Osnove hemije: svojstva, primjena i proizvodnja azota

Azot je jedan od najčešćih elemenata na Zemlji - u atmosferi njegov sadržaj premašuje 78%. Postojanje ovako velike količine azota u slobodnom stanju ukazuje na inertnost i tešku interakciju sa drugim elementima u normalnim uslovima.

U određenom stanju ova supstanca može se naći u organskoj i neorganskoj materiji. Povezan sa ugljenikom i kiseonikom, azot se nalazi u belančevima životinja i biljkama.

Sam po sebi, ime "azot" je izumeo Lavoisier, koji je u brojnim eksperimentima utvrdio prisustvo u atmosferi neke inertne supstance. Naučnik je smatrao ovu supstancu beskrajnom - u grčkom "azotu".

Azotni ciklus

Uprkos inertnosti azota, u prirodi postoje konstantni procesi fiksacije ili vezivanja. Na primer, u korenima mahunarki biljke akumuliraju specifične bakterije koje fiksiraju azot, obraduju ih u nitrate.

U atmosferi ovaj gas se oksidira tokom pražnjenja munje. Zatim, azotni oksidi rastvaraju u sedimentima, formirajući kiselinski azot i azot. Sa snijegom, kišom, maglom, azotom ulazi u zemlju, gdje se pretvara u nitrite ili nitrate. Tada ih različite biljke koriste za izgradnju proteina. Životinje hranjene na biljkama, a biljni proteini se prerađuju u životinje. Kada se biljke i životinje razgradjuju nakon smrti, sva dušikova jedinjenja u svojim organizmima pretvaraju se u amonijak. Bakterije ga uništavaju do najjednostavnijih elemenata, čime ponovo oslobađaju čist azot i vodonik. Tako se javlja ciklus azota ili ciklus azota u prirodi.

Hemijska svojstva azota

Njegova glavna svojina pod normalnim uslovima je inercija, tj. Minimalna hemijska aktivnost. Atomi azota mogu formirati vezu sa drugim atomom azota, što je sasvim neobično za hemijske elemente (osim silikona i ugljenika).

Kada se zagreva, ovaj element reaguje sa većinom metala. U ovom slučaju formiraju se jonski, kovalentni ili srednji nitridi sa negativnim nabojem azota.

U reakciji sa vodonikom, azot formira dovoljno stabilna jedinjenja - azotni ugljovodonici, koji podsećaju na ugljovodonike. Takve supstance uključuju amonijak, hidrazin i azotnu kiselinu.

Priprema i primena azota

Jedinjenja ove supstance igraju važnu ulogu u industriji i poljoprivredi. Metoda dobijanja azota u obliku hemijskog elementa zavisi od potrebnog stepena njegove čistoće. Većina azota je neophodna za proizvodnju amonijaka, ali u njoj dozvoljava mala količina plemenitih gasova.

Dobijanje azota iz atmosfere

Ovo je jedan od najekonomičnijih načina na koji se očišćeni vazduh kasnije teče hladnjom i ekspanzijom. Dobijeni tekući vazduh se destilira kroz frakcije, polako podiže temperaturu. U ovom procesu se prvo puste plemeniti gasovi, a zatim azot. Ostaje tek tekući kiseonik.

Ova proizvodnja azota dozvoljava da se svake godine proizvede milion tona ove supstance. Azot se uglavnom koristi za naknadnu proizvodnju amonijaka, koja, pak, deluje kao sirovina za dobijanje industrijskih i poljoprivrednih jedinjenja koja sadrže azot.

Čista atmosfera azota može se koristiti i kada je potrebno potpuno odsustvo kiseonika.

Proizvodnja azota u laboratoriji

U malim količinama ovaj gas se dobija oksidacijom amonijumovih jona ili amonijaka. Konkretno, amonijum jon može se oksidovati nitritnim jonom.

Proizvodnja azota u procesu raspadanja

Kada se zagrevaju, azidi se rastavljaju, amonijak se raspada bakarnim oksidom, nitri se razlažu od reakcije sa uree ili sulfamskom kiselinom - kao rezultat svih ovih reakcija formira se azot.