الآزوت

الآزوت يقصد به النتروجين (Nitrogen) أحد العناصر الكيمائية في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية الذي يتألف من 118 عنصر كيمائي؛ يعتبر من أكثر الغازات وفرة في الغلاف الجوي بنسبة 75% من كامل غازات الغلاف، يرمز له (N)، لا يتواجد حراً في الطبيعة، عدده الذري 7، وزنه الذري 14.0067، درجة الانصهار -209،86 درجة مئوية (-345.8 فهرنهايت)، درجة الغليان -195.8 درجة مئوية (-3240.4 فهرنهايت) يتكاثف ويتحول عند هذه الدرجة إلى سائل عديم اللون، كثافته 1.2505 غرام/لتر، تتوضع الإلكترونات في مدارات ذرة النتروجين الواحدة وفق النموذج 1S2 2S2 2P3، وهو غاز عديم اللون والرائحة والطعم، يدخل بتركيب الكائنات الحية جميعها .

أظهر الكيميائي السويدي كارل فيلهلم شيل (Carl Wilhelm Scheele) عام 1772 أن الغلاف الجوي يتكون من غازين هما (fire air) و (foul air) وذلك قبل تسميتهما لاحقاً بالأوكسجين والنتروجين، عرف عالم النبات دانييل رذرفورد (Daniel Rutherford) والعالم البريطاني جوزيف بريستلي (Joseph Priestley)، والكيمائي البريطاني هنري كفنديش (Henry Cavendish) غاز النيتروجين كأحد العناصر الداخلة في تركيب الملح الصخري نترات البوتاسيوم (KNO3)، وذلك بعد اكتشاف الأوكسجين، أطلق  الكيميائي الفرنسي جان أنطوان (Jean Antoine) على العنصر المكتشف اسم النتروجين لأول مرة عام 1790.

يوجد الآزوت في النيازك، وغازات البراكين، وبعض الينابيع المعدنية، والشمس، والنجوم، والغلاف الجوي، والتربة، وفي كل مكان من الكون؛ ويشكل 16% من مكونات المركبات العضوية المعقدة كالبروتينات الضرورية لجميع الكائنات الحية، لكن لا تستطيع الحصول عليه من مركباته في الغلاف الجوي مباشرة.

 يتثبت الآزوت في التربة بفعل الطاقة الكهربائية في الغلاف الجوي التي تقوم بفصل النتروجين والأوكسجين في الغلاف الجوي من مركباتها ثم يتفاعل النتروجين الحر مع الأوكسجين ليشكل أوكسيد النتريك، أوكسيد النتروجين، وثنائي أوكسيد النتروجين الذين يتفاعلون مع الماء لتشكيل حمض النتريك الذي يصبح أحد أنواع النيتروجين الموجود في التربة.

 

 ينتج الآزوت عن طريق:

  • تعريض محلول نتريت الأمونيوم (NH4NO2) للحرارة.
  • اكسدة الأمونيا (NH3) بواسطة البروم (Br).
  • أكسدة الأمونيا (NH3) بواسطة أكسيد النحاسCuO.

هذه المركبات الكيمائية متوفرة بكثرة في الغلاف الجوي، والتربة، ومياه البحر، والمطر.

  • يستخدم كوسيلة وقائية من حدوث تفاعلات الأكسدة والكربنة في الصناعات الكهربائية، والتفاعلات الكيمائية.
  • يستخدم لحماية المحركات، والآلات الميكانيكية من التلف.
  • يستخدم في صناعة الأغذية وحفظها من العفن والحشرات.
  • يستخدم في صناعة المعادن والنحاس والمطاط والبلاستيك واللدائن.
  • يستخدم النيتروجين السائل في حفظ أنسجة الكائنات الحية بالتبريد، ويعنبر العنصر الأساسي لأجهزة التبريد.
  • ينتج المركب الأمونيا (NH3) عديم اللون، وله رائحة نافذة ومزعجة من تفاعل النيتروجين مع الهيدروجين، يستخدم في صناعة الأسمدة كاليوريا الأكثر شهرة (CH4N2O) والأصباغ والمتفجرات والعقاقير بعد تحويله لحمض النتريك النترات (HNO3)، وكوقود للصواريخ بعد تحويلهِ للهيدرازين (hydrazine) السائل عديم اللون (N2H4).

يتفاعل النتروجين مع الأكسجين بنسب مختلفة ليشكل عدة أنواع من الأوكسيد منها:

  • أوكسيد النيتروز N2O المعروف باسم غاز الضحك الذي يستخدم بكثرة كمخدر ويسبب هستيريا عند استنشاقه.
  • أوكسيد النتريك NO الذي يتفاعل مع الاكسجين ليشكل ثنائي أوكسيد النتروجين NO2 البني الذي يعتبر مؤكسد قوي وعنصر هام وسيطي لتصنيع حمض النتريك وهذه الأكاسيد مصدر رئيسي للتلوث في الغلاف الجوي.

أكمل القراءة

الآزوت أو النيتروجين هو عنصر غير معدني، يتواجد على شكل غاز عديم اللون والرائحة والطعم، وهو من أكثر العناصر وفرةً في الغلاف الجوي للأرض، ومهم لحياة جميع الكائنات الحية حيث يدخل في تركيب الأنسجة الحية والأحماض الأمينية وأيضًا يدخل في تركيب الحمض النووي لجميع الكائنات.
النيتروجين يشكل حوالي أربعة أخماس الغازات الموجودة في الغلاف الجوي، يرمز له بالرمز ( N) وعدده الذري (7).

في عام 1772م، قال العالم السويدي كارل ويلهيلم سكيل أن الهواء هو عبارة عن خليط من غازين أساسيين أحدهما أسماه “هواء النار” لأنه يدعم الاحتراق وهو مكون من الأكسجين والنيتروجين وهو هواء نقي، والآخر أسماه “الهواء القذر” لأنه ينتج بعد استخدام الهواء الناري.
وفي نفس الفترة تقريبًا تم التعرف على النيتروجين من قبل عالم النبات الاسكوتلندي دانيال روثرفورد، وأظهرت الدراسات أن غاز النيتروجين مكون من النتري وهو الاسم الشائع لنترات البوتاسوم (KNO3 ) وبناءً عليه تمت تسميته بالنيتروجين من قبل الكيميائي الفرنسي جان أنطوان كلود تشابل عام 1970م.
وأول من اعتبر غاز النيتروجين عنصرًا كيميائيًا هو العالم أنطوان لوران لافوازيه وهو من قام بتسمية النيتروجين باسم الآزوت في  اللغة الفرنسية آزوت (azote ).

يحتل النيتروجين المرتبة السادسة من حيث الوفرة وتمثل نسبته حوالي 78% من مكونات الغلاف الجوي، وهو المصدر الرئيسي للنيتروجين المستخدم في الصناعة والتجارة، كما يحتوي الغلاف الجوي على كميات قليلة من الأمونيا وأملاح الأمونيوم، بالإضافة إلى أكاسيد النيتروجين وحمض النيتريك.

تم العثور على النيتروجين في النيازك القادمة من الفضاء، وفي الغازات المنبعثة من البراكين والمناجم ومن بعض الينابيع المعدنية، وأيضًا موجود في الشمس وبعض النجوم والمجرات، كما يوجد النيتروجين في الرواسب المعدنية نترات البوتاسيوم (KNO3 )، ونترات الصوديوم (NaNO3 )، ويوجد النيتروجين في ذرق الطيور وخصوصًا في كهوف الخفافيش والأماكن الجافة التي ترتادها الطيور، ويشكل النيتروجين حوالي 16% من المركبات المعقدة المعروفة بالبروتينات.

ويتم إنتاج النيتروجين التجاري عن طريق عملية التقطير التجزيئي للهواء المُسال، درجة غليان النيتروجين هي (185,8 درجة مئوية) أي (320,4 درجة فهرنهايت)، ويتم أيضًا إنتاج النيتروجين عن طريق حرق الكربون أو الهيدروكربونات الموجودة في الهواء، وفصل ثاني أكسيد الكربون والماء الناتج ليبقى النيتروجين في النهاية، وهناك العديد من الطرق الأخرى التي يتم عن طريقها إنتاج النيتروجين.

يتكثف النيتروجين ويصبح في الحالة السائلة عند دجة حرارة (-196 درجة سلسيوس)، وهو سائل أقل كثافةً من الماء (0و808 غ\مل) ويستخدم في التبريد العميق، ويتجمد النيتروجين السائل عند درجة الحرارة (-210 دجة سلسيوس).

يتم استخدام النيتروجين كعنصر خامل للتفاعلات التي تتطلب استبعاد الأكسجين والرطوبة، وعندما يكون النيتروجين في الحالة السائلة يستخدم في مجالات التبريد، ويستخدم في مجال الصناعات الكيميائية للوقاية من أكسدة المنتجات وتلفها، ويستخدم كمخفف خامل للغاز التفاعلي، ومثبط للنار أو الإنفجاات.
كما يستخدم في الصناعات الغذائية حيث يحمي المواد من الأكسدة والعفن والحشرات،والنيتروجين السائل يستخدم لتجفيف المواد وتبريدها.
وفي الصناعات الكهربائية يستخدم للضغط على أغطية الكابلات وفي حماية المحركات، وفي صناعة المعادن واللحام. ويستخدم في صناعة المطاط والبلاستيك.
ويستخدم النيتروجين للتجميد السريع للحفاظ على الدم ونخاع العظم والانسجة والبكتريا والسائل المنوي.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو الآزوت"؟