المپياد جهاني شيمي
 نیتروژن: ضروری برای حیات
نیتروژن: ضروری برای حیاتزنگ تفريح شيمي
بخش اول

 

 

 

نیتروژن برای تشکیل حیات ضروری است. این عنصر در تمامی پروتئین‌ها یافت می‌شود و می‌توان آن را در همه‌ی نشام‌های زنده مشاهده کرد. ترکیب‌های نیتروژن در مواد ارگانیک، غذاها، کودها، مواد منفجره و سموم وجود دارند. وجود نیتروژن برای بقا لازم است، اما مقادیر بی از حد آن می‌تواند برای محیط زیست آسیب‌زا باشد.

 

 

 

 

نیتروژن ترکیبی از دو واژه ی یونانی «نیترو» به معنای نوشیدنی محلی و «ژن» به معنای سازنده است. نیتروژن پنجمین عنصر فراوان در عالم است. حدود ۷۸ درصد از اتمسفر زمین را گاز نیتروژن تشکیل می‌دهد. در مقابل، اتمسفر سیاره‌ی مریخ تنها ۲.۶ درصد نیتروژن دارد. نیتروژن در حالت گازی بدون رنگ، بدون بو و به نوعی بی‌اثر است. شکل مایع این عنصر هم شبیه به آب است، بدون رنگ و بو.

 

 

 

 

یکی از مهم‌ترین ترکیبات نیتروژن آمونیاک است. آمونیاک در فرآیندی موسوم به فرآیند هابر (Haber process) تولید می‌شود. در این فرآیند نیتروژن با هیدروژن ترکیب می‌شود. گاز بدون رنگ آمونیاک بوی تندی دارد و بیشترین موارد استفاده‌ی آن مربوط به کودهای شیمیایی است. اما از این ماده‌ی پرکاربرد در ساخت پلاستیک، پارچه، رنگ و محلول‌های تمیزکننده نیز استفاده می‌شود.


 

چرخه‌ی نیتروژن:

 

چرخه‌ی نیتروژن به فرآیندی اطلاق می‌شود که طی آن نیتروژن موجود در اتمسفر تبدیل به ترکیب‌های آلی می‌شود. چرخه‌ی نیتروژن برای بقای موجودات زنده ضروری است. در طول این چرخه، باکتری‌های موجود در خاک نیتروژن اتمسفری را به آمونیاک تبدیل می‌کنند. گیاهان با استفاده از این آمونیاک رشد می‌کنند. گروهی دیگر از باکتری‌ها هم نیتروژن اتمسفری را به آمینواسیدها و پروتئین‌ها مبدل می‌کنند. سپس حیوانات با خوردن گیاهان از این آمینواسیدها تغذیه می‌کنند. ترکیب‌های نیتروژن از طریق فضولات حیوانات دوباره به طبیعت بازمی‌گردند و این بار باکتری‌ها این ترکیب‌ها را مجدداً به نیتروژن اتمسفری تبدیل می‌کنند تا به جو برگردد.

 

 

مردم برای اینکه محصولات کشاورزی سریع‌تر رشد کنند، به آن‌ها آمونیاک می‌زنند. اما استفاده‌ی بیش از حد از آمونیاک می تواند با برهم زدن تعادل چرخه‌ی نیتروژن عواقب مخربی برای محیط زیست به همراه داشته باشد. به گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، تزریق اضافی مواد مغذی به ویژه نیتروژن و فسفر به خاک و آب، یکی از بزرگترین، شایع‌ترین و پرهزینه‌ترین چالش‌های زیست محیطی است.

 

 

مهم‌‌ترین داده‌‌های عنصر نیتروژن عبارتند از:

 

 

 

 

  عدد اتمی (تعداد پروتون‌‌ها در هسته): ۷

  نماد اتمی (در جدول تناوبی): N

  وزن اتمی (جرم متوسط اتم): ۱۴.۰۰۶۷

  حالت فیزیکی در دمای اتاق: گاز

  چگالی: ۰.۰۰۱۲۵۰۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب

  نقطه‌‌ی ذوب:۲۱۰ - درجه‌‌ی سانتی‌گراد

  نقطه‌‌ی جوش: ۱۹۵.۷۹- درجه‌‌ی سانتی‌گراد

 تعداد ایزوتوپ‌‌ها (اتم هایی از یک عنصر با تعداد متفاوت نوترون): ۱۶ ایزوتوپ، که ۲ ایزوتوپ آن پایدار هستند

  رایج‌‌ترین ایزوتوپ ها: نیتروژن۱۴ (با ۹۹.۶۳ درصد فراوانی)

 

عنصر حاصلخیز:

 

بر اساس داده‌های آزمایشگاه ملی لوس‌آلاموس، نیتروژن در سال ۱۷۷۲ توسط شیمیدان و فیزیکدان دانیل رادرفورد (Daniel Rutherford)در حالی کشف شد که وی مشغول جداسازی اکسیژن و کربن‌دی‌اکسید از هوا بود تا نشان دهد آیا گاز باقیمانده برای موجودات زنده ضروری و یا آیا یک گاز اشتعال‌پذیر است. دانشمندان دیگری از جمله کارل ویلهلم شیل (Carl Wilhelm Scheele) و جوزف پریستلی (Joseph Priestly) هم درباره‌ی نیتروژن تحقیق می‌کردند. آن‌ها نیتروژن را هوای سوخته یا هوای بدون اکسیژن می‌نامیدند. در سال ۱۷۸۶ آنتوان لاووازیه نیتروژن را ازت نامیده بود که به معنای بی‌جان است. دلیل نام‌گذاری او این بود که نیتروژن به تنهایی نمی‌تواند حیات را پشتیبانی کند. 

 

 

 

ادامه... 

 


منبع: 

Live Science

وضعیت خاک و آب پس از باران‌های اسیدی

تثبیت نیتروژن

 

منابع مفید:

آزمایش لاوازیه

فراوری آمونیاک

باران اسیدی

اسید نیتریک


Nytrogen Cycle

Neutrient Pollution

Nytrogen elements

Ammonia (Britanica)

Ammonia Toxicty

 

 

 

1395/3/12لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1027
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1027