geboren is nitraat - zoals vertaald van het Latijnse woord Nitrogenium.Deze naam oxide - een chemisch element met atoomnummer 7, het hoofd van de 15-groep in de lange versie van het periodiek systeem.In de vorm van een eenvoudige substantie verspreid in de samenstelling van de lucht schil van de aarde - atmosfeer.Diverse stikstofverbindingen in de aardkorst en levende organismen worden veel gebruikt in de industrie, militaire, landbouw en geneeskunde.
Waarom stikstof genaamd "verstikking" en "levenloze»
Zoals voorgesteld door historici van de chemie, de eerste heeft ontvangen, is een kwestie van Henry Cavendish (1777).Wetenschappelijke pas lucht over hete kolen, om de reactie van producten op te vangen met behulp van alkali.Door de ervaring van de onderzoekers ontdekt kleurloos, reukloos gas, ongereageerde steenkool.Cavendish noemde het "verstikkende lucht" voor het onvermogen om de ademhaling en verbranding onderhouden.
moderne scheikundige zou dat zuurstof verklaren reageerde met koolstof gevormd kooldioxide.De rest van de "verstikkende" van de lucht bestond voornamelijk uit moleculen N2.Cavendish en andere wetenschappers ten tijde van de stof niet kende, hoewel de stikstof- en nitraat wordt veel gebruikt in de economie.De wetenschapper verteld over de ongebruikelijke gas naar een collega om soortgelijke experimenten uit te voeren - Joseph Priestley.
Tegelijkertijd Karl Scheele vestigde de aandacht op de onbekende integraal onderdeel van de lucht, maar niet aan zijn oorsprong goed te verklaren.Alleen Daniel Rutherford in 1772 duidelijk dat de huidige experimenten "verstikkend" "verwend" gas - stikstof.Wat de wetenschappers beschouwen het als een pionier op het gebied - dit is nog steeds debatteren historici van de wetenschap.
15 jaar nadat Rutherford experimenten, de beroemde chemicus Antoine Lavoisier voorgesteld om de term te vervangen "verwend" lucht verwijst naar stikstof, aan de andere kant - Nitrogenium.Tegen de tijd dat het is aangetoond dat deze stof niet brandt, ondersteunt ademhaling.Dan waren er de Russische naam "stikstof" wordt op verschillende manieren geïnterpreteerd.Meestal zeggen ze dat de term betekent "dood."Latere studies hebben het populaire geloof over de eigenschappen van stoffen weerlegd.Stikstofverbindingen - eiwitten - de belangrijkste macromoleculen die in levende organismen.Met het oog op de bouw van planten uit de bodem noodzakelijke elementen van minerale voeding - NO32- ionen en NH4 +.
Stikstof - een chemisch element
inzicht in de atomaire structuur en eigenschappen maakt periodiek systeem (PS).De positie van het chemische element in het periodiek systeem kan de lading van de kern, het aantal protonen en neutronen (massa nummer) te bepalen.Het is noodzakelijk om de aandacht te vestigen op de waarde van de atomaire massa - is een van de belangrijkste kenmerken van het element.Nummer periode komt overeen met het aantal energieniveaus.De korte versie van het periodiek systeem groepsnummer overeenkomt met het aantal elektronen in de buitenste energaticheskom niveau.Vatten alle gegevens in de algemene kenmerken van stikstof door zijn positie in het periodiek systeem:
- Dit is een niet-metalen element is in de rechterbovenhoek van de SS.
- chemische symbool: N.
- Aantal: 7.
- Relatieve atoommassa: 14,0067.
- Formule waterstof vluchtige verbindingen: NH3 (ammoniak).
- Forms hoogste oxide N2O5, gelijk aan de valentie van stikstof V.
structuur van stikstof:
- lading van de kern 7.
- aantal protonen: 7;het aantal neutronen 7.
- aantal energieniveaus 2.
- totaal aantal elektronen: 7;e formule: 1s22s22p3.
stabiele isotopen in detail bestudeerd artikelnummer 7 en hun massagetallen - 14 en 15. De inhoud van de atomen die eenvoudiger is 99,64%.De kernen zijn kortstondige radioactieve isotoop als 7 protonen en neutronen aantal varieert sterk: 4, 5, 6, 9, 10.
Stikstof
natuurlijk een deel van de lucht envelop Aarde aanwezig moleculen van het eenvoudige stof, waarvan de formule - N2.Het stikstofgehalte gas in de atmosfeer ongeveer 78,1 volume%.Anorganische verbindingen van de chemische element in de aardkorst - verschillende zouten en ammoniumnitraat (salpeter).De formules van de verbindingen en de namen van enkele van de belangrijkste stoffen:
- NH3 ammoniak.
- NO2, stikstofdioxide.
- NaNO3, natriumnitraat.
- (NH4) 2SO4, ammoniumsulfaat.
waardigheid van stikstofverbindingen in de laatste twee - IV.Kolen, bodemorganismen bevatten ook N-atomen in gebonden vorm.Stikstof is een onderdeel van macromoleculen van aminozuren, nucleotiden, DNA en RNA, hormonen en hemoglobine.Het totale gehalte van chemische elementen in het menselijk lichaam tot 2,5%.
eenvoudige stof
Stikstof in de vorm van twee atomen moleculen - de grootste in volume en gewicht van de atmosfeer.Stof, wiens formule N2, reukloos, kleurloos en smaakloos.Dit gas is meer dan 2/3 van de aarde airbag.De vloeibare stikstof is een kleurloze stof, die lijkt op water.Kookt bij -195,8 ° CM (N2) = 28 g / mol.Eenvoudige dingen een beetje makkelijker stikstof zuurstof, de dichtheid van de lucht dicht bij 1.
atomen in het molecuul is stevig gekoppeld 3 gedeelde elektronenparen.De verbinding vertoont een hoge chemische bestendigheid, waardoor het zich van zuurstof en andere gassen.Om de stikstof molecuul in zijn samenstellende atomen nodig om energie 942,9 kJ / mol brengen splitsen.Mededeling van de drie paren van elektronen is zeer sterk, begint af te breken wanneer boven 2000 ° C verwarmd
Onder normale omstandigheden is de dissociatie van moleculen in atomen praktisch niet optreedt.Chemische inertie wordt ook veroorzaakt door stikstof volledige afwezigheid van polariteit in het molecuul.Ze interactie zeer zwak met elkaar anders dan door een gasvormige toestand van de stof bij normale druk en bij een temperatuur dichtbij kamertemperatuur.Lage reactiviteit moleculaire stikstof wordt gebruikt voor verschillende werkwijzen en inrichtingen waarbij het noodzakelijk om een inerte atmosfeer te creëren.
dissociatie van N2 moleculen kan plaatsvinden onder invloed van zonnestraling in de bovenste atmosfeer.Atomic stikstof wordt gevormd, die onder normale omstandigheden reageert met bepaalde metalen en niet-metalen (fosfor, zwavel, arseen).Het resultaat is de synthese van stoffen die in terrestrische omstandigheden indirecte manier.
Valence stikstof
buitenste elektronenschil van het atoom vormen een 2 s, en 3 p, elektron.Deze negatieve stikstof deeltjes geven bij interactie met andere elementen die overeenkomen met het reducerende eigenschappen.Toe te voegen aan de ontbrekende octet 3 elektronen, atomen vertonen oxidatieve vermogen.Elektronegativiteit stikstof onder het metallische eigenschappen minder uitgesproken dan fluor, zuurstof en chloor.De interactie van deze chemische elementen stikstof elektronen verliest (oxidatie).Reductie negatieve ionen, gevolgd door reactie met andere metalen en niet-metalen.
typische waardigheid van de stikstof - III.In dit geval vormden de chemische binding door de aantrekkingskracht van de externe p-elektronen en een gemeenschappelijke (bindend) paren.Stikstof kan vormen een donor-acceptor binding door zijn eenzaam elektronenpaar, zoals het ammoniumion NH4 +.
verkregen in het laboratorium en de industrie
Een laboratorium methode is gebaseerd op oxidatie eigenschappen van koperoxide.Een verbinding stikstof en waterstof - ammoniak NH3.Deze vervelende ruikende gas vzaimoddeystvuet met poedersuiker koperoxide zwart.De resulterende reactie produceert stikstof en lijkt metallisch koper (rood poeder).Afgezet op de buiswanden waterdruppels - een reactieproduct.
ander laboratorium methode die een stikstofverbinding gebruikt - metaalazide bijvoorbeeld NaN3.Get gas, dat niet hoeft te worden ontdaan van verontreinigingen.
Het laboratorium voerde de afbraak van ammonium nitriet in stikstof en water.Om de reactie te starten, is verwarming vereist is, dan gaat het proces onder warmteontwikkeling (exotherm).Stikstof is verontreinigd met verontreinigingen, zodat het werd gezuiverd en gedroogd.
Voorbereiding stikstof industrie:
- fractionele destillatie van vloeibare lucht - een methode, die de fysische eigenschappen van stikstof en zuurstof (verschillende kookpunt) gebruikt;
- chemische reactie van de lucht met een hete kolen;
- adsorptieve gasscheiding.
interactie met metalen en waterstof - oxiderende eigenschappen
Inertia sterke moleculen kan geen enkele stikstofverbindingen door directe synthese.Activeren de atomen nodig sterke verhitting of bestraling van de stof.Stikstof kan reageren met lithium bij kamertemperatuur met magnesium, calcium en natrium, verloopt de reactie alleen verwarmen.Gevormd nitriden van de respectievelijke metalen.
reactie van stikstof en waterstof vindt plaats bij hoge temperatuur en druk.Ook deze werkwijze vereist de katalysator.Het blijkt ammoniak - een van de belangrijkste producten van chemische synthese.Stikstof als oxidatiemiddel in de verbindingen vertonen negatieve drie oxidatietoestanden:
- -3 (waterstof, ammoniak en andere stikstofverbindingen - nitriden);
- -2 (Hydrazine N2H4);
- -1 (hydroxylamine NH2OH).
belangrijkste nitride - ammoniak - geproduceerd in de industrie grote hoeveelheden.Een groot probleem voor een lange tijd bleef de chemische inertheid van stikstof.Zijn grondstof bronnen waren ammoniumnitraat, maar voorraden mineralen begon snel te dalen met de groei van de productie.
grote verdienste van de chemische wetenschap en praktijk was de oprichting van ammoniak stikstoffixatie techniek op industriële schaal.In bijzondere kolommen door directe synthese - een reversibel proces tussen het stikstofatoom verkregen uit de lucht en waterstof.Bij het maken van optimale omstandigheden, deze verschuift de evenwichtsreactie naar de productopbrengst van ammoniak met een katalysator bereikt 97%.
reactie met zuurstof - reducerende eigenschappen
Om de reactie van stikstof en zuurstof initiëren, hebben sterke verwarming.Genoeg energie om een elektrische boog en een bliksem ontlading in de atmosfeer hebben.Bekende anorganische verbinding waarbij de stikstof in zijn positieve oxidatietoestanden: 1
- (stikstofoxide (I) N2O);
- 2 (stikstofmonoxide, NO);
- 3 (stikstofoxide (III) N2O3, salpeterigzuur, HNO2, nitriet zouten daarvan);
- 4 (stikstofdioxide (IV) NO2);
- 5 (stikstof pentoxide (V) N2O5, HNO3 salpeterzuur, nitraten).
waarde aard
Planten nemen ammoniumionen en nitraat anionen uit de bodem wordt gebruikt voor de synthese van chemische reacties van organische moleculen in cellen constant reist.Stikstof uit de lucht kunnen assimileren knobbel bacteriën - microscopisch kleine wezens die knobbeltjes op de wortels van peulvruchten vormen.Daardoor deze plantengroep krijgt een noodzakelijk element van vermogen, verrijkt de bodem hen.
tijdens de tropische stormen voorkomen oxidatie van stikstof uit de lucht.De oxiden worden opgelost zuren, deze stikstofverbindingen in het water dat in de bodem te vormen.Dankzij cyclus van de elementen in de natuur worden voortdurend bijgevuld haar reserves in de korst van de aarde, de lucht.Complexe organische moleculen die stikstof in zijn samenstelling, bacteriën ontleden in anorganische bestanddelen.
Praktisch gebruik
belangrijkste stikstofverbindingen voor de landbouw - een sterk oplosbaar zout.Opgenomen door planten ureumnitraat (natrium, kalium, calcium), ammonium verbindingen (ammoniak, chloride, sulfaat, nitraat ammonium).
inerte eigenschappen van stikstof, het onvermogen van planten te absorberen uit de lucht jaarlijks leidt tot de noodzaak hoge doses nitraten maken.Delen van de plant organisme in staat zijn om voedsel macro element te slaan "in opslag", die de kwaliteit van de producten afbreekt.Overmaat nitraten in groenten en fruit kunnen vergiftiging bij mensen, groei van kwaadaardige neoplasma veroorzaken.Naast de landbouw, worden de stikstofverbindingen die in andere industrieën:
- voor medicijnen;
- voor de chemische synthese van hoog-moleculaire verbindingen;
- bij de bereiding van springstoffen trinitrotolueen (TNT);
- voor de productie van kleurstoffen.
oxide NO wordt gebruikt in de chirurgie, de stof heeft een pijnstillend effect.Verlies van gevoel in het inademen van dit gas ook gemerkt dat de eerste ontdekkingsreizigers chemische eigenschappen van stikstof.Dus er was een gemeenschappelijke naam "lachgas."
probleem van nitraten in landbouwproducten
De zouten van salpeterzuur - nitraten - gevonden enkelvoudig geladen anion NO3-.Tot nu toe gebruikte de oude naam van deze groep stoffen - ammoniumnitraat.Nitraten worden gebruikt om de velden te bemesten, in kassen, tuinen.Breng ze in het vroege voorjaar voor het planten, in de zomer - in de vorm van vloeibare voeding.Op zichzelf geeft de stof niet die een groot gevaar voor de mens, maar in het lichaam worden ze omgezet in nitriet en vervolgens in nitrosaminen.Nitrietion NO2- - giftige deeltjes, veroorzaken ze de oxidatie van ferro-ijzer in de hemoglobine moleculen in de driewaardige ionen.In deze toestand, het hoofdbestanddeel van bloed en dieren niet in staat zijn zuurstof te verwijderen en kooldioxide uit de weefsels.
De gevaarlijke nitraat besmetting van voedsel voor de menselijke gezondheid:
- kwaadaardige tumoren die zich voordoen in de omzetting van nitraten in nitrosaminen (kankerverwekkend);
- ontwikkeling van colitis ulcerosa,
- hypotensie of hypertensie;
- hartfalen;
- stollingsstoornissen
- laesies van de lever, de pancreas, de ontwikkeling van diabetes;
- ontwikkeling van nierinsufficiëntie;
- bloedarmoede, verminderd geheugen, aandacht en intelligentie.
gelijktijdig gebruik van verschillende producten met een grote doses van nitraten leidt tot acute vergiftiging.De bronnen kunnen planten, gebotteld water, en-klare vleesgerechten.Onderdompelen in zuiver water en gekookt kan worden verminderd voedingswaarde van nitraten.De onderzoekers vinden dat hogere doses van gevaarlijke stoffen waargenomen in onvolwassen en kas plantaardige productie.
Fosfor - onderdeel van de subgroep
stikstofatomen van chemische elementen die in een enkele verticale kolom van het periodiek systeem, waarin de algemene eigenschappen.Fosfor is in de derde periode, verwijst naar een groep van 15, en stikstof.De structuur van de atomen van de elementen vergelijkbaar, maar er zijn verschillen in de eigenschappen.Stikstof en fosfor vertonen negatieve valentie en oxidatietoestand III in hun verbindingen met metalen en waterstof.
Veel reacties zijn fosfor bij gewone temperaturen, een chemisch actieve element.Reageert met zuurstof tot een oxide van hogere P2O5 vormen.Een waterige oplossing van dit materiaal bezit acid eigenschappen (metafosforzuur).Terwijl verhitten orthofosforzuur wordt verkregen.Het definieert een aantal typen zouten, waarvan vele chemische meststoffen, bijvoorbeeld superfosfaten.Stikstof en fosfor verbindingen vormen een belangrijk onderdeel van de cyclus van materie en energie op de planeet, worden gebruikt in industriële, agrarische en andere sferen.
