на смърт ammonification (разпадане на азот-съдържащи съединения комплекс с развитието на амоняк и амониеви йони) и денитрификация - разпределение на атомен азот и неговите оксиди. Тези процеси се осъществяват изцяло поради микробната активност при аеробни и анаеробни условия.

При липса на човешки дейности азот фиксиране и нитрификация процеси почти напълно балансирани чрез обратна реакция на денитрификация. Част от азота навлиза в атмосферата от мантията, вулканични изригвания, част закрепи здраво в минералите в почвата и глина, в допълнение, има постоянен теч на азот от горните слоеве на атмосферата в междупланетното пространство.

Токсикология азот и съединения Edit

Сама по себе си, атмосферен азот е достатъчно инертен не да има пряко въздействие върху човешкото тяло и бозайници. Независимо от това, при повишено налягане причинява анестезия. интоксикация или диспнея (кислород); с бързо намаляване на налягането предизвиква завои азота.

Много азотни съединения са много активни и често токсични.

получаване Редактиране

В лаборатории може да бъде получено чрез реакцията на разлагане на амониев нитрит:

Реакцията е екзотермична, продължава да се освободи 80 ккал (335 кДж), и следователно изисква охлаждане на съда по време на потока (въпреки отопление амониев нитрит необходимо за иницииране на реакцията).

На практика, тази реакция се провежда чрез добавяне на капки на наситен разтвор на натриев нитрит в затоплена наситен разтвор на амониев сулфат, с резултат от реакцията се мигновено разлага амониев нитрит.

В бягство газ е замърсена с амоняк, азотен оксид (I) и кислород, от който се пречиства чрез преминаване през последователно разтвори на сярна киселина, железен сулфат (II) и нажежено върху мед. След това се суши азот.

Друг метод за получаване на лабораторна азот - нагряване на смес от калиев дихромат и амониев сулфат (в съотношение 2: 1 по тегло). Реакцията протича съгласно уравненията:

Най-чист азот може да бъде получен чрез разлагане на метални азиди:

Така наречената "въздух" или "стайна" азот, т.е. смес от благородни газове с азот. получен чрез реакция на въздуха с нажежено кокс:

Така се получава така наречената "регенеративната" или газ "въздух" - суровини за химичен синтез и горива. Ако е необходимо, може да се изолира от азот, въглероден окис абсорбира.

Молекулно азот в индустрията се получава чрез фракционна дестилация на течен въздух. може да бъде получен по този метод и "атмосферния азот."

Един лабораторни методи - преминаване амоняк над меден оксид (II) при температура

Амонякът е взета от своя наситен разтвор с нагряване. CuO сума е 2 пъти повече от селище. Непосредствено преди употреба азот пречиства от примеси кислород и амоняк чрез преминаване над меден оксид и (II) (също

700 ° С), след това се суши с концентрирана сярна киселина и алкален сухо. Процесът е доста бавен, но си струва: газът се оказва много чиста.

Редактиране на имоти

Физични свойства Редактиране

При атмосферно налягане, съществува азота в три алотропна модификации преход точка между които е -238 ° С (топлина на преход от 250 J / мол) и -186 ° С (топлина на преход е 199.3 кДж / кг). Основните физичните свойства на азот са посочени в таблицата.

Химични свойства, молекулярна структура Edit

Азот в свободно състояние съществува под формата на молекула, молекула N2. Електронната конфигурация, която се описва с формула σs ²σs * 2 πx, Y 4 σz ², че съвпадат с тройна връзка между молекулите N≡N азот (дължина връзка dN≡N = 0,1095 пМ). Следователно, молекулата на азот е много издръжлив, за дисоциация N2 ↔ 2N специфичен енталпия на образуване на АН ° 298 = 945 кДж, скорост на реакцията постоянно K298 на = 10 -120. т.е. дисоциация на азотните молекули при нормални условия не практически случи (равновесие почти напълно изместен в ляво). Азот молекула неполярен и слабо поляризиран. взаимодействие сила между молекулите е много слаба, така че при нормални условия е газообразен азот.

Дори при 3000 ° С степента на термично разпадане на N2 е само 0,1%, и само при температура от около 5000 ° С възлиза на няколко процента (при нормално налягане). В горната част на атмосферата настъпва фотохимична дисоциация на молекули N2. При лабораторни условия е възможно да се получи атомен азот N2 газ, протичащ в силно отрицателно налягане чрез област на висока честота електрически разряд. Атомна азот е много по-активен молекулно: по-специално, при обикновени температури, реагира със сяра. фосфор. арсен и с редица метали. например, от живак.

Поради азотни молекули с висока якост много от неговите съединения са ендотермичен енталпия на образуване е отрицателна, и азотни съединения са нестабилни термично и доста лесно се разгражда при нагряване. Ето защо азотът на Земята е по-голямата част в свободно състояние.

Поради тяхната голяма инертен азот при нормални условия реагира само с литий.

при нагряване реагира с някои други метали и неметали също образуват нитриди:

Най-голямото практическо значение е водород нитрид (амоняк):

Индустриална свързване атмосферен азот Edit

Азотни съединения са изключително широко използвани в областта на химията, не е възможно да се изброят всички области, в които намират приложение вещества, съдържащи азот: тор промишлеността, взривни вещества, багрила, лекарства и така нататък. Въпреки огромно количество азот разположение в буквалния смисъл на думата "от въздуха", защото на описания по-горе съдържание N2 азот молекула отдавна е нерешен проблем за получаване на съединения, съдържащи азот от въздуха; повечето от азотни съединения, извлечени от нейните минерали като чилийски нитрат. Въпреки това, намаляването на запасите от тези минерали, както и нарастване на търсенето, причинени от азотни съединения за ускоряване на работата по индустриална свързване атмосферния азот.

Най-разпространеният метод за атмосферно амонячен фиксиране на азот. Обратима реакция синтез на амоняк:

екзотермична (топлинен ефект на 92 кДж) и продължава с намаляване на обема, така че да се измести равновесието надясно в съответствие принцип Le Шателие с - Brown необходимо охлаждане на сместа и високо налягане. Въпреки това, от гледна точка на намаляване на кинетичната температура е неизгодно, тъй като това се намалява значително скоростта на реакцията - дори при 700 ° С скоростта на реакцията е твърде ниска за практическо използване.

В такива случаи, катализа. от подходящ катализатор може да увеличи скоростта на реакцията без изместване на равновесието. В търсене на подходящ катализатор е била изпробвана около двадесет хиляди различни съединения. Обединените свойства (каталитична активност, устойчивост отравяне, ниска цена) най-голямо прилагане е получил катализатор на базата на желязо метална сплав на алуминий и калиеви оксиди. Процесът се провежда при температура от 400-600 ° С и налягане от 10-1000 атмосфери.

Има и друг, по-малко общ промишлен метод за свързване на атмосферния азот - метод цианамид основава на реакцията на калциев карбид с азот при 1000 ° С Реакцията се извършва в съответствие с уравнението:

Реакцията е екзотермична, неговото термично въздействие на 293 кДж.

Всяка година atmosofery земята промишлено вижда от около 1 х 10 6 тона на азот.

Азотни съединения Edit

Азотни съединения в окислителни -3 представени нитриди. от които най-важното е практически амоняк;
Азотни съединения в окислено състояние -2-малко характеристика представени pernitridami. от които най-важна pernitrid водород или хидразин N2 Н4 (има също изключително нестабилни N2 Н2 водород pernitrid диимид.);
Азотни съединения в окислено състояние -1 NH2 OH (хидроксиламин) - нестабилна база се използва заедно с хидроксиламониеви соли, в органичния синтез;
Азотни съединения в състояние на 1 окисление на азотен оксид (I) N2 О (азотен оксид, райски газ). Виж азотни оксиди .;
Азотни съединения в окисление 2 азотен оксид (II) NO. Виж азотни оксиди .;
Азотни съединения в окислено състояние +3 азотен оксид (III) 2O 3, NO2 анионни производни (азотни оксиди см.) -. азот флуорид NF3;
Азотни съединения в 4 окисляването на азотен оксид (IV) (азотен диоксид). Вж. Азотни оксиди.
Азотни съединения, в окисление 5 - азотна киселина и нейните соли - нитрати. азотен оксид (V) 2O 5, и др.

Редактиране на приложения

Течен азот се използва като хладилен агент и криотерапия. Газ се използва за създаване на неутрален атмосфера, понякога за инжектиране в гумите.

Въпреки това, основната област на използване азот е използването му за допълнително синтез на голямо разнообразие от съединения, съдържащи азот, такива като амоняк, азотни торове, взривни вещества, оцветители, и така нататък. Н. Големи количества азот се използват в производството на кокс ( "кокс сух охлаждане") с разтоварване на кокс от коксови батерии, както и за "прегънат" в резервоарите на ракетата в помпи или мотори.

Етикетиране на цилиндрите Редактиране

азотни цилиндри са оцветени черно, трябва да бъдат отбелязани жълти и кафяви ивици.