Що таке азот від А до Я

Азот – це газ із хімічною формулою у вигляді «N2», що є однією з найвідоміших речовин. У статті ви знайдете всі основні фізичні, хімічні та біологічні характеристики азоту. Для вас ми підібрали корисні фото та відеоматеріали.

Історія відкриття

Вперше виявили його на початку 1770-х років у Шотландії та Англії. Відомий Резерфорд намагався зрозуміти, що таке повітря. Він пропускав його через вугілля та луги – у результаті було отримано газ, серед якого не горіло полум'я.

Паралельно йому британець Кавендіш спалював деякі речовини – у залишковому середовищі дихання було неможливо. Досліди призвели до відкриття нової речовини. Його почали називати повітрям «задушливим» і «повітрям зіпсованим».

Звичну назву хімічний елемент отримав устами француза Лавуазьє. У своїх дослідах він встановив, що гризуни, котрі поміщаються в колби тільки з цим газом, невідворотно гинуть. Він і «ввів у оборот» відоме слово.

Походження назви

Відкривачі речовини виявляли, що живі організми вмирають серед азоту. Відповідно, само собою напрошувалося наступне:

• "а" - приставка, що означає відсутність чогось;
• "зоо" - термін, що відображає наявність життя;
• а + зоо -> «азот», відносно неживий.

Саме цим ім'ям хімічний елемент називається сьогодні у таблиці імені великого російського вченого Д.І. Менделєєва.

Азот у природі

Він є одним із найпоширеніших хімічних елементів на планеті. Велика його кількість присутня в атмосфері, в частинах рослин та живих організмів – у формі нітратів, оксидів, нуклеїнових кислот, амінокислот, білків та інших.

Як викопний слабо поширений, найбільше - як селітра і хлористий амоній.

Для науки і техніки особливий інтерес представляє вищий гідроксид азоту, точніше азотна кислота. Її запах, специфічний нашатирний, відомий кожному.

Поширеність

Підраховано, що тільки в атмосфері Землі є приблизно 3,8 х 10 15-го ступеня тонн азоту. Ще до 1,5 х 10 в 15-му ступені тонн міститься в поверхневих шарах нашої планети, а в мантії - приблизно 1,3 х 10 в 16-му ступені тонн.

Останнє розраховано з урахуванням фактичних даних за кількістю та складом лави, що вивергається з вулканів: у ній міститься колосальна кількість азоту.

Багатий на нього і космос: він виявлений на кількох планетах Сонячної системи та їх супутниках, у газових скупченнях. Це багато мільярдів тонн.

Ізотопи

Хімія азоту відрізняється різноманітністю, відомий цілий ряд оксидів. Всі вони цікаві широким спектром ступеня окислення N і утворюють «свої» кислоти та солі:

• N2O (ступінь окислення молекули азоту дорівнює +1, нижча з можливих), солодкуватий на запах газ, що застосовується для наркозу: утворює гіпоазотисту кислоту та гіпонітрит (назва похідної солі);
• NO (+2), відрізняється отруйністю при високій концентрації: нітроксилова кислота та нітроксилат;
• N2O3 (+3), існує в чистому вигляді лише за негативної температури: нітрит;
• NO2 або N2O4 (+4), безбарвний за нормальних умов та коричневий – якщо вводити супутній підігрів;
• N2O5 (+5), леткі кристали, що відрізняються гігроскопічністю.

Безпосередньо ізотопи (як електронна конфігурація атома азоту) цікаві для хіміків та працівників атомної промисловості – при генеруванні нових сполук та при дослідженнях.Відмінність полягає в кількості нейтронів ядра атома та фактичних ступенях окислення азоту.

Типова природна форма - всього 2 ізотопи. Вони позначаються записами 14N та 15N, відрізняються стабільністю. Інші (відомо 15 одиниць) відрізняються своєю енергією та тривалістю існування.

Кругообіг азоту в природі

Цікаво, що чистий N2 не знали довгий час – хоч і використали значну кількість його сполук. Їх видобували та синтезували, виробляли та очищали десятками та сотнями років, що навіть подекуди увійшло у культуру.

Так, аміак, селітра і азотна кислота мають повсюдну популярність. В окремих речовин є навіть свої назви:

• KNO3 - селітра "індійська", калієва, у великому обсязі видобувається в Індії;
• NaNO3 - селітра "чілійська", натрієва, багато родовищ знаходиться в Чилі.

Найвідоміша аміачна селітра (NH4NO3) є продуктом хімічної промисловості. Це добриво синтезується спеціально. Ступінь окислення аміаку дорівнює «-3».

Біологічна роль

Незважаючи на назву речовина вкрай важлива для життя.

Рослини генерують його в ході переробки сполук, що містять азот, і фотосинтезу. Завершують цю роботу спеціальні мікроорганізми, що перетворюють речовину на вільний газ.

Процеси зростання «зелені» залежать від вмісту його сполук у ґрунті. Корисна господарська діяльність знижує кількість елемента – що призводить до погіршення живильного середовища. Підживлення внесенням добрив – основний спосіб підтримки рослинництва.

Життя тварин та людини багато в чому залежить від наявних в організмі 15-16 відсотків азоту. Накопичується він під час харчування – тому важливо споживати повноцінний раціон.

Небезпека здоров'ю

На живий організм азот чистий і в сполуках впливає таким чином:

• накопичується в жирових тканинах, розчиняючись у них та отруюючи весь організм;
• вражає нервову систему та головний мозок, знижуючи швидкість реакцій та порушуючи розумові здібності;
• порушує роботу дихальної та серцево-судинної систем.

Виявляється робота «звеселяючого» газу (одна з назв речовини) в наступному: починається кашель, відчувається ейфорія, виявляються болі в грудях, тіло відчувається ніби розгальмованим, проте незабаром починається апатія, шкіра може посиніти, температура тіла підвищується, може розвинутись ядуха.

Може навіть загинути: при диханні інертною речовиною в концентрації 90% і вище. Причини – від тяжкої інтоксикації до звичайного кисневого голодування.

При нестачі цього неметалу можливе таке:

• дистрофія різного ступеня;
• затримка розумового та фізичного розвитку;
• порушення імунітету.

Причинами є недоотримання поживних компонентів (насамперед – білків), порушення роботи травної системи та збої в обміні речовин.

Отримання

Атом і молекулу чистого азоту оптимально відокремлювати в лабораторних умовах. Для цього застосовують такі хімічні реакції:

• зведення нітриту натрію з хлоридом амонію дає воду та азот;
• спалювання аміаку;
• термічне розкладання деяких з'єднань лужних металів;
• аміачне відновлення окисленої міді, а також низку інших.

В умовах промислових задіюються мембранний, кріогенний та адсорбційний способи. Кожен з них потребує обладнання та особливих умов виконання.

При подальшій обробці виробляється вищий гідроксид азоту - азотна кислота (HNO3), яка здатна реагувати з широким спектром речовин.

Розкладання нітриту амонію

Екзотермічна реакція розпаду нітриту потребує охолодження – тепловиділення становить близько 330 кДж. Цікавим є початковий період – для активації реакції необхідний короткочасний підігрів продукту.

У посудину з нітритом амонію у малих кількостях додається сульфат амонію. В результаті виділяються азот та вода, забруднені невеликими кількостями кисню та аміаку.

Позбутися їх можна за допомогою послідовного проведення продуктів реакції через сірчану кислоту, сульфат заліза і мідь.

Нагрівання дихромату калію з сульфатом амонію

Якщо змішати сульфат амонію та дихромат калію, а потім почати їх нагрівати, у результатах реагування компонентів продуктів буде присутній і газоподібний азот.

Розкладання азидів

Нагрівання азидів лужних металів дозволяє одержати найбільш хімічно чистий азот. Процес полягає у звичайному розкладанні на простіші компоненти без залишку.

Реакція повітря з розпеченим коксом

Якщо підігріти кокс до певної температури та почати пропускати через нього звичайне повітря (без попередньої підготовки), на виході утворюється «генераторна» газова суміш. Виділення N2 з неї можливе при видаленні ЗІ.

Перегонка повітря

У промислових умовах найчастіше задіюється перегонка з мембранною або адсорбційною обробкою.

Для цього отримують скраплений повітря (збираючи його в ємність під тиском), після чого фракціонують. Виконується це силами спеціальної азотної станції.

Пропускання аміаку над оксидом міді II

Двовалентний оксид міді, нагрітий до 690-710 ° С), дозволяє згенерувати азот з аміаку. Валентність азоту не дорівнює необхідної константі – параметр у разі немає значення.

Газову сировину очищають від надлишків кисню, після чого осушують за допомогою сухих лугів та сірчаної кислоти. Після цього підготовлений газ пропускають над поверхнею міді.

Властивості

Речовина є представником 5(V) групи хімічних елементів таблиці Менделєєва. Серед подібних до нього газ займає лідируючу позицію в підгрупі з назвою «пніктогени» («задушливі», грец.).

Усі характеристики є наслідком електронної зміни атома азоту.

Фізичні властивості

N2 являє собою газ без кольору та запаху. Є основою повітря – до 79% масових частин належить йому.

Основні фізичні параметри:

• щільність при температурі 20°С та атмосферному тиску: 1,25 кг/м3;
• температура кипіння: -195...197°С;
• температура плавлення: -209°С;
• розчинність у воді та інших органічних розчинниках: дуже низька;
• ступінь окислення N – різна, що дає низку оксидів і похідних сполук.

Оптичний спектр свічення газу цікавий відсутністю помітності в зеленій та жовтій областях.

Щодо взаємодії з іншими речовинами – все залежить від ізотопу та умов навколишнього середовища.

Фазова діаграма

Фазова діаграма як спосіб взаємозв'язку тиску речовини та її температури дозволяє оцінити чи спрогнозувати поведінку азоту і навіть його стан.

Як аналітичний інструмент діаграма важлива хіміків, інженерів, різних лабораторних і виробничих фахівців.

Хімічні властивості та будова молекули

Газ у вільному стані існує у формі двоатомної молекули. Атоми утримуються потрійними зв'язками через наявність трьох «вільних» електронів. Атомна маса: 14,0063 одиниць.

Молекула відрізняється міцністю, що впливає інертність.Цікаво, що з різними речовинами він виявляє властивості або відновлювальні, або окислювальні. Мінімальна валентність азоту становить 1, максимальна дорівнює 4, також можливі варіанти величиною 2 і 3 одиниці.

Як окислювач N2 реагує з літієм за звичайних умов та з іншими металами за наявності підігріву. Результатом є нітриди – іонні сполуки, з яких можна отримувати аміак. При високому тиску та температурі можлива взаємодія з воднем.

Як відновник N2 реагує з киснем і фтором. Для здійснення реакції потрібно пропускання через речовини електричного розряду.

Промислове зв'язування атмосферного азоту

Умови промислового виробництва відрізняються від «чистих» лабораторних простотою практичної реалізації та не надто високою складністю оснащення (високотехнологічні підприємства в розрахунок не беруться, мова – про середньостатистичне оснащення та культуру виробництва).

Тому азот з атмосфери зв'язується і застосовується більш спрощеними методами. Основні варіанти:

• адсорбція та фракціонування: отримання зрідженого повітря та його перегонка з розбивкою на окремі фракції у спеціальних установках, основою яких є твердий адсорбент;
• вичленування необхідної газової складової при пропущенні через ряд мембран: методика ґрунтується на різницях швидкостей проходження різних газів через їх властивості (насамперед – фактична різниця парціальних тисків з обох боків кожної мембрани);
• атмосферне повітря сильно охолоджується в кріогенній установці, в ході чого окремі компоненти зріджуються через різні значення температури фазового переходу.

Простота технології, що здається, потребує роботи кваліфікованих фахівців.

Застосування

Основне призначення азоту – промислове застосування:

• створення гідроксиду азоту (азотної кислоти), аміаку;
• задіяння як захисне середовище для хімічних реакцій і технологічних процесів (так, термообробка чорних металів у ряді випадків проводиться під захистом азоту, а кольорові метали якісно зварюються під його шаром);
• виконання функції робочого середовища у техніці (наприклад, для систем охолодження, у різних вакуумних лініях).

Дослідницьке та лабораторне застосування до розрахунку не береться – хоча азот для «хімії» актуальний завжди.

Газоподібний азот

N2 в газоподібному стані вимагається цілого спектру процесів та механізмів:

• процеси високотемпературні: обробка металів та сплавів (від надання необхідних властивостей до різання та зварювання);
• створення, транспортування та зберігання хімічних продуктів, що швидко окислюються;
• консервація технологічного обладнання на різних етапах його транспортування, короткострокового та постійного зберігання.

Особливий інтерес до технічного газу – зварювання. Зважаючи на інертність до міді при нормальній і високій температурі, азот якісно захищає поверхні, що зварюються від атмосферного кисню.

Рідкий азот

N2 у рідкій формі в основному застосовується у таких сферах:

• медицина та косметологія: для видалення різних утворень та нейтралізації хвороботворного середовища;
• наукова та технічна діяльність: задіяння як робоче середовище та засоби для консервації матеріалів;
• промисловість: обробка матеріалів.

Широко застосовується рідкий азот у хімічній промисловості та для лабораторних завдань.

Маркування балонів

Технічне застосування азоту безпосередньо з його тарою. Поставляється газ у стандартних балонах.Для запобігання помилкам балони кожного виду газової суміші маркуються унікальною колірною схемою.

Балон із азотом забарвлюється в чорний колор, напис «Азот» на ньому виконується жовтим кольором.

Азот: що це таке, молярна маса, будова атома, характеристика

Азот є елементом, розташованим у головній підгрупі V групи (або в 15 групі в сучасній формі періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва) і в другому періоді.

Азот відносять до пніктогенів, він є одним із найпоширеніших елементів на нашій планеті.

В основному стані азот має наступну електронну конфігурацію:

Зовнішній енергетичний рівень атома азоту містить 3 неспарені електрони і одну електронну пару в основному енергетичному стані. Таким чином, атом азоту має здатність формувати 3 зв'язки обмінного механізму і 1 зв'язок по донорно-акцепторному механізму. В результаті максимальне значення валентності азоту в сполуках становить IV, для азоту також характерна валентність III. Ступені окиснення атома азоту відповідають інтервалу від -3 до +5. Характерні ступені окислення азоту –3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

Азот у природному світі можна виявити у вигляді простої речовини газу N2. Молекула N2 неполярна. З цієї причини у воді азот практично не розчиняється. У молекулі азоту атоми з'єднані потрійним зв'язком, у зв'язку з тим, що кожен атом у молекулі має три неспарені електрони. Один із трьох зв'язків є σ-зв'язком (сигма-зв'язком), і два — π-зв'язками.

Схема утворення молекули азоту:

Структурно-графічна формула молекули азоту має вигляд: N≡N

Схема перекриття електронних хмар при утворенні молекули азоту:

Проста речовина N2 - двоатомний газ, без кольору, смаку та запаху. Речовина має хімічну інертність, вступає у хімічні реакції з комплексними сполуками перехідних металів.

Азот N2 є ключовим компонентом повітря: становить 78% загального обсягу атмосферного повітря. У промисловості азот отримують шляхом поділу (фракціонування) повітря, понад ¾ від маси азоту, що виробляється в промисловості, використовують для отримання аміаку. Просту речовину N2 застосовують як інертне середовище для реалізації різноманітних технологічних процесів. Рідкий азот відіграє роль холодоагенту.

Азот є одним з ключових біогенних елементів, який входить до компонентного складу білків і нуклеїнових кислот. У земній корі азот зустрічаєтеся переважно у вигляді нітратів - солей азотної кислоти.

Першовідкривачі

У азоту немає конкретного вченого, який вважався б першовідкривачем цього елемента. Точніше є, але дещо. З'ясувати, кому саме належать лаври відкриття, наразі вже неможливо.

1772 - важливий рік для хімічного елемента. Відразу четверо вчених наблизилися до відкриття азоту. Це і британський хімік Генрі Кавендіш, і першовідкривач кисню Джозеф Прістлі, і шведський хімік-фармацевт Карл Шееле, і шотландський хімік Даніель Резерфорд. Всі вони одночасно проводили різні дослідження та експерименти з газами. Ці люди підійшли до відкриття нового хімічного елемента. Але виділити когось із них як однозначний першовідкривач не можна.

Ступінь окислення азоту

Атоми азоту в сполуках мають ступеня окиснення 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3.

Ступінь окислення - це умовний заряд атома в поєднанні: зв'язок в молекулі між атомами заснована на поділі електронів, таким чином, якщо у атома віртуально збільшується заряд, то ступінь окислення негативна (електрони несуть негативний заряд), якщо заряд зменшується, то ступінь окислення позитивна.

Хімічні властивості азоту

Хімічний елемент азот утворює лише одну просту речовину. Дана речовина є газоподібною та утворена двоатомними молекулами, тобто. має формулу N2. Незважаючи на те, що хімічний елемент азот має високу електронегативність, молекулярний азот N2 є вкрай інертною речовиною. Обумовлений даний факт тим, що в молекулі азоту має місце вкрай міцний потрійний зв'язок (N N). Тому практично всі реакції з азотом протікають тільки при підвищених температурах.

Взаємодія азоту з металами

Єдина речовина, яка реагує з азотом у звичайних умовах – літій:

Цікавим є те що, що з іншими активними металами, тобто. лужними та лужноземельними, азот реагує тільки при нагріванні:

Взаємодія азоту з металами середньої та низької активності (крім Pt та Au) також можлива, проте потребує незрівнянно більш високих температур.

Нітриди активних металів легко гідролізуються водою:

Взаємодія азоту з неметалами

Азот реагує з воднем під час нагрівання у присутності каталізаторів. Реакція є оборотною, тому для підвищення виходу аміаку в промисловості процес ведуть при високому тиску:

Як відновник азот реагує зі фтором та киснем. Зі фтором реакція йде при дії електричного розряду:

З киснем реакція йде під дією електричного розряду або за температури понад 2000 оС і є оборотною:

З неметалів азот не реагує з галогенами та сіркою.

Взаємодія азоту зі складними речовинами

В рамках шкільного курсу ЄДІ можна вважати, що азот не реагує з жодними складними речовинами крім гідридів активних металів:

Фізичні властивості азоту

Азот – двоатомний газ без запаху, кольору та смаку. Температура кипіння азоту при атмосферному тиску становить -1958 градусів, температура плавлення -2099 градусів. Розчинність у воді за 20 градусів дуже мала – 15,4 мл/л.

Атмосферний азот складається з двох ізотопів: 14N (99.64%) та 15N (0.36%). Відомі також радіоактивні ізотопи азоту 13N та 16N.

Переклад назви елемента «азот» – неживий. Ця назва справедлива для азоту, як для простої речовини, але у зв'язаному стані він є одним із головних елементів життя, а також входить до складу білків, нуклеїнових кислот, вітамінів тощо.

Способи отримання азоту та його застосування

Існують різні способи одержання азоту. Наприклад, в лабораторних умовах речовина синтезують у процесі хімічної реакції між розчинами хлориду амонію та нітриту натрію. Продуктом реакції обміну є нітрит амонію, який досить просто розкладається, що призводить до утворення азоту та води. Колбу заповнюють розчином хлориду амонію, а краплинну вирву - розчином нітриту натрію. У процесі додавання нітриту натрію колбу починає виділятися азот, який збирають за допомогою циліндра. Потім можна побачити, скільки газу отримано. Гаряча лучинка в атмосфері азоту гасне, так перевіряють наявність азоту в посудині.

Наступним лабораторним способом отримання азоту є відновлення оксиду міді (II) аміаком за температури близько 700 °C:

У промисловій сфері азот одержують із повітря. Ефективність промислового виробництва залежить від наявності дешевої та доступної сировини певного класу. Повітря в даному випадку представлене в необмеженій кількості і є безкоштовним. Азот із повітря виділяють за кількома технологіями:

Адсорбційний метод синтезу азоту полягає в поділі повітря на компоненти за допомогою зв'язування твердою речовиною, яка називається адсорбентом, окремих компонентів газової суміші. Принцип роботи мембранних систем полягає у створенні різниці швидкостей проникнення компонентів газу через речовину мембрани. Як рушійну силу поділу газів виступає різниця парціальних тисків на різних сторонах мембрани. Кріогенні установки функціонують за методом поділу газових сумішей за рахунок різниці температур кипіння компонентів повітря та відмінності складів, що знаходяться в рівновазі рідких та парових сумішей.

Азот використовують для випуску мінеральних добрив, синтезу аміаку, отримання інертної атмосфери у лампах, застосовують у медицині. Рідкий азот забезпечує глибоке охолодження та виморожування. Отриманий за допомогою азоту аміак застосовують у виробництві азотної кислоти, азотовмісних солей, сечовини та соди, їм заправляють холодильне обладнання. Рідкий аміак та його розчини використовують як рідкі добрива, а також у сфері медицини.

За допомогою оксиду одновалентного азоту N2O створюють аерозолі та анестезуючі засоби при наркозах. Рідкий діоксид азоту NО2 грає роль неводного розчинника та окислювача в двигунах космічних кораблів. Нітрит натрію знайшов широке застосування у органічному синтезі.Дану речовину використовують як добавку до ковбасних виробів, яка надає їм колір натурального м'яса. Азотна кислота необхідна виробництва мінеральних добрив, вибухових речовин, барвників, пластмас, штучних волокон. Концентровану азотну кислоту використовують у ракетній техніці як окислювач палива для згоряння в двигунах.

Сфери застосування азоту:

1. Медицина та фармацевтика. Інертний газ активно застосовують у хірургії. З його допомогою проводять операції, наукові досліди, забезпечують зберігання біоматеріалу, транспортують медичні препарати. Азот зберігають у спеціальних судинах, які називають балонами Дьюара.
2. Гірничодобувна промисловість. Азот використовують у процесі гасіння пожеж у шахтах та глибинних тунелях, з метою створення інертної «подушки» та підтримки внутрішньопластового тиску в процесі видобутку корисних копалин.
3. Лазерне різання металів. Отримати рівний та точний зріз, захистити матеріали від окислення можна за допомогою лазерного різання, при якому використовується азот. Застосовуючи цю речовину, виконують різання кераміки, титану, пластику, алюмінію, різних марок сталі.
4. Нафтогазова та хімічна промисловість. Газ забезпечує багато технологічних процесів на хімічних підприємствах, наприклад, з його допомогою синтезують аміак, створюють інертні середовища щодо хімічних реакцій, переробки високооктанових компонентів, конверсії метану. У металургії азот застосовують у процесах спікання порошковим металом, нейтрального гарту, цементації, щоб захистити чорні та кольорові метали під час відпалу.Газ є незамінним ресурсом при освоєнні свердловин для оперативного та безпечного зменшення тиску, стабілізації необхідного ступеня фонтанування корисних копалин, швидкого звільнення свердловин, при гасінні пожеж, контролю певного тиску в цистернах з газом або нафтою, очищення технологічних резервуарів, охолодження електродів.
5. Целюлозно-паперова промисловість. Інертний газ необхідний для полімеризації лакових покриттів, обробки картону та паперу, покращення якості обробки сировини. Завдяки азоту вдається зменшити рівень викидів летких сполук в атмосферу, скоротити витрати на застосування фотоініціаторів.
6. Виробництво харчових продуктів. Азот використовують у процесі упаковки харчової продукції, розливу негазованих напоїв, олії. Газ перешкоджає швидкому окисленню жировмісних продуктів, дозволяє створити інертне середовище всередині тари та збільшити термін зберігання товарів. Застосовуючи азот, в овочесховищах підтримують модифіковану атмосферу, щоб унеможливити псування, боротися з мікроорганізмами, збільшити термін зберігання продукції.
7. Послуги технічного обслуговування. В автосервісах азот використовують для накачування в автомобільні шини. Такий спосіб збільшує експлуатаційний ресурс та характеристики шин, дозволяє виключити корозію на металевих елементах колеса, знизити потребу в підкачуванні, контролювати тиск усередині шин.
8. Електроніка Азот є ефективним засобом захисту складних компонентів, мікросхем та обладнання від окиснення. Використання газу дозволяє знизити температуру повітря у виробничих процесах, продувати та очищати трубопроводи та системи технологічного обладнання, для паяння та виробництва друкованих плат.
9. Агропромисловий сектор. Інертний газ застосовують у виробництві цінного баластного добрива для рослин у вигляді карбаміду, другим призначенням якого є виробництво тваринницьких кормів. Газ необхідний, щоб синтезувати аміак та продукти на його основі, калієву селітру.

Азот у природі

Азот перебуває у атмосфері як молекул, що з двох атомів. Крім атмосфери, азот є в мантії Землі та в гумусному шарі ґрунту. Основне джерело азоту для промислового виробництва – це корисні копалини.

Проте останні десятиліття, коли запаси мінералів стали виснажуватися, виникла гостра необхідність виділення азоту з повітря у промислових масштабах. В даний час цю проблему вирішено, і величезні обсяги азоту для потреб промисловості видобуваються з атмосфери.

Роль азоту у біології

Ця речовина є одним із основних біогенних елементів і входить до складу найважливіших елементів живих клітин – нуклеїнових кислот та білків. Проте кількість азоту у живих організмах невелика (приблизно 1–3 % на суху масу). Наявний в атмосфері молекулярний матеріал засвоюють лише синьо-зелені водорості та деякі мікроорганізми.

Досить великі запаси цієї речовини зосереджені у ґрунті у вигляді різних мінеральних (нітрати, амонійні солі) і органічних сполук (у складі нуклеїнових кислот, білків і продуктів їх розпаду, включаючи залишки флори і фауни, що ще не повністю розклалися).

Рослини добре засвоюють азот із ґрунту у вигляді органічних та неорганічних сполук. У природних умовах велике значення мають особливі ґрунтові мікроорганізми (амоніфікатори), які здатні мінералізувати органічний ґрунт N до солей амонію.

Нітратний азот ґрунту утворюється у процесі життєдіяльності нітрифікуючих бактерій, відкритих С. ​​Виноградським у 1890 році. Вони окислюють амонійні солі та аміак до нітратів. Частина засвоюваної флорою та фауною речовини втрачається через вплив денітрифікуючих бактерій.

Мікроорганізми та рослини відмінно засвоюють як нітратний, так і амонійний N. Вони активно перетворюють неорганічний матеріал на різні органічні сполуки – амінокислоти та аміди (глутамін та аспарагін). Останні входять до складу багатьох білків мікроорганізмів, рослин та тварин. Синтез аспарагіну та глутаміну шляхом амідування (ферментативного) аспарагінової та глутамінової кислот здійснюється багатьма представниками флори та фауни.

Виробництво амінокислот відбувається за допомогою відновного амінування ряду кетокислот та альдегідокислот, що виникають шляхом ферментативного переамінування, а також внаслідок окислення різних вуглеводів. Кінцевими продуктами засвоєння аміаку (NH₃) рослинами та мікроорганізмами є білки, що входять до складу ядра клітин, протоплазми, а також відкладаються у вигляді так званих запасних білків.

Людина і більшість тварин можуть синтезувати амінокислоти лише досить обмеженою мірою. Вони не здатні виробляти вісім незамінних сполук (лізин, валін, фенілаланін, триптофан, ізолейцин, лейцин, метіонін, треонін), і тому для них головним джерелом азоту є білки, що споживаються з їжею, тобто, зрештою, — власні білки мікроорганізмів і рослин.

• https://wika.tutoronline.ru/himiya/class/8/himicheskie-i-fizicheskie-svojstva-azota
• https://www.syl.ru/article/454904/jidkiy-azot-temperatura-kipenie-agregatnyie-sostoyaniya
• https://k-tree.ru/tools/chemistry/periodic.php?element=N
• https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/himicheskie-svojstva-azota-i-fosfora
• https://obrazovaka.ru/himiya/svoystva-azota-himicheskie-fizicheskie.html
• https://www.vseznaika.org/chemiks/chto-takoe-azot-i-dlya-chego-ispolzuetsya/
• https://www.niikm.ru/articles/element_articles/nitrogenium/