duminică, 7 aprilie 2013

AZOTUL CA ELEMENT CHIMIC SI DESCOPERIREA SA

AZOTUL



Simbol chimic : N
Masa atomica : 14
Numar de masa “Z”: 7
Azotul se gaseste in grupa a V-a principala ai in prima perioada in sistemul periodic.
PROPRIETATI FIZICE:
Azotul este un caz incolor, inodor, insipid si non-toxic. El poate fi condensat intr-un lichid incolor si apoi compresat intr-un solid incolor si cristalin.
Nitrogenul are denistatea cu putin mai mica decat a aerului si este mai putin solubil in apa decat oxigenul. El nu intretine viata fiintelor care il respira.
Temperatura de topire a azotului este de – 210, 01 °C , in timp ce cea de fierbere este de – 195, 79 °C.
STARE NATURALA:
Azotul este unul dintre gazele extrem de raspandite in natura. El se gaseste atat in stare libera cat si sub forma de compusi:
In stare libera, azotul reprezinta 78% din volumul aerului atmosferic.
Compusii azotului sunt:
-anorganici ( amoniac, azotati, etc. )
-organici (uree, proteine )
Azotul de gaseste intr-o proportie de la 1 la 10 % in fiecare din organismele vii.
PROPRIETATI CHIMICE :Azotul nu arde si nu intretine arderea. El prezinta o reactivitate chimica relativ scazuta.
Reactia cu oxigenul:
La temperaturi de peste 3000 °C, azotul se combina cu oxigenul si formeaza monoxid de azot:
N2 + O2 ( 2NO ( reactia este reversibila )
Reactia cu hidrogenul:
La temperatura si presiune mare, in prezenta unui catalizator, azotul reactioneaza cu hidrogenul, rezultand amoniac:
N2 + 3H2 ( 2NH3 ( reactia este reversibila )
Principalii compusi anorganici ai azotului sunt:
NH3
HNO3
NH4Cl ( Sarurile de amoniu )
(NH4)2CO3 ( Praful de copt )

CIRCUITUL AZOTULUI IN NATURA:
Activitatea redusa a azotului a permis utilizarea lui la cresterea unei atmosfere inerte. El reprezinta elementul protector fata de actiunile energetice si nedorite ale oxigenului.
Plantele si animalele superioare nu pot asimila direct azotul din aer. Plantele extrag azotul de care au nevoie, prin radacinile lor, din sol, care contine amoniac sau ioni de amoniu si azotati. Combinatiile azotului din plante sunt transferate animalelor erbivore, o data cu hrana lor.
Azotul combinat din corpul animalelor si plantelor se reintoarce in sol dupa moartea si putrezirea acestora, in timpul putrezirii intervin bacterii care transforma azotul proteinelor si al altor combinatii organice in amoniac.
In terenurile cultivate de om, cantitatea de azot asimilabil extrasa de plante e mai mare decat aceea care se regenereaza in mod natural. Din aceasta cauza e nevoie sa se adauge acestor soluri ingrasaminte azotate.

UTILITATI ALE AZOTULUI:
Majoritatea azotului folosit in industrie este obtinut prin distilarea aerului lichid. Acesta este apoi folosit pentru a sintetiza amoniacul. Din amoniacul produs in aceasta maniera e obtine o mare varietate de produse chimice, incluzand fertilizatori, ingrasaminte chimice, etc.
O alta folosire a azotului o reprezinta, in combinatie cu oxigenul, obtinerea unui anestetic folosit in medicina in timpul interventiilor chirurgicale.
O aplicatie mai recenta a azotului o reprezinta folosirea in domeniul criogeniei.

Nitrogenul este folosit de asemenea in industria colorantilor.

CUM A FOST DESCOPERIT :

      Chiar si multa vreme dupa aceea, cand alchimistul Helmont introduce notiunea de gaz, toate gazele se numeau ,,aer", cu un adaos care marca una din proprietatile sale. Van Helmont mentioneaza insa si unul din componentii aerului sub denumirea de ,,gaz silvestru". Era vorba de bioxidul de carbon, iar denumirea pare a proveni de la imposibiliatea condensarii lui. Studiul chimic al aerului incepea sa devina o preocupare a cercetatorilor abia in a doua jumatate a secolului al XVIII-lea. Cel dintai om de stiinta care constata ca aerul nu este format dintr-un singur fel de substanta este Joseph Black, un chimist englez de origine franceza. Azotul apare mai tarziu, dar nu ca corp distinct, ci confundat cu bioxidul de carbon. Totusi anul descoperirii azotului este iar numele descoperitorului este Daniel Rutherford. Cel care descoperise azotul era un tanar scotian de 23 de ani, care isi facea teza de dizertatie la Universitatea din Edingburg la profesorul John Black. Tanarul chimist facea cercetari asupra aerului, dar in legatura cu respiratia plantelor. In decursul a numeroase experiente avea sa dovedeasca ca ,,aerul" care nu intertinea arderea nu este numai bioxidul de carbon, ci si azotul, cu care avea multe asemanari fizice. Astfel, D. Rutherford trece aer peste carbune innrosit (mangal), iar produsul arderii il spala cu alcalii caustice si apa de var, unde se retine bioxidul de carbon (care trece in carbonatii respectivi). ,,Aerul" care trecea mai departe, dupa aceste spalari, era azotul pe care Rutherford il identifica drept un corp nou si-l numeste ,,aer metific", deoarece nu intretine viata, considerandu-l un fel de ,,viciat" ca si cel rezultat prin respiratie.Astfel Rutherford este recunoscut ca descoperitor al azotului. Cinci ani mai tarziu (A.L. Lavoisier arata ca azotul exista in stare libera in atmosfera si ca el reprezinta 79% dintr-un volum de aer. In 1789, cu ocazia editarii primei nomenclaturi chimice, A.Lavoisier (cu Guyton de Morveau) inlocuieste denumirea de ,,aer mefitic" si cea de ,,aer flogisticat" cu cea de azot care provine de la legarea a doua cuvinte grecesti (a=privativ si zoe=viata) deci fara viata, din cauza ca nu intretinea viata animalelor care-l inspira. In anul 1823, J.A. Chaptal (1756-1832), un alt chimist francez, da azotului numele de nitrogen (dupa cuvintele grecesti natron=salpetru si gennao=a produce), deci producator de nitrati (salpetru). Numele de azot a ramas raspandit in special in Franta, iar cel de nitrogen a fost preluat in tarile de limba engleza.

STAREA NATURALA SI METODELE DE OBTINERE :

                                     Azotul

     Este foarte raspandit in natura inafara de faptul ca se gaseste in scoarta pamantului in cantitate de 3x10-2%, el este de asemenea, un component principal al aerului, care, dupa cum se stie, consta din 78% (in volume) azot liber. Cea mai mare patre din azotul din scoarta pamantului se gaseste sub forma de combinatii organice, in timp ce combinatiile anorganice ale azotului, (cu exceptia azotatului NaNO3) nu se intalnesc in cantitati mari in natura. Metodele industriale de obtinere a azotului se bazeaza pe separarea azotului de oxigen prin evaporarea aerului lichid in instaltii speciale. In conditiile de laborator azotul foarte pur se obtine din combinatiile lui, de exemplu prin trecerea unui curent de amoniac peste oxid de cupru inrosit sau prin descopunerea azotitului de amoniu NH4NO2 la cald.

PROPRIETATILE FIZICE :

   In conditiile obisnuite de temperatura si persiune, azotul este un gaz incolor, inodor si insipid; un litru de azot cantareste 1,2506 g. La racire puternica si persiune inalta, azotul trece mai intai intr-un lichid incolor, cu punctul de fierbere -195,8 OC, iar apoi intr-o substanta solida ce cristalizeaza in sistemul cubic si se topeste la -210,1OC. Densitatea azotului lichid este 0,88g/cm2. Azotul gazos are o conductivitate termica mai mica decat cel lichid.

PROPRIETATILE CHIMICE :

       La temperaturi joase azotul este putin activ; in conditiile de elaborare a aliajelor azotul este un element care se combina energrtic cu metalele si metaloizii. Mai importante sunt combinatiile hidrogenate ale azotului, in primul rand amonacul, deoarece prin actiunea acestuia asupra anumitor metale sau a oxizilor lor se formeaza nitruri-combinatii, care se obtin la temperaturi ridicate si sunt stabile la cald. Azotul si hidrogenul. La trecerea unei descarcari electrice printr-un amestec de hidrogen si azot se formeaza amoniac:N2+3H 2U2NH3; deoarece aceasta reactie este exoterma si este insotita la temperatura obisnuita de o degajare de 11,89 kcal/mol NH3, desigur prin marirea temperaturii se va micsora concentratia de amoniac.

Azotul si fosforul.

Fosforul nu se combina la temperatura obisnuita; nu se combina nici prin incalzira fosforului la 300OC in azot si in amoniac. Nitura de fosfor - PN - se formeaza la trecerea unor scantei electrice prin vapori de fosfor si azot. Niturile metalelor. Combinatiile metalelor cu azotul se formeaza prin actiunea azotului sau a amoniacului. Litiul, magneziul, borul si aluminiul, in tip ce reactioneaza cu oxigenul din aer se combina si cu azotul. Litiul, calciul, strontiul, bariul, magneziul, borul, aluminiul, pamanturile rare, siliciul, titanul, zirconiul, ceriul, toriul, manganul se combina direct cu azotul prin incalzire. La incalzirea in amonic se formeaza nituri:potasiul, cuprul, bariul, magneziul, zincul, aluminiul titanul, manganul, fierul.

INTREBUINTAREA AZOTULUI :

         Azotul pur se utilizeaza in umplerea lampilor electrice. Dintre  combinatiile azotului, cea mai utilizata in tehnica este amoniacul (NH3) care se foloseste in indusria frigului, la obtinerea ghetii artificiale, la fabricarea acidului azotic si a ingrasamintelor cu azot sintetic. De o deosebita importanta tehnica este acidul azotic (HNO3), utilizat pe scara larga in industria chimica. Se mai foloseste la fabricarea colorantilor, a medicamentelor, obtinerea explozivilor.
               Nitrogenul a fost captat pentru prima oara in anul 1772 de doctorul de origine britanica Daniel Rutherford si recunoscut oficial ca unul dintre gazele elementare in jurul anului 1776 de catre chimistul francez Antoine Laurent Lavoisier.