Атомен номер на азота. Азот: характеристики, химични свойства, физични свойства, съединения, място в природата

АЗОТ, N (лат. Nitrogenium * a. азот; n. Stickstoff; f. azote, nitrogene; i. nitrogeno), е химичен елемент от V група на периодичната система на Менделеев, атомен номер 7, атомна маса 14,0067. Открит през 1772 г. от английския изследовател Д. Ръдърфорд.

Свойства на азота

При нормални условия азотът е газ без цвят и мирис. Естественият азот се състои от два стабилни изотопа: 14 N (99,635%) и 15 N (0,365%). Молекулата на азота е двуатомна; атомите са свързани с ковалентна тройна връзка NN. Диаметърът на молекулата на азота, определен по различни методи, е 3,15-3,53 А. Молекулата на азота е много стабилна - енергията на дисоциация е 942,9 kJ/mol.

Молекулен азот

Молекулни азотни константи: f на топене - 209,86°C, f на кипене - 195,8°C; Плътността на газообразния азот е 1,25 kg/m3, течния азот - 808 kg/m3.

Характеристики на азота

В твърдо състояние азотът съществува в две модификации: кубична а-форма с плътност 1026,5 kg/m3 и хексагонална b-форма с плътност 879,2 kg/m3. Топлина на топене 25,5 kJ/kg, топлина на изпарение 200 kJ/kg. Повърхностно напрежение на течен азот при контакт с въздух 8.5.10 -3 N/m; диелектрична константа 1.000538. Разтворимост на азот във вода (cm 3 на 100 ml H 2 O): 2,33 (0°C), 1,42 (25°C) и 1,32 (60°C). Външната електронна обвивка на азотния атом се състои от 5 електрона. Степента на окисление на азота варира от 5 (в N 2 O 5) до -3 (в NH 3).

Азотно съединение

При нормални условия азотът може да реагира със съединения на преходни метали (Ti, V, Mo и др.), образувайки комплекси или се редуцира до образуване на амоняк и хидразин. Азотът взаимодейства с активни метали, например при нагряване до относително ниски температури. Азотът реагира с повечето други елементи при високи температури и в присъствието на катализатори. Азотните съединения с: N 2 O, NO, N 2 O 5 са ​​добре проучени. Азотът се свързва с С само при високи температури и в присъствието на катализатори; при това се получава амоняк NH3. Азотът не взаимодейства директно с халогените; следователно всички азотни халиди се получават само индиректно, например азотен флуорид NF 3 - чрез взаимодействие с амоняк. Азотът също не се свързва директно със сярата. Когато гореща вода реагира с азот, се образува цианоген (CN) 2. Когато обикновеният азот е изложен на електрически разряди, както и по време на електрически разряди във въздуха, може да се образува активен азот, който е смес от азотни молекули и атоми с повишен енергиен запас. Активният азот взаимодейства много енергично с кислород, водород, пари и някои метали.

Азотът е един от най-често срещаните елементи на Земята и по-голямата част от него (около 4,10 15 тона) е концентрирана в свободно състояние в. Всяка година вулканичната дейност освобождава 2,10 6 тона азот в атмосферата. Малка част от азота е концентрирана в (средно съдържание в литосферата 1.9.10 -3%). Естествените азотни съединения са амониев хлорид и различни нитрати (селитра). Азотните нитриди могат да се образуват само при високи температури и налягания, което изглежда е било така в най-ранните етапи от развитието на Земята. Големи натрупвания на селитра се срещат само в сух пустинен климат (и др.). Малки количества фиксиран азот се намират в (1-2,5%) и (0,02-1,5%), както и във водите на реки, морета и океани. Азотът се натрупва в почвите (0,1%) и живите организми (0,3%). Азотът е част от протеиновите молекули и много естествени органични съединения.

Кръговрат на азота в природата

В природата съществува кръговрат на азота, който включва цикъл на молекулярен атмосферен азот в биосферата, цикъл в атмосферата на химически свързан азот, цикъл на повърхностен азот, погребан с органична материя в литосферата с връщането му обратно в атмосферата . Преди това азотът за промишлеността се извличаше изцяло от естествени находища на селитра, чийто брой в света е много ограничен. Особено големи находища на азот под формата на натриев нитрат има в Чили; производството на селитра в някои години възлиза на повече от 3 милиона тона.

Азотът е открит експериментално от шотландския химик Д. Ръдърфорд през 1772 г. В природата азотът е предимно в свободно състояние и е един от основните компоненти на въздуха. Какви са физичните и химичните свойства на азота?

основни характеристики

Азотът е химичен елемент от V група на периодичната система на Менделеев, атомен номер 7, атомна маса 14, азотна формула - N 2. Преводът на името на елемента - "безжизнен" - може да се отнася за азота като просто вещество. Но азотът в свързано състояние е един от основните елементи на живота, той е част от протеини, нуклеинови киселини, витамини и др.

Ориз. 1. Електронна конфигурация на азот.

Азотът е елемент от втория период, няма възбудени състояния, тъй като атомът няма свободни орбитали. Но този химичен елемент може да проявява не само III, но и IV валентност в основното състояние поради образуването на ковалентна връзка чрез донорно-акцепторен механизъм с участието на самотна електронна двойка азот. Степента на окисление, която азотът може да прояви, варира в широки граници от -3 до +5.

При изучаване на структурата на молекулата на азота е необходимо да се помни, че химическата връзка се осъществява поради три общи двойки р-електрони, орбиталите на които са насочени по осите x, y, z.

Химични свойства на азота

В природата азотът се среща под формата на просто вещество - газ N2 (обемна част във въздуха 78%) и в свързано състояние. В молекулата на азота атомите са свързани чрез силна тройна връзка. Енергията на тази връзка е 940 kJ/mol. При обикновени температури азотът може да взаимодейства само с литий (Li 3 N). След предварително активиране на молекулите чрез нагряване, облъчване или действието на катализатори, азотът реагира с метали и неметали. Азотът може да реагира с магнезий, калций или, например, алуминий:

3Mg+N2 =Mg3N2

3Ca+N2 =Ca3N2

Особено важен е синтезът на амоняк от прости вещества - азот и водород в присъствието на катализатор (гъбесто желязо): N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +Q. Амонякът е безцветен газ с остра миризма. Той е силно разтворим във вода, което до голяма степен се дължи на образуването на водородни връзки между амоняка и водните молекули, както и на реакцията на добавяне към водата чрез донорно-акцепторен механизъм. Леко алкалната реакция на разтвора се дължи на наличието на OH- йони в разтвора (в малка концентрация, тъй като степента на дисоциация на амониевия хидроксид е много малка - това е слабо разтворима основа).

Ориз. 2. Амоняк.

От шестте азотни оксида - N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N 2 O 5, където азотът проявява степен на окисление от +1 до +5, първите два - N 2 O и NO - несолеобразуващи, останалите реагират, за да образуват соли.

Азотната киселина, най-важното азотно съединение, се получава промишлено от амоняк в 3 етапа :

• окисляване на амоняк върху платинен катализатор:

4NH3 +5O2 =4NO+6H2O

• окисление на NO до NO 2 от атмосферен кислород:

• абсорбция на NO 2 от вода в излишък на кислород:

4NO 2 +2H 2 O+O 2 =4HNO 3

Азотът също може да реагира при високи температури и налягане (в присъствието на катализатор) с водород:

N2 +3H2 =2NH3

Ориз. 3. Азотна киселина.

Приложение на азот

Азотът се използва главно като изходен продукт за синтеза на амоняк, както и за производството на азотна киселина, минерални торове, багрила, експлозиви и други азотсъдържащи съединения. Течният азот се използва в охладителните системи. За да се даде на стоманата по-голяма твърдост, да се увеличи устойчивостта на износване, устойчивост на корозия и устойчивост на топлина, повърхността й е наситена с азот при високи температури. Тази стомана може да издържи на нагряване до 500 градуса, без да губи своята твърдост.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Азот- седмият елемент от периодичната система. Обозначение - N от латинското "nitrogenium". Намира се във втори период, VA група. Отнася се за неметали. Ядреният заряд е 7.

Повечето от азота е в свободно състояние. Свободният азот е основният компонент на въздуха, който съдържа 78,2% (об.) азот. Неорганичните азотни съединения не се срещат в природата в големи количества, с изключение на натриевия нитрат NaNO 3, който образува дебели слоеве на тихоокеанското крайбрежие на Чили. Почвата съдържа малки количества азот, главно под формата на соли на азотната киселина. Но под формата на сложни органични съединения - протеини - азотът е част от всички живи организми.

Под формата на просто вещество азотът е безцветен газ без мирис и много слабо разтворим във вода. Той е малко по-лек от въздуха: масата на 1 литър азот е 1,25 g.

Атомна и молекулна маса на азота

Относителната атомна маса на елемент е съотношението на масата на атом на даден елемент към 1/12 от масата на въглероден атом. Относителната атомна маса е безразмерна и се обозначава с A r (индексът "r" е началната буква на английската дума relative, което означава "относителен"). Относителната атомна маса на атомния азот е 14,0064 amu.

Масите на молекулите, както и масите на атомите, се изразяват в единици за атомна маса. Молекулната маса на веществото е масата на молекулата, изразена в единици за атомна маса. Относителната молекулна маса на веществото е съотношението на масата на молекула на дадено вещество към 1/12 от масата на въглероден атом, чиято маса е 12 amu. Известно е, че молекулата на азота е двуатомна - N 2. Относителното молекулно тегло на молекула азот ще бъде равно на:

M r (N 2) = 14,0064 × 2 ≈ 28.

Изотопи на азота

В природата азотът съществува под формата на два стабилни изотопа 14 N (99,635%) и 15 N (0,365%). Техните масови числа са съответно 14 и 15. Ядрото на атома на азотния изотоп 14 N съдържа седем протона и седем неутрона, а изотопът 15 N съдържа същия брой протони и шест неутрона.

Има четиринадесет изкуствени изотопа на азота с масови числа от 10 до 13 и от 16 до 25, от които най-стабилният изотоп 13 N с период на полуразпад 10 минути.

Азотни йони

Външното енергийно ниво на азотния атом има пет електрона, които са валентни електрони:

1s 2 2s 2 2p 3 .

Структурата на азотния атом е показана по-долу:

В резултат на химично взаимодействие азотът може да загуби валентните си електрони, т.е. бъде техен донор, и се превръщат в положително заредени йони или приемат електрони от друг атом, т.е. да бъде техен акцептор и да се превърне в отрицателно заредени йони:

N 0 -5e → N 2+;

N 0 -4e → N 4+ ;

N 0 -3e → N 3+ ;

N 0 -2e → N 2+ ;

N 0 -1e → N 1+ ;

N 0 +1e → N 1-;

N 0 +2e → N 2-;

N 0 +3e → N 3- .

Молекула и атом на азота

Молекулата на азота се състои от два атома - N 2. Ето някои свойства, характеризиращи азотния атом и молекула:

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Азотните съединения - селитра, азотна киселина, амоняк - са били известни много преди азотът да бъде получен в свободно състояние. През 1772 г. Д. Ръдърфорд, изгаряйки фосфор и други вещества в стъклена камбана, показа, че оставащият след горенето газ, който той нарича „задушаващ въздух“, не поддържа дишане и горене. През 1787 г. А. Лавоазие установява, че "жизнените" и "задушаващите" газове, които съставляват въздуха, са прости вещества и предлага името "азот". През 1784 г. Г. Кавендиш показа, че азотът е част от селитрата; Оттук идва и латинското наименование Nitrogen (от къснолатинското nitrum - селитра и гръцкото gennao - раждам, произвеждам), предложено през 1790 г. от J. A. Chaptal. В началото на 19 век се изяснява химическата инертност на азота в свободно състояние и неговата изключителна роля в съединения с други елементи като свързан азот. Оттогава "свързването" на азота от въздуха се превърна в един от най-важните технически проблеми на химията.

Разпространение на азота в природата.Азотът е един от най-често срещаните елементи на Земята и по-голямата част от него (около 4·10 15 тона) е концентрирана в свободно състояние в атмосферата. Във въздуха свободният азот (под формата на N2 молекули) е 78,09% от обема (или 75,6% от масата), без да се броят неговите незначителни примеси под формата на амоняк и оксиди. Средното съдържание на азот в литосферата е 1,9·10 -3% от масата. Естествените азотни съединения са амониев хлорид NH 4 Cl и различни нитрати. Големите натрупвания на селитра са характерни за сухия пустинен климат (Чили, Централна Азия). Дълго време нитратите бяха основният доставчик на азот за промишлеността (сега промишленият синтез на амоняк от азот от въздух и водород е от първостепенно значение за фиксирането на азота). Малки количества свързан азот се намират във въглищата (1-2,5%) и нефта (0,02-1,5%), както и във водите на реки, морета и океани. Азотът се натрупва в почвите (0,1%) и в живите организми (0,3%).

Въпреки че името "Азот" означава "неподдържащ живота", той всъщност е основен елемент за живота. Животинските и човешки протеини съдържат 16-17% азот. В организмите на месоядните животни протеинът се образува от консумираните протеинови вещества, присъстващи в организмите на тревопасните животни и в растенията. Растенията синтезират протеини чрез асимилиране на азотни вещества, съдържащи се в почвата, главно неорганични. Това означава, че количествата азот навлизат в почвата благодарение на азотфиксиращи микроорганизми, които са способни да преобразуват свободния азот от въздуха в азотни съединения.

В природата се осъществява кръговратът на азота, в който основна роля играят микроорганизмите – нитрофиращи, денитрофиращи, азотфиксиращи и др. Въпреки това, в резултат на извличането на огромни количества свързан азот от почвата от растенията (особено по време на интензивно земеделие), почвите се изчерпват от азот. Дефицитът на азот е типичен за селското стопанство в почти всички страни, дефицит на азот се наблюдава и в животновъдството („белтъчно гладуване“). На почви, бедни на достъпен азот, растенията се развиват слабо. Азотните торове и протеиновото хранене на животните са най-важното средство за стимулиране на селското стопанство. Икономическата дейност на човека нарушава цикъла на азота. Така изгарянето на гориво обогатява атмосферата с азот, а фабриките, произвеждащи торове, свързват азота от въздуха. Транспортирането на торове и селскостопански продукти преразпределя азота към повърхността на земята. Азотът е четвъртият най-разпространен елемент в Слънчевата система (след водород, хелий и кислород).

Изотопи, атом и молекула на азота.Естественият азот се състои от два стабилни изотопа: 14 N (99,635%) и 15 N (0,365%). Изотопът 15N се използва в химични и биохимични изследвания като белязан атом. От изкуствените радиоактивни изотопи на азота 13 N има най-дълъг период на полуразпад (T ½ = 10,08 минути), останалите са с много кратък живот. В горните слоеве на атмосферата, под въздействието на неутроните от космическата радиация, 14 N се превръща в радиоактивен изотоп на въглерод 14 C. Този процес се използва и в ядрени реакции за получаване на 14 C. Външната електронна обвивка на азотния атом се състои от 5 електрона (една несподелена двойка и три несдвоени - конфигурация 2s 2 2p 3. Най-често азотът в съединенията е 3-ковалентен поради несдвоени електрони (както в амоняка NH 3). Наличието на несподелена електронна двойка може да доведе до образуването на друга ковалентна връзка и азотът става 4-ковалентен (както в амониевия йон 4). при нормални условия азотът образува молекула N 2, където атомите N са свързани с три стабилни ковалентни връзки: неговата енергия на дисоциация на атоми е 942,9 kJ/mol (225,2 kcal/mol), следователно, дори при a. температура около 3300°C, степента на дисоциация на азота е само около 0,1%.

Физични свойства на азота.Азотът е малко по-лек от въздуха; плътност 1,2506 kg/m 3 (при 0°C и 101325 n/m 2 или 760 mm Hg), точка на топене -209,86°C, точка на кипене -195,8°C. Азотът се втечнява трудно: неговата критична температура е доста ниска (-147,1 ° C), а критичното му налягане е високо 3,39 Mn/m 2 (34,6 kgf/cm 2); Плътността на течния азот е 808 kg/m3. Във вода азотът е по-малко разтворим от кислорода: при 0°C 23,3 g азот се разтварят в 1 m 3 H 2 O. Азотът е по-добре разтворим в някои въглеводороди, отколкото във вода.

Химични свойства на азота.Азотът взаимодейства само с такива активни метали като литий, калций, магнезий при нагряване до относително ниски температури. Азотът реагира с повечето други елементи при високи температури и в присъствието на катализатори. Азотните съединения с кислорода N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2 и N 2 O 5 са ​​добре проучени. От тях при директно взаимодействие на елементите (4000 ° C) се образува NO оксид, който при охлаждане лесно се окислява до оксид (IV) NO 2. Азотните оксиди във въздуха се образуват при атмосферни разряди. Те могат да бъдат получени и чрез излагане на сместа от азот и кислород на йонизиращо лъчение. При разтваряне на азотен N 2 O 3 и азотен анхидрид N 2 O 5 във вода се получават съответно азотна киселина HNO 2 и азотна киселина HNO 3, образуващи соли - нитрити и нитрати. Азотът се свързва с водород само при високи температури и в присъствието на катализатори и се образува амоняк NH3. В допълнение към амоняка са известни много други съединения на азота с водорода, например хидразин H 2 N-NH 2, диимид HN=NH, азотноводородна киселина HN 3 (H-N=N≡N), октазон N 8 H 14 и други ; Повечето азотни съединения с водород се изолират само под формата на органични производни. Азотът не взаимодейства пряко с халогените, следователно всички азотни халиди се получават само индиректно, например азотен флуорид NF 3 - чрез взаимодействие на флуор с амоняк. По правило азотните халиди са нискоустойчиви съединения (с изключение на NF 3); По-стабилни са азотните оксихалогениди - NOF, NOCl, NOBr, NO 2 F и NO 2 Cl. Азотът също не се свързва директно със сярата; азотна сяра N 4 S 4 се получава в резултат на реакцията на течна сяра с амоняк. Когато горещ кокс реагира с азот, се образува цианоген (CN) 2. Чрез нагряване на азот с ацетилен C2H2 до 1500°C може да се получи циановодород HCN. Взаимодействието на азот с метали при високи температури води до образуването на нитриди (например Mg 3 N 2).

Когато обикновеният азот е изложен на електрически разряди [налягане 130-270 n/m 2 (1-2 mm Hg)] или по време на разлагането на B, Ti, Mg и Ca нитриди, както и по време на електрически разряди, активният азот може да бъде образуван във въздуха, който е смес от азотни молекули и атоми с повишен енергиен запас. За разлика от молекулярния азот, активният азот взаимодейства много енергично с кислород, водород, серни пари, фосфор и някои метали.

Азотът е част от много важни органични съединения (амини, аминокиселини, нитро съединения и други).

Получаване на азот.В лабораторията азотът може лесно да се получи чрез нагряване на концентриран разтвор на амониев нитрит: NH 4 NO 2 = N 2 + 2H 2 O. Техническият метод за получаване на азот се основава на отделянето на предварително втечнен въздух, който след това се подложени на дестилация.

Приложение на азот.Основната част от извлечения свободен азот се използва за промишлено производство на амоняк, който след това се преработва в значителни количества в азотна киселина, торове, експлозиви и др. В допълнение към директния синтез на амоняк от елементи, цианамидният метод, разработен през 1905 е от индустриално значение за свързване на азот от въздуха, въз основа на факта, че при 1000°C калциевият карбид (получен чрез нагряване на смес от вар и въглища в електрическа пещ) реагира със свободен азот: CaC 2 + N 2 = CaCN 2 + C. Полученият калциев цианамид, когато е изложен на прегрята водна пара, се разлага до освобождаване на амоняк: CaCN 2 + 3H 2 O = CaCO 3 + 2NH 3.

Свободният азот се използва в много индустрии: като инертна среда в различни химични и металургични процеси, за запълване на свободно пространство в живачни термометри, при изпомпване на запалими течности и др. Течният азот се използва в различни хладилни агрегати. Съхранява се и се транспортира в стоманени съдове на Дюар, азотният газ в компресирана форма - в бутилки. Много азотни съединения се използват широко. Производството на свързан азот започва да се развива бързо след Първата световна война и сега е достигнало огромни размери.

Азот в тялото. Азотът е един от основните биогенни елементи, които изграждат най-важните вещества на живите клетки - протеини и нуклеинови киселини. Въпреки това количеството на азот в тялото е малко (1-3% от сухото тегло). Само някои микроорганизми и синьо-зелени водорасли могат да асимилират молекулярен азот в атмосферата.

Значителни запаси от азот са концентрирани в почвата под формата на различни минерални (амониеви соли, нитрати) и органични съединения (азот от протеини, нуклеинови киселини и продукти на тяхното разпадане, т.е. все още не напълно разложени останки от растения и животни). Растенията абсорбират азота от почвата както под формата на неорганични, така и на някои органични съединения. В естествени условия голямо значение за храненето на растенията имат почвените микроорганизми (амонификатори), които минерализират почвения органичен азот до амониеви соли. Нитратният азот в почвата се образува в резултат на жизнената дейност на нитрифициращи бактерии, открити от С. Н. Виноградски през 1890 г., които окисляват амоняка и амониеви соли до нитрати. Част от нитратния азот, усвоен от микроорганизми и растения, се губи, превръщайки се в молекулярен азот под действието на денитрифициращи бактерии. Растенията и микроорганизмите абсорбират добре както амониевия, така и нитратния азот, като последният се редуцира до амоняк и амониеви соли. Микроорганизмите и растенията активно преобразуват неорганичния амониев азот в органични азотни съединения - амиди (аспарагин и глутамин) и аминокиселини. Както показаха Д. Н. Прянишников и В. С. Буткевич, азотът в растенията се съхранява и транспортира под формата на аспарагин и глутамин. По време на образуването на тези амиди се неутрализира амоняк, чиито високи концентрации са токсични не само за животните, но и за растенията. Амидите са част от много протеини, както в микроорганизми и растения, така и в животни. Синтезът на глутамин и аспарагин чрез ензимно амидиране на глутаминова и аспарагинова киселина се среща не само в микроорганизми и растения, но до известна степен и в животни.

Синтезът на аминокиселини се осъществява чрез редуктивно аминиране на редица алдехидни киселини и кето киселини, получени в резултат на окисляването на въглехидрати, или чрез ензимно трансаминиране. Крайните продукти на усвояването на амоняка от микроорганизми и растения са протеини, които са част от протоплазмата и ядрото на клетките, както и депозирани като резервни протеини. Животните и хората са способни да синтезират аминокиселини само в ограничена степен. Те не могат да синтезират осемте незаменими аминокиселини (валин, изолевцин, левцин, фенилаланин, триптофан, метионин, треонин, лизин) и следователно за тях основният източник на азот са протеините, консумирани с храната, тоест в крайна сметка растителните протеини и микроорганизмите. .

Протеините във всички организми претърпяват ензимно разграждане, крайните продукти на което са аминокиселини. На следващия етап, в резултат на дезаминиране, органичният азот на аминокиселините се превръща обратно в неорганичен амониев азот. В микроорганизмите и особено в растенията амониевият азот може да се използва за нов синтез на амиди и аминокиселини. При животните неутрализирането на амоняка, образуван по време на разграждането на протеини и нуклеинови киселини, се извършва чрез синтеза на пикочна киселина (при влечуги и птици) или урея (при бозайници, включително хора), които след това се екскретират от тялото. От гледна точка на метаболизма на азота, растенията, от една страна, и животните (и хората), от друга, се различават по това, че при животните използването на получения амоняк се извършва само в слаба степен - по-голямата част от него се отделя от тялото; В растенията обменът на азот е „затворен“ - азотът, който влиза в растението, се връща в почвата само заедно със самото растение.

Азотът е газ, просто химично вещество, неметал, елемент от периодичната таблица. Латинското име Nitrogenium се превежда като „раждащ селитра“.

Името „азот“ и неговите съгласни се използват в много страни: Франция, Италия, Русия, Турция, някои източнославянски страни и страни от бившия СССР. Според основната версия името "азот" идва от гръцката дума azoos - "безжизнен", тъй като не е подходящ за дишане.

Азотът се намира предимно като газ - около 78% (по обем) във въздуха. Залежите от минерали, които го съдържат - например чилийска селитра (натриев нитрат), индийска селитра (калиев нитрат) са предимно изчерпани, така че в индустриален мащаб реагентът се извлича чрез химичен синтез директно от атмосферата.

Имоти

При нормални условия N2 е газ без вкус, цвят и мирис. Не гори, пожаро- и взривоустойчив, слабо разтворим във вода и алкохол, нетоксичен. Лошо провежда топлина и електричество. При температури под -196 °C първо става течен, след това твърд. Течният азот е прозрачна, подвижна течност.

Молекулата на азота е много стабилна, така че химическият реагент е основно инертен, реагирайки при нормални условия само с комплекси на литий, цезий и преходни метали. За извършване на реакции с други вещества са необходими специални условия: много висока температура и налягане, а понякога и катализатор. Не реагира с халогени, сяра, въглерод, силиций, фосфор.

Елементът е изключително важен за живота на всички живи същества. Той е съставна част на протеини, нуклеинови киселини, хемоглобин, хлорофил и много други биологично важни съединения. Играе основна роля в метаболизма на живите клетки и организми.

Азотът се произвежда под формата на газ, компресиран при 150 атмосфери, доставян в черни бутилки с голям и ясен жълт надпис. Течният реагент се съхранява в колби на Дюар (термос с двойни стени, със сребърно покритие отвътре и вакуум между стените).

Опасност от азот

При нормални условия азотът не е вреден за хората и животните, но при повишено налягане причинява наркотично отравяне, а при липса на кислород причинява задушаване. Много опасна декомпресионна болест е свързана с азота и неговия ефект върху човешката кръв по време на рязко понижаване на налягането.

Вероятно всеки го е виждал поне веднъж във филми или телевизионни сериали, как течният азот мигновено замръзва хора или брави на решетки, сейфове и др., след което те стават крехки и лесно се чупят. Всъщност течният азот замръзва доста бавно поради ниския си топлинен капацитет. Ето защо не може да се използва за замразяване на хора за последващо размразяване - не е възможно да се замразят цялото тяло и органи равномерно и едновременно.

Азотът принадлежи към пниктогените - химични елементи от същата подгрупа на периодичната таблица като самия него. В допълнение към азота, пниктогените включват фосфор, арсен, антимон, бисмут и изкуствено получен мусковий.

Течният азот е идеален материал за гасене на пожари, особено на ценни предмети. След гасене с азот не остава нито вода, нито пяна, нито прах, а газът просто изчезва.

Приложение

— Три четвърти от целия азот, произведен в света, отиват за производството на амоняк, от който на свой ред се произвежда азотна киселина, която се използва широко в различни индустрии.
— В селското стопанство азотните съединения се използват като торове, а самият азот се използва за по-добро запазване на зеленчуците в зеленчукови складове.
— За производство на експлозиви, детонатори, гориво за космически кораби (хидразин).
— За производство на бои и лекарства.
— При изпомпване на запалими вещества през тръби, в мини, в електронни устройства.
— За гасене на кокс в металургията, за създаване на неутрална атмосфера в промишлени процеси.
— За продухване на тръби и резервоари; спукване на пластове при добива; изпомпване на гориво в ракети.
— За инжектиране в гуми на самолети, понякога в автомобилни гуми.
- За производство на специална керамика - силициев нитрид, която има повишена механична, термична, химическа устойчивост и много други полезни характеристики.
— Хранителната добавка Е941 се използва за създаване на консервираща среда в опаковките, предотвратяваща окисляването и развитието на микроорганизми. Течният азот се използва за бутилиране на напитки и масла.

Течният азот се използва като:

— Хладилен агент в криостати, вакуумни агрегати и др.
— В криогенната терапия в козметологията и медицината, за извършване на определени видове диагностика, за съхранение на проби от биоматериали, сперма, яйцеклетки.
— При криогенно рязане.
- За гасене на пожари. Докато реагентът се изпарява, той образува маса газ 700 пъти по-голяма от обема на течността. Този газ изтласква кислорода от пламъка и той изгасва.