Азотный химический элемент

Азот (N), неметаллический элемент группы 15 [Va] периодической таблицы. Это бесцветный газ без запаха и вкуса, который является самым обильным элементом в атмосфере Земли и является составной частью всей живой материи.

Свойства элемента

атомный номер	7
атомный вес	14,0067
температура плавления	−209,86 ° C (−345,8 ° F)
точка кипения	−195,8 ° C (−320,4 ° F)
плотность (1 атм, 0 ° C)	1,2506 грамм / литр
обычные состояния окисления	−3, +3, +5
электронная конфигурация	1s 2 2s 2 2p 3

история

Около четырех пятых атмосферы Земли - это азот, который был изолирован и признан специфическим веществом во время ранних исследований воздуха. Карл Вильгельм Шееле, шведский химик, показал в 1772 году, что воздух представляет собой смесь двух газов, один из которых он назвал «огненным воздухом», потому что он поддерживает горение, а другой - «грязный воздух», потому что он остался после « огненный воздух ». «Огненный воздух» был, конечно, кислородом и азотом «грязного воздуха». Примерно в то же время азот был также признан шотландским ботаником Даниэлем Резерфордом (который первым опубликовал его результаты), британским химиком Генри Кавендишем и британским священнослужителем и ученым Джозефом Пристли, который вместе с Шеелем Дается кредит на открытие кислорода. Более поздние работы показали, что новый газ является составной частью селитры,общее название для нитрата калия (КНО₃) и, соответственно, он был назван азотом французским химиком Жаном-Антуаном-Клодом Шапталом в 1790 году. Азот впервые был признан химическим элементом Антуаном-Лораном Лавуазье, чье объяснение роли кислорода в горении в конечном итоге свергло флогистона теория, ошибочный взгляд на горение, ставший популярным в начале 18 века. Неспособность азота поддерживать жизнь (греч. Zoe) заставила Лавуазье назвать его азотом, все еще французским эквивалентом азота.

Появление и распространение

Among the elements, nitrogen ranks sixth in cosmic abundance. The atmosphere of Earth consists of 75.51 percent by weight (or 78.09 percent by volume) of nitrogen; this is the principal source of nitrogen for commerce and industry. The atmosphere also contains varying small amounts of ammonia and ammonium salts, as well as nitrogen oxides and nitric acid (the latter substances being formed in electrical storms and in the internal combustion engine). Free nitrogen is found in many meteorites; in gases of volcanoes, mines, and some mineral springs; in the Sun; and in some stars and nebulae.

Nitrogen also occurs in mineral deposits of nitre or saltpetre (potassium nitrate, KNO₃) and Chile saltpetre (sodium nitrate, NaNO₃), but these deposits exist in quantities that are wholly inadequate for human needs. Another material rich in nitrogen is guano, found in bat caves and in dry places frequented by birds. In combination, nitrogen is found in the rain and soil as ammonia and ammonium salts and in seawater as ammonium (NH₄⁺), nitrite (NO₂⁻), and nitrate (NO₃⁻) ions. Nitrogen constitutes on the average about 16 percent by weight of the complex organic compounds known as proteins, present in all living organisms. The natural abundance of nitrogen in Earth’s crust is 0.3 part per 1,000. The cosmic abundance—the estimated total abundance in the universe—is between three and seven atoms per atom of silicon, which is taken as the standard.

India, Russia, the United States, Trinidad and Tobago, and Ukraine were the top five producers of nitrogen (in the form of ammonia) in the early 21st century.

Commercial production and uses

Commercial production of nitrogen is largely by fractional distillation of liquefied air. The boiling temperature of nitrogen is −195.8 °C (−320.4 °F), about 13 °C (−23 °F) below that of oxygen, which is therefore left behind. Nitrogen can also be produced on a large scale by burning carbon or hydrocarbons in air and separating the resulting carbon dioxide and water from the residual nitrogen. On a small scale, pure nitrogen is made by heating barium azide, Ba(N₃)₂. Various laboratory reactions that yield nitrogen include heating ammonium nitrite (NH₄NO₂) solutions, oxidation of ammonia by bromine water, and oxidation of ammonia by hot cupric oxide.

Elemental nitrogen can be used as an inert atmosphere for reactions requiring the exclusion of oxygen and moisture. In the liquid state, nitrogen has valuable cryogenic applications; except for the gases hydrogen, methane, carbon monoxide, fluorine, and oxygen, practically all chemical substances have negligible vapour pressures at the boiling point of nitrogen and exist, therefore, as crystalline solids at that temperature.

In the chemical industry, nitrogen is used as a preventive of oxidation or other deterioration of a product, as an inert diluent of a reactive gas, as a carrier to remove heat or chemicals and as an inhibitor of fire or explosions. In the food industry nitrogen gas is employed to prevent spoilage through oxidation, mold, or insects, and liquid nitrogen is used for freeze drying and for refrigeration systems. In the electrical industry nitrogen is used to prevent oxidation and other chemical reactions, to pressurize cable jackets, and to shield motors. Nitrogen finds application in the metals industry in welding, soldering, and brazing, where it helps prevent oxidation, carburization, and decarburization. As a nonreactive gas, nitrogen is employed to make foamed—or expanded—rubber, plastics, and elastomers, to serve as a propellant gas for aerosol cans, and to pressurize liquid propellants for reaction jets. In medicine rapid freezing with liquid nitrogen may be used to preserve blood, bone marrow, tissue, bacteria, and semen. Liquid nitrogen has also proven useful in cryogenic research.