Azotul - Marea enciclopedie sovietica

Al t ​​(din limba greacă. á z # 333; os - lipsit de viață, Lat. Nitrogenium), N, un element chimic al grupului V a tabelului periodic, numărul atomic de masă atomică 7 14,0067; gaz incolor. inodoră și insipidă.

Informații istorice. Compușii cu azot - salpetru. acid azotic. amoniac - au fost cunoscute cu mult înainte de obținerea de azot în stare liberă. In 1772 Rutherford D., fosfor și alții de ardere. Matter într-un clopot de sticlă a arătat că rămasă după gazul de ardere. el a numit „aer sufocare“, nu are suport pentru respirație și de ardere. În 1787, Lavoisier a constatat că „viața“ și gazele „sufocant“. incluse în aer. Aceste substanțe simple. și el a sugerat numele de „azot“. In 1784 G.Kavendish a arătat că azotul este un nitrat parte; de unde și numele latin „azot“ (de la sfârșitul lunii nitrum - nitrat și gennao greacă - născut, am produs), propus în 1790 de către Zh A. Shaptalem.. La începutul secolului al 19-lea. A fost clarificat inerția chimică a azotului în stare liberă și rolul său exclusiv în compușii cu al. Elemente ca de azot legat. De atunci, „legarea“ de azot atmosferic a devenit una dintre cele mai importante probleme tehnice ale chimiei.

Deși numele „azotul“ înseamnă „nu acceptă viața,“ într-adevăr este - un element necesar pentru viață (a se vedea azotul din organism.). La animale și proteina umană conține 16 - 17% azot. In organismele de proteine ​​carnivore se formeaza prin aportul de substanțe proteice. disponibil în organisme ierbivore și plante. Plantele sintetiza proteine. digerarea substanțelor azotate conținute în sol. în principal anorganic. Cantități semnificative de azot intră în sol datorită microorganismelor fixatoare de azot. capabil să traducă azotul liber al aerului în compusul cu azot (a se vedea. Fixarea azotului).

Natura ciclului azotului se realizează (vezi substanțele Circulation.), Rolul principal este jucat în care microorganismele -. Nitrofitsiruyuschie, denitrofitsiruyuschie, azot de fixare etc. Cu toate acestea, extragerea plantelor din sol mare cantitate de azot legat (în special în agricultură intensivă) solului sunt azotul sărăcit. Deficitul de azot este caracteristic agriculturii în aproape toate țările, există o lipsă de azot în șeptel ( „deficit de proteină“). Pe soluri sărace în azot disponibil. plantele se dezvolta slab. îngrășăminte cu azot și hrana de proteine ​​animale - mijloace cele mai importante de ridicare agriculturii. Activitățile umane încalcă ciclul de azot. Astfel, arderea combustibilului imbogateste atmosfera de azot. și fabrici producătoare de îngrășăminte. azotul se leaga de aer. Transport de îngrășăminte și produse agricole redistribuie azot pe suprafața pământului.

Izotopi. atom. moleculă. azot natural are doi izotopi stabili. 14 N (99,635%) și 15 N (0,365%). N 15 izotop este utilizat în studiile chimice și biochimice ca trasor. izotopi radioactivi artificiali de azot mai mare timp de înjumătățire este de 13 N (T1 / 2 = 10,08 m), cealaltă foarte scurtă durată. În atmosfera superioară. de neutroni radiațiilor cosmice 14 N este transformată în izotopul radioactiv carbon 14 C. Acest proces este utilizat în reacțiile nucleare pentru a produce 14 C (cm. Carbon). Învelișul de electroni exterior al atomului de azot are 5 electroni (o pereche unshared și trei nepereche -. Configurație 2s 2 2p 3. Atom cm). In majoritatea cazurilor, azotoase H-covalente a electronilor nepereche datorate (ca in NH3 amoniac). Prezența unei perechi de electroni unshared poate conduce la formarea unei alte legături covalente. și azotul devine 4-covalente (ca ionul de amoniu NH4 +). Azotul grad de oxidare variază de la +5 (în N2 05) -3 până la (în NH3). În condiții normale, în stare liberă formează o moleculă de azot N2. în care atomi de N sunt conectate prin trei legături covalente. molecula de azot este foarte stabil: ea pe atomii de energie de disociere este 942.9 kJ / mol (225.2 Kcal / mol), astfel încât, chiar dacă t aproximativ 3300 ° C, gradul de disociere a azotului este de numai aproximativ 0,1%.

Numai cu metalele activi. ca și litiu. calciu. magneziu. azot reacționează atunci când este încălzit la temperaturi relativ scăzute. Cu cele mai multe alte elemente, azot reacționează la temperatură ridicată și în prezența catalizatorilor. Ei bine studiat compus azot cu oxigen, N2 O, NO, N2 O3. NO2 și 2O 5 (cm. Oxidul de azot). Dintre acestea, interacțiunea directă a elementelor (4000 ° C), se formează monoxid de NO, care după răcirea la NO2 Dioxid mai ușor oxidat. În aer, oxizii de azot sunt formate prin descărcări atmosferice. Ele pot fi preparate, de asemenea, prin acțiunea asupra amestecului de azot și oxigen la radiații ionizante (a se vedea. Radiation Chemistry). Atunci când se dizolvă în apă, azot și azot N2 O3 2O 5 anhidridele obținut respectiv acid azotos HNO2 și acid azotic, HNO3. care formează săruri - nitrați și nitriți. Azot cu hidrogen este conectat numai la temperatură ridicată și în prezența catalizatorilor. formând astfel NH3 amoniac. Mai mult amoniac. cunoscute și numeroși alți compuși cu azot, cu hidrogen. de exemplu hidrazină H2N-NH2. dimidă HN = NH, HN3 acidul hidrazoic (HN = N ° N), oktazon N8 H14, etc.; majoritatea compușilor de azot cu hidrogen alocate numai sub formă de derivați organici. Cu halogeni azot nu interacționează în mod direct, astfel încât toate halogenurile de azot obținute numai în mod indirect, de exemplu, azotul fluorură de NF3 - când fluorul reacționează cu amoniac. În mod tipic, halogenuri de azot - compus malostoykie (cu excepția NF3); oxihalogenuri mai rezistente la azot - NOF, noci, NOBR, NO2 F și NO2CI. Cu sulf are loc, de asemenea, compus directe azot; sulf azotos N4 S4 este obținut prin reacția sulfului cu amoniacul lichid. Formele cian (CN) Prin reacția cu azot cocs incandescent.;. azot prin încălzirea cu acetilenă C2 H2 până la 1500 ° C, se poate obține HCN cianhidric. Interacțiunea dintre azot cu metale la temperaturi ridicate duce la formarea de nitruri (de exemplu, Mg3 N2).

Sub acțiunea unei evacuări de azot electric convențional [presiune de 130-270 N / m 2 (1 până la 2 mm Hg)] sau azot activ poate fi format prin descompunerea nitruri In, Ti, Mg si Ca, precum și descărcări electrice în aer. care este un amestec de molecule și atomi de azot. au un conținut ridicat de energie. Spre deosebire de moleculara, azotul activ este puternic reacționat cu oxigen. hidrogen. vapori de sulf. fosfor și unele metale.

Prepararea și utilizarea. In laborator, azotul poate fi ușor obținută prin încălzirea unei soluții concentrate de nitrit de amoniu. NH4NO2 = N2 + 2H2 O. Metoda tehnică de producere a azotului se bazează pe separarea aerului lichefiat anterior. care este apoi supus distilării (a se vedea. separarea gazului).

Cea mai mare parte din azotul liber produs este utilizat pentru producția industrială de amoniac. care este apoi prelucrat la acid azotic în cantități semnificative. îngrășăminte. explozibili și așa mai departe. d. Pe lângă sinteza directă a amoniacului din elementele de importanță industrială pentru legarea azotului din aer a dezvoltat în 1905 metoda cianamidă bazată pe faptul că la 1000 ° C, carbură de calciu (obținută prin încălzirea amestecului într-un var cuptor electric și cărbune) reacționează cu azot liber. SaS- + N - = CaCN- + C. rezultată cianamidă de calciu prin acțiunea vaporilor de apă supraîncălzită se descompune cu degajare de amoniac.

azot liber este utilizat în multe industrii ca mediu inert la diverse procese chimice și metalurgice pentru umplerea spațiului într-un termometru cu mercur. când pomparea lichidelor inflamabile și altele similare. d. azot lichid găsește aplicare în diferite sisteme de refrigerare. Acesta este stocat și transportat în oțel vase de Dewar. azot gazos sub formă comprimată - în cilindri. Mulți compuși de azot sunt utilizate pe scară largă producția de azot fix a fost dezvolta viguros după primul război mondial și a atins acum proporții enorme.

Lit. Nekrasov BV Bazele chimiei generale. t 1, M. 1965 .; Remi G. Curs Chimie anorganică. per. cu ea. 1 t, M. 1963. Chimia și tehnologia azotului legat. [M.-L.] 1934; KHE, v. 1, Moscova, 1961.