Azotul

Poziția în sistemul periodic

În sistemul periodic, elementul chimic azotul N este situat în subgrupa principală a grupei a V-a și în perioada a II-a. Cei mai importanți oxizi de azot sînt NO și NO2, iar dintre compușii cu hidrogen – amoniacul NH3. Substanța simplă azot este alcătuită din molecule diatomice N2, cu legătură covalentă triplã nepolară. Legătura triplă face molecula de azot deosebit de stabilă. Iatã de ce, în condiții obișnuite, azotul este aproape inert, adică nu intră în reacții chimice.

Răspândirea în natură

Nitrogenul este, cantitativ, cea mai mare componentă a atmosferei Pământului (78,084% după volum, 75,5% după greutate) și este obținut pentru scopuri industriale prin distilarea fracțională a aerului lichefiat sau prin mijloace mecanice (de exemplu, prin membrana de osmoză inversată prin presiune). Compuși care conțin acest element au fost observați în spațiu.

N este creat în procesul de fuziune nucleară în stele. Azotul molecular este un constituent și al atmosferei lui Titan și a fost detectat în spațiul interstelar de David Knauth și colaboratorii săi. În atmosfera terestră înaltă la peste 200 km este prezent azotul atomic

Compușii

Principalul compus al azotului este amoniacul (NH3) deși hidrazina (N2H4) este și ea cunoscută. Amoniacul este oarecum mai simplu decât apa și în soluție formează ionul amoniu (NH4+). Amoniacul lichid este de fapt amfiprotic și formează ioni de amoniu și de amide (NH2-); amidele și nitrilii (N3-) sunt cunoscuți, dar se descompun la hidroliză. Oxizii cei mai răspândiți, trioxidul de azot (N2O3) și pentoxidul de azot (N2O5) sunt oarecum instabili și explozivi. Acizii corespunzători sunt acidul nitros (HNO2) și acidul nitric (HNO3), cu sărurile corespunzătoare numite nitrați. Acidul nitric este unul dintre puținii acizi mai tari decât ionul hidroniu (H3O+).

Proprietățile fizice

Azotul este un gaz fără culoare și fără miros, puțin mai ușor decât aerul: Mr(N2) = 28; Mr(aer) = 29 Este puțin solubil în apă (mai puțin chiar decât oxigenul nul). Azotul trece în stare lichidă la temperatura –196 C și la aceeași temperatură se vaporizează.

Proprietățile chimice

La trecerea unei descărcări electrice prin aer se formează oxid de azot (II):

N2+O2=2NO

Reacția azotului cu hidrogenul necesită condiții speciale de temperatură și presiune, dar și prezența unui catalizator:

N2+ 3H2=2NH3

Utilizări

1. la păstrarea prospețimii mâncărurilor împachetate
2. la acoperirea explozibililor lichizi
3. la producția de componente electronice
4. la producerea oțelului inoxidabil
5. pentru umplerea camerelor roților
6. la înghețarea și transportul produselor alimentare
7. la criogenarea corpurilor
8. în studiul criogeniei
9. pentru demonstrații în educația științifică
10. ca răcitor pentru senzori de infraroșu
11. ca amplificator de frecvență joasă în dermatologie
12. pentru eliminarea posibilelor excrescențe canceroase

Amoniacul

Amoniacul este un compus chimic format dintr-un atom de azot și trei atomi de hidrogen. Starea de agregare a amoniacului fiind gazoasă, având proprietățile chimice unei baze, toxice cu miros înțepător, mai ușor ca aerul. Amoniacul are un important rol, fiind precursor sau constituent al multor compuși organici, printre care se numără: aminele, amidele, aminoacizii (și de aici peptide, proteine) etc. Amoniacul este unul din produsele principale ale industriei chimice. În prezent producția mondială de amoniac ajunge la cca. 125 milioane tone, pentru această producție fiind necesară 3% din energia mondială.

Acidul azotic

Acidul azotic, cunoscut și sub numele de acid nitric, este unul dintre cei mai tari acizi anorganici (minerali). Formula chimică este HNO3. El este totodată, în stare pură sau concentrat, și un oxidant foarte puternic. Acidul azotic este deosebit de toxic și foarte coroziv și poate provoca arsuri grave pe piele. Pielea atacată de acidul azotic se colorează în galben. De asemenea, poate distruge diferite materiale cu care intră în contact, de la țesături până la metale.

2H2O+4NO2+O2=4HNO3
NaNO3+H2SO4=NAHSO4+HNO3

Circuitul în natură

Circuitul azotului în natură (sau ciclul azotului) reprezintă procesul de circulație continuă a azotului în atmosferă, scoarța terestră, organismele animale și cele vegetale, în decursul căruia acest element chimic trece prin diverse forme și combinații chimice. Astfel, de exemplu, azotul poate exista în stare gazoasă, sau ca nitrat, nitrit, amoniac sau intra în componența a diverși compuși organici. Transformările survenite în cursul ciclului azotului pot să fie parte a unor procese biologice sau nebiologice.