Azoto

Azoto (N) , elemento non metallico del Gruppo 15 [Va] della tavola periodica. È un gas incolore, inodore e insapore che è l'elemento più abbondante nell'atmosfera terrestre ed è un costituire di tutta la materia vivente.

azoto

azoto Encyclopædia Britannica, Inc.



Proprietà dell'elemento
numero atomico7
peso atomico14.0067
punto di fusione-209,86 ° C (-345,8 ° F)
punto di ebollizione-195,8 ° C (-320,4 ° F)
densità (1 atm, 0° C)1.2506 grammi/litro
normali stati di ossidazione−3, +3, +5
configurazione elettronica1 S DueDue S DueDue p 3

Storia

Circa quattro quinti dell'atmosfera terrestre è azoto, che è stato isolato e riconosciuto come una sostanza specifica durante le prime indagini sull'aria. Carl Wilhelm Scheele, un chimico svedese, mostrò nel 1772 che l'aria è una miscela di due gas, uno dei quali chiamò aria di fuoco, perché sosteneva combustione , e l'altra aria viziata, perché era rimasta dopo che l'aria di fuoco era stata consumata. L'aria del fuoco era, ovviamente, ossigeno e l'aria viziata azoto. All'incirca nello stesso periodo l'azoto fu riconosciuto anche da un botanico scozzese, Daniel Rutherford (che fu il primo a pubblicare le sue scoperte), dal chimico britannico Henry Cavendish , e dal sacerdote e scienziato britannico Joseph Priestley, a cui, con Scheele, viene attribuita la scoperta dell'ossigeno. Lavori successivi hanno mostrato che il nuovo gas è un costituente del nitro, un nome comune per potassio nitrato (KNO3), e, di conseguenza, è stato chiamato azoto dal chimico francese Jean-Antoine-Claude Chaptal nel 1790. L'azoto è stato inizialmente considerato un elemento chimico da Antoine-Laurent Lavoisier , la cui spiegazione del ruolo dell'ossigeno nella combustione alla fine rovesciò la teoria del flogisto, an errato vista della combustione che divenne popolare all'inizio del XVIII secolo. L'incapacità dell'azoto di sostenere la vita (in greco: zoe ) ha portato Lavoisier a nominarlo flagellare , ancora l'equivalente francese di azoto .



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Presenza e distribuzione

Tra gli elementi, l'azoto è al sesto posto per abbondanza cosmica. L'atmosfera della Terra è costituita dal 75,51 percento in peso (o 78,09 percento in volume) di azoto; questa è la principale fonte di azoto per il commercio e l'industria. L'atmosfera contiene anche piccole quantità variabili di ammoniaca e sali di ammonio, nonché ossidi di azoto e l'acido nitrico (queste ultime sostanze si formano nelle tempeste elettriche e nel motore a combustione interna). L'azoto libero si trova in molti meteoriti; nei gas dei vulcani, delle miniere e di alcune sorgenti minerali; nel sole; e in alcune stelle e nebulose.

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L'azoto si trova anche nei depositi minerali di nitro o salnitro (nitrato di potassio, KNO3) e salnitro del Cile (nitrato di sodio, NaNO3), ma questi depositi esistono in quantità del tutto inadeguate ai bisogni umani. Un altro materiale ricco di azoto è il guano, che si trova nelle grotte dei pipistrelli e nei luoghi aridi frequentati dagli uccelli. In combinazione, l'azoto si trova nella pioggia e suolo come ammoniaca e sali di ammonio e in acqua di mare come ammonio (NH4+), nitrito (NODue-), e nitrato (NO3-) ioni. Azoto costituisce in media circa il 16% in peso del complesso organico composti note come proteine, presenti in tutti gli organismi viventi. L'abbondanza naturale di azoto nella crosta terrestre è di 0,3 parti per 1.000. L'abbondanza cosmica, l'abbondanza totale stimata nell'universo, è compresa tra tre e sette atomi per atomo di silicio, che viene presa come standard.



India, Russia, Stati Uniti, Trinidad e Tobago , e l'Ucraina erano i primi cinque produttori di azoto (sotto forma di ammoniaca) all'inizio del 21° secolo.

Produzione commerciale e usi

La produzione commerciale di azoto è in gran parte per distillazione frazionata di aria liquefatta. La temperatura di ebollizione dell'azoto è −195.8 ° C (-320,4 ° F), circa 13 ° C (-23 ° F) al di sotto di quella dell'ossigeno, che viene quindi lasciato indietro. L'azoto può anche essere prodotto su larga scala bruciando carbonio o idrocarburi nell'aria e separando l'anidride carbonica risultante e acqua dall'azoto residuo. Su piccola scala, l'azoto puro viene prodotto riscaldando l'azide di bario, Ba(N3)Due. Varie reazioni di laboratorio che producono azoto includono il riscaldamento del nitrito di ammonio (NH4NONDue) soluzioni, ossidazione dell'ammoniaca da bromo acqua e ossidazione dell'ammoniaca con rame caldo ossido .

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Equazioni chimiche.



L'azoto elementare può essere utilizzato come atmosfera inerte per reazioni che richiedono l'esclusione di ossigeno e umidità. Allo stato liquido, l'azoto ha preziose applicazioni criogeniche; ad eccezione dei gas idrogeno, metano, monossido di carbonio, fluoro e ossigeno, praticamente tutte le sostanze chimiche hanno pressioni di vapore trascurabili al punto di ebollizione dell'azoto ed esistono, quindi, come solidi cristallini a quella temperatura.

Nell'industria chimica, l'azoto viene utilizzato come preventivo di ossidazione o altro deterioramento di un prodotto, come diluente inerte di un gas reattivo, come veicolo per rimuovere calore o sostanze chimiche e come inibitore di incendi o esplosioni. Nell'industria alimentare il gas azoto viene impiegato per prevenire il deterioramento dovuto a ossidazione, muffe o insetti e l'azoto liquido viene utilizzato per la liofilizzazione e per i sistemi di refrigerazione. Nell'industria elettrica l'azoto viene utilizzato per prevenire l'ossidazione e altre reazioni chimiche, per pressurizzare le guaine dei cavi e per schermare i motori. L'azoto trova applicazione nell'industria dei metalli nella saldatura, brasatura e brasatura, dove aiuta a prevenire l'ossidazione, la carburazione e la decarburazione. Come gas non reattivo, l'azoto viene impiegato per produrre gomma espansa, plastica ed elastomeri, per fungere da gas propellente per bombolette aerosol e per pressurizzare propellenti liquidi per getti di reazione. In medicina il congelamento rapido con azoto liquido può essere utilizzato per preservare il sangue, midollo osseo , tessuti, batteri e sperma. L'azoto liquido si è dimostrato utile anche nella ricerca criogenica.