Основи на химията: свойства, приложение и производство на азот

Азотът е един от най-често срещаните елементи на Земята - в атмосферата съдържанието му надхвърля 78%. Наличието на такова голямо количество азот в свободно състояние показва неговата инертност и трудно взаимодействие с други елементи при нормални условия.

В обвързано състояние това вещество може да се намери в органичните и неорганичните вещества. Свързан с въглерод и кислород, азотът се намира в животински и растителни протеини.

Самото наименование "азот" е изобретен от Лавоазие, който в многобройни експерименти установи присъствието в атмосферата на някаква инертна субстанция. Ученият смята, че това вещество е безжизнено - на гръцки "азот".

Азотен цикъл

Въпреки инертността на азота, в природата има постоянни процеси на фиксиране или свързване. Например, в корените на бобовите растения се натрупват специфични бактерии, които определят азота, преработвайки го в нитрати.

В атмосферата този газ се окислява по време на изхвърлянето на мълния. след това азотни оксиди се разтварят в утайките, се образува кисела азотна и азот. При сняг, дъжд, мъгла, азотът навлиза в почвата, където се превръща в нитрити или нитрати. След това, различни растения ги използват за изграждане на протеини. Животните ядат растения и растителен протеин преработени в животно. Когато растенията и животните се разграждат след смъртта, всички азотни съединения в техните организми се превръщат в амоняк. Бактериите я унищожават до най-простите елементи, като по този начин освобождават отново чист азот и водород. Така се получава азотният цикъл или азотният цикъл в природата.

Химични свойства на азота

Основното му свойство при нормални условия е инерция, т.е. минимална химична активност. Азотният атом може да образува връзка с друг азотен атом, което е доста необичайно за химичните елементи (с изключение само на силиций и въглерод).

При загряване този елемент реагира с повечето метали. В този случай се образуват йонни, ковалентни или междинни нитриди с отрицателно зареден азотен йон.

В реакция с водород, азотът образува достатъчно стабилни съединения - азотни въглеводороди, които дистанционно напомнят на въглеводородите. Такива вещества включват амоняк, хидразин и азотна киселина.

Приготвяне и прилагане на азот

Съединенията от това вещество играят важна роля в промишлеността и селското стопанство. Методът за получаване на азот под формата на химически елемент зависи от необходимата степен на неговата чистота. Повечето азот е необходим производство на амоняк, но позволява да се отделят малки количества благородни газове в него.

Получаване на азот от атмосферата

Това е един от най-икономичните начини, по които пречистеният въздух впоследствие се втечнява чрез охлаждане и разширяване. Полученият течен въздух се дестилира през фракциите, бавно повишавайки температурата. При този процес първо се отделят благородни газове, последвани от азот. Остава само течен кислород.

Това производство на азот позволява да се произвеждат милиони тонове от това вещество всяка година. Азотът се използва главно за последващото производство на амоняк, който на свой ред действа като суровина за получаване на промишлени и селскостопански азотсъдържащи съединения.

Чиста азотна атмосфера може да се използва и когато се изисква пълна липса на кислород.

Производство на азот в лабораторията

В малки количества този газ се получава чрез окисляване на амониеви йони или амоняк. По-специално, амониевият йон може да бъде окислен с нитритен йон.

Производството на азот в процеса на разграждане

Когато се нагряват, азидите се разлагат, амонякът се разлага меден оксид, нитритите се разпадат от взаимодействието с урея или сулфаминова киселина - в резултат на всички тези реакции се образува азот.