Nitrogen er et kemisk grundstof, der findes i naturen i form af en diatomisk gas, hvilket betyder, at det består af to nitrogenatomer bundet sammen (N₂). Dens symbol på det periodiske system er "N", og det er hovedbestanddelen af Jordens atmosfære, der udgør cirka 78% af dens sammensætning. Dette gør det til den mest udbredte gas i vores luft. Mange mennesker ved ikke, hvad nitrogen egenskaber.
Derfor vil vi dedikere denne artikel til at fortælle dig, hvad der er de vigtigste egenskaber ved nitrogen, dets egenskaber og vigtighed.
Vigtigste funktioner
Et grundlæggende kendetegn ved nitrogen er dets lugtfri og inerte karakter. Ved stuetemperatur og normale trykforhold er nitrogen en farveløs og smagløs gas. Denne mangel på reaktivitet gør den værdifuld i mange industrielle anvendelser, som f.eks køling og konservering af fødevarer og materialer. Derudover spiller nitrogen en afgørende rolle i kvælstofcyklus, der giver levende organismer adgang til dette væsentlige element, såvel som i produktionen af gødning.
Selvom nitrogen er afgørende for livet på Jorden, kan atmosfærisk nitrogen i sin gasform ikke bruges direkte af levende organismer. For at levende væsener kan drage fordel af dette grundstof, skal det først omdannes til opløselige og assimilerbare nitrogenholdige forbindelser. Dette sker takket være processer som nitrogenfiksering, hvor visse typer bakterier og planter kan omdanne atmosfærisk nitrogen til nyttige former, såsom nitrater og proteiner.
I industrielle termer anvendes flydende nitrogen i forskellige køleapplikationer, som f.eks kryokonservering af biologiske prøver og varmefølsomme materialer. Derudover er nitrogen en nøglekomponent i fremstillingen af mange kemikalier, herunder gødning, som er afgørende for at forbedre landbrugets produktivitet. og plantevækst.
Nitrogen egenskaber
Fysiske egenskaber af nitrogen
Nitrogen er en lugtfri, farveløs og smagløs gas, der udgør 78 % af den luft, vi indånder. Det er et ikke-metal, der er gasformigt ved normalt tryk og temperatur. Dens smeltepunkt er -210°C og dens kogepunkt er -195,79°C. På den anden side har den en massefylde på 1,25046 kg/m3 og er ikke en god leder af elektricitet eller varme. Derudover er det vigtigt at overveje kemiske ændringer der kan forekomme i din stat, herunder deres egenskaber og applikationer.
nitrogen isotoper
De stabile isotoper af nitrogen er 14N og 15N, hvor førstnævnte er meget mere rigeligt end sidstnævnte. Derudover kan der findes andre radioaktive isotoper som 12N, 13N, 16N og 17N, som er vigtige i forskellige videnskabelige anvendelser.
atomare egenskaber
- Atomvægt: 14,0067 amu (atommasseenhed)
- Atomnummer: 7
- Symbol: N
- Atomradius: 56 pm (picometer)
- Oxidationstilstand: -3, +1, +2, +3, +4, +5
Status for kvælstofakkumulering
I naturen findes nitrogen i gasform. Imidlertid, mennesker har været i stand til at omdanne denne tilstand til væsker og faste stoffer gennem ændringer i temperatur og tryk. Selvom dets mest fremtrædende anvendelse er i flydende form, er det værd at bemærke, at flydende nitrogen kun bør anvendes til specifikke formål og med passende forholdsregler. På grund af sin meget lave væsketemperatur kan den skade huden og forårsage forfrysninger. Dette er afgørende i kryokonserveringsapplikationer.
Hvordan opnås det
Nitrogen kan fås fra en række forskellige kilder, men den mest almindelige metode til fremstilling af det i store mængder er gennem processen med fraktioneret destillation fra luft. Atmosfæren indeholder en betydelig koncentration af nitrogen i form af diatomisk gas (N₂) sammen med oxygen, argon og andre gasser.
Processen med at opnå nitrogen begynder med komprimering af atmosfærisk luft. Trykluften afkøles af et kølesystem, som forårsager kondens og dannelse af væske. Gennem en række destillationstårne gennemgår flydende luft fraktioneret adskillelse baseret på dens kogepunkter.
Fordi nitrogen har et lavere kogepunkt end oxygen og andre komponenter i luft, fordamper det hurtigere og koncentreres i toppen af destillationstårne. Således opsamles og opbevares gasformigt nitrogen til industriel brug og specialiserede anvendelser.
Ud over fraktioneret destillation af luft, der er andre metoder til at opnå nitrogen i mindre mængder eller under specifikke forhold. For eksempel kan visse bakterier og planter fiksere atmosfærisk nitrogen gennem biologiske processer, hvilket er gavnligt for at forbedre jordens frugtbarhed og landbrugets produktivitet.
.
Funktioner af nitrogen i naturen og mennesker
Nitrogen yder et vigtigt bidrag til miljøet: uden dette element ville liv på Jorden ikke være muligt. Dette grundstof er en del af proteinerne og nukleinsyrerne (DNA og RNA), så det er en del af livsgrundlaget.
Selvom gasformigt kvælstof er rigeligt til stede i jordens atmosfære, har planter svært ved at optage det på denne måde, så de assimilerer det som ammoniumioner eller nitrater. Derfor omdanner nogle bakterier nitrogen til en form, som planter kan optage, så dyr kan indtage planterne og optage kvælstof gennem processen. Dette gør det afgørende for landbruget, ud over dets vigtige rolle i gødningsproduktionen.
Bakterier kan med andre ord ikke omdanne jorden til en frugtbar base for planter uden tilstedeværelse af kvælstof. Derfor menes nitrogen at interferere med økosystemernes livscyklus.
Blandt nitrogens funktioner for mennesker finder vi følgende:
- Som konserveringsmiddel i emballerede fødevarer pga stopper oxidation.
- Pærerne indeholder nitrogen, som er lettere tilgængeligt, end når man tidligere brugte argon.
- Det bruges i flydende sprængstoffer for at forhindre dem i at detonere.
- Det bruges til at lave elektroniske dele såsom transistorer eller integrerede kredsløb.
- Det bruges i jetbrændstof, fordi det hjælper med at forhindre brandfare.
- flydende nitrogen hjælper med at bevare blod og blodplader.
- Det er til stede i næsten alle lægemidler, der forbruges (nitrogenoxid bruges som bedøvelsesmiddel).
- Det bruges til at lave rustfrit stål.
- Det bruges til fremstilling af gødning og andre kemikalier.
Hvordan det påvirker kroppen
Det viser sig, at dette komplekse nitrogen ikke er så gavnligt for sundheden. Nogle af dens hovedfunktioner er følgende:
- Nedsat ilttilførsel i blodet.
- Sænk skjoldbruskkirtlens funktion.
- Det tillader ikke A-vitamin at fiksere ordentligt i kroppen.
- Det fremmer produktionen af stoffer kaldet nitrosaminer, som forårsager mutationer i celler (kræft).
