Азот, N (nitrogenium), химичен елемент (в. No. 7) VA подгрупа на периодичната система на елементите. земната атмосфера съдържа 78% (об.) от азот. За да се илюстрира как голяма тези запаси азот, отбелязват, че в атмосферата през всеки квадратен километър на земната повърхност е много азот, че от него могат да получат до 50 Mill. М натриев нитрат или 10 Mill. T амоняк (азотно съединение и водород), и все пак е една малка част от азота, съдържащ се в земната кора. Наличието на свободен азот показва своята инерция и проблеми на взаимодействието с другите елементи на обикновена температура. Bound азот е член на органични и неорганични вещества. Флора и фауна съдържат азот, свързан с въглерод и кислород в протеини. В допълнение, известно и може да се получи в големи количества азот съдържащ неорганични съединения като нитрат (NO3 -), нитрит (NO2 -) цианид (CN -), нитрид (N 3) и азиди (N3 -).
Исторически информация.
Експерименти Лавоазие, посветени на изучаването на ролята на атмосфера за поддържане на живота и горивни процеси, потвърдиха наличието на относително инертно вещество в атмосферата. Не определяне на елементарния характер на оставащите след изгарянето на газа, Лавоазие го нарекли azote, че на гръцки означава "безжизнен". През 1772 D.Rezerford Единбург установили, че този газ е елемент, и той да се нарича "вредни въздух". Азотът латинското наименование идва от гръцките думи и нитрон GEN, което означава "формиране нитрат."
Фиксиране на азот и азот цикъл.
Терминът "азот фиксиране" означава процесът на атмосферния азот N2 свързване. В природата, това може да възникне по два начина: или бобови растения, като грах, детелина и соя, се натрупват в техните корени възли, в която бактериите, които определят азот, се превръщат в нитрат или настъпва окисляване на атмосферния азот с кислород в условията на мълния. S.Arrenius установено, че по този начин се фиксира на 400 Mill. Тона годишно азот. Съгласно азотни оксиди се комбинират с дъждовна вода за образуване на азотна киселина и азотна киселина. В допълнение, беше установено, че с дъжда и снега на хектар попада прибл. 6700 грама на азот; достигане на почвата, те се превръщат в нитрити и нитрати. Растения използват нитрати за образуване на растителни протеинови вещества. Животните, храненето на тези растения метаболизират протеинови вещества от растения и ги превръщат в животински протеин. След смъртта на животните и растенията е тяхното разлагане, азотни съединения се превръщат в амоняк. Амонякът се използва по два начина: бактериите не образуват нитрати, за да унищожи неговите елементи, освобождаващ азот и водород и други бактерии форма нитрити, други бактерии, които се окисляват до нитрати. По този начин има циркулация на азот в природата, или цикъл азот.
В структурата на ядрото и електронни черупки.
В природата, има две стабилни изотопи на азот: с масово число 14 (7 включва протони и седем неутрони) и с масово число 15 (7 включва протони и неутрони 8). съотношението им е 99,635: 0,365, така че атомното тегло на азот се равнява на 14.008. Нестабилна азот изотопи 12 N, N 13, 16 N 17 N са получени изкуствено. Схематично, електронната структура на такъв азотен атом: 1s 2s 2 2 1 2px 2py 1 2pz 1. Следователно, на външния (втори) електрон черупката е 5 електрони, които могат да участват в образуването на химични връзки; азотни орбитали могат също да приемат електрони, т.е. образуването на съединения, имащи степен на окисление (-III) до (V), и са известни. Вж. Също структурата на атома.
Молекулно азот.
От определенията на плътността на газ установено, че азот двуатомен молекула, т.е. азот молекулна формула е N Je N (или N2). На два азотни атоми на три външен 2-р-електрон на всеки атом образуват тройна връзка: N. Н. образуване електронни двойки. Измерено interatomic разстояние N-N е равно на 1.095 Å, Както в случая с водород (вж. Водород). съществуват азотни молекули с различни въртене ядра - симетрични и antisymmetric. При нормална температура на симетричен съотношение и antisymmetric форми е 2: 1. В твърдо състояние, са известни два азотни модификации: а - кубичен и б - шестоъгълна с температура на преход ® б -237,39 ° С модификация В се топи при -209,96 ° С и се кипи при -195,78 ° С под 1 атм (вж. таблица. 1).
дисоциация енергия мола на (28,016 грама или 6,023 W 23 октомври молекули) на молекулни азотни атома (N2 2N) е приблизително -225 ккал. Следователно, атомен азот може да бъде образуван от тих електрически разряд и химически по-активен от молекулярен азот.
Получаването и използването.
Метод за получаване на елементарен азот зависи от необходимата чистота. Големите количества азот за синтез на амоняк се получава, и допустимите малки количества от благородни газове.
Азот от атмосферата.
Икономически отделянето на азот от атмосферата в резултат на ниска цена на метода за втечняване на пречистения въздух (водна пара, СО2. Прах и други примеси се отстраняват). Последователните цикъла на компресиране, охлаждане и разширяване на въздух резултата на втечняване. Течен въздух се подлага на фракционна дестилация при бавно повишаване на температурата. Първият означават благородни газове, след азот, течен кислород, и остава. Пречистването се постига кратно на фракциониране процеси. Този метод произвежда много милиони тона азот една година, за предпочитане за синтез на амоняк, който е изходен материал в технологията на производство на различни азотсъдържащи съединения за промишлеността и селското стопанство. Освен това пречистен азот одеялото често се използва при наличието на кислород е неприемливо.
Лабораторни методи.
Азот могат да бъдат получени в лабораторията по различни начини, окисляване на амоняк или амониев йон в малки количества, например:
Много подходящ амониев йон окисление на нитрит йон:
Има и други начини - азиди разлагане при нагряване, разлагането на амоняк меден оксид (II), реакция на нитрит с сулфаминова киселина или карбамид:
Когато каталитично разлагане на амоняк при високи температури, могат да бъдат получени азот:
Свързани статии