साल्टपीटर - इस तरह से लैटिन से नाइट्रोजन शब्द का अनुवाद किया गया है। यह नाइट्रोजन का नाम है, एक रासायनिक तत्व जिसका परमाणु क्रमांक 7 है, जो आवर्त सारणी के लंबे संस्करण में 15वें समूह का नेतृत्व करता है। एक साधारण पदार्थ के रूप में, यह पृथ्वी के वायु आवरण - वायुमंडल में वितरित किया जाता है। पृथ्वी की पपड़ी और जीवित जीवों में विभिन्न प्रकार के नाइट्रोजन यौगिक पाए जाते हैं, और व्यापक रूप से उद्योगों, सैन्य मामलों, कृषि और चिकित्सा में उपयोग किए जाते हैं।
नाइट्रोजन को "घुटन" और "बेजान" क्यों कहा जाता था
जैसा कि रसायन विज्ञान के इतिहासकारों का सुझाव है, हेनरी कैवेंडिश (1777) इस सरल पदार्थ को प्राप्त करने वाले पहले व्यक्ति थे। प्रतिक्रिया उत्पादों को अवशोषित करने के लिए वैज्ञानिक ने क्षार का उपयोग करके गर्म कोयले के ऊपर से हवा दी। प्रयोग के परिणामस्वरूप, शोधकर्ता ने एक रंगहीन, गंधहीन गैस की खोज की जो कोयले के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती थी। कैवेंडिश ने सांस लेने के साथ-साथ दहन को बनाए रखने में असमर्थता के लिए इसे "घुटन भरी हवा" कहा।
एक आधुनिक रसायनज्ञ यह समझाएगा कि ऑक्सीजन कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड बनाती है। हवा के शेष "घुटन" वाले हिस्से में ज्यादातर एन 2 अणु शामिल थे। कैवेंडिश और उस समय के अन्य वैज्ञानिकों को अभी तक इस पदार्थ के बारे में पता नहीं था, हालांकि तब अर्थव्यवस्था में नाइट्रोजन और साल्टपीटर यौगिकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था। वैज्ञानिक ने अपने सहयोगी को एक असामान्य गैस के बारे में बताया, जिसने इसी तरह के प्रयोग किए, जोसेफ प्रीस्टली।
उसी समय, कार्ल शीले ने हवा के एक अज्ञात घटक की ओर ध्यान आकर्षित किया, लेकिन इसकी उत्पत्ति को सही ढंग से समझाने में विफल रहे। 1772 में केवल डैनियल रदरफोर्ड ने महसूस किया कि प्रयोगों में मौजूद "घुटन" "खराब" गैस नाइट्रोजन थी। किस वैज्ञानिक को अपना खोजकर्ता माना जाए यह अभी भी विज्ञान के इतिहासकारों द्वारा विवादित है।
रदरफोर्ड के प्रयोगों के पंद्रह साल बाद, प्रसिद्ध रसायनज्ञ एंटोनी लावोसियर ने नाइट्रोजन का जिक्र करते हुए "खराब" हवा शब्द को दूसरे - नाइट्रोजनियम में बदलने का प्रस्ताव रखा। उस समय तक, यह साबित हो गया था कि यह पदार्थ जलता नहीं है, श्वास का समर्थन नहीं करता है। उसी समय, रूसी नाम "नाइट्रोजन" दिखाई दिया, जिसकी व्याख्या विभिन्न तरीकों से की जाती है। इस शब्द का अर्थ अक्सर "बेजान" कहा जाता है। बाद के कार्यों ने पदार्थ के गुणों के बारे में व्यापक राय का खंडन किया। नाइट्रोजन यौगिक - प्रोटीन - जीवित जीवों की संरचना में सबसे महत्वपूर्ण मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं। उन्हें बनाने के लिए, पौधे मिट्टी से खनिज पोषण के आवश्यक तत्वों को अवशोषित करते हैं - NO 3 2- और NH 4+ आयन।
नाइट्रोजन एक रासायनिक तत्व है
यह परमाणु की संरचना और उसके गुणों (PS) को समझने में मदद करता है। आवर्त सारणी में स्थिति के अनुसार, कोई परमाणु आवेश, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या (द्रव्यमान संख्या) निर्धारित कर सकता है। परमाणु द्रव्यमान के मूल्य पर ध्यान देना आवश्यक है - यह तत्व की मुख्य विशेषताओं में से एक है। अवधि संख्या ऊर्जा स्तरों की संख्या से मेल खाती है। आवर्त सारणी के लघु संस्करण में, समूह संख्या बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मेल खाती है। आइए हम आवधिक प्रणाली में इसकी स्थिति के अनुसार नाइट्रोजन की सामान्य विशेषताओं में सभी डेटा को संक्षेप में प्रस्तुत करें:
- यह एक गैर-धातु तत्व है, जो PS के ऊपरी दाएं कोने में स्थित है।
- रासायनिक संकेत: एन।
- क्रमांक संख्या : 7.
- सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान: 14.0067।
- एक वाष्पशील हाइड्रोजन यौगिक का सूत्र: NH3 (अमोनिया)।
- उच्चतम ऑक्साइड N 2 O 5 बनाता है, जिसमें नाइट्रोजन की संयोजकता V है।
नाइट्रोजन परमाणु की संरचना:
- कोर चार्ज: +7।
- प्रोटॉन की संख्या: 7; न्यूट्रॉन की संख्या: 7.
- ऊर्जा स्तरों की संख्या: 2.
- इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या: 7; इलेक्ट्रॉनिक सूत्र: 1s 2 2s 2 2p 3.
तत्व संख्या 7 के स्थिर समस्थानिकों का विस्तार से अध्ययन किया गया है, उनकी द्रव्यमान संख्या 14 और 15 है। उनमें से लाइटर के परमाणुओं की सामग्री 99.64% है। अल्पकालिक रेडियोधर्मी समस्थानिकों के नाभिक में भी 7 प्रोटॉन होते हैं, और न्यूट्रॉन की संख्या बहुत भिन्न होती है: 4, 5, 6, 9, 10।
प्रकृति में नाइट्रोजन
पृथ्वी के वायुकोश में एक साधारण पदार्थ के अणु होते हैं, जिसका सूत्र N 2 है। वायुमण्डल में गैसीय नाइट्रोजन की मात्रा आयतन के अनुसार लगभग 78.1% है। पृथ्वी की पपड़ी में इस रासायनिक तत्व के अकार्बनिक यौगिक विभिन्न अमोनियम लवण और नाइट्रेट्स (नाइट्रेट्स) हैं। यौगिकों के सूत्र और कुछ सबसे महत्वपूर्ण पदार्थों के नाम:
- NH3, अमोनिया।
- सं 2, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड।
- NaNO 3, सोडियम नाइट्रेट।
- (एनएच 4) 2 एसओ 4, अमोनियम सल्फेट।
अंतिम दो यौगिकों में नाइट्रोजन संयोजकता IV है। कोयला, मिट्टी, जीवित जीवों में भी बंधे हुए N परमाणु होते हैं। नाइट्रोजन अमीनो एसिड मैक्रोमोलेक्यूल्स, डीएनए और आरएनए न्यूक्लियोटाइड, हार्मोन और हीमोग्लोबिन का एक अभिन्न अंग है। मानव शरीर में एक रासायनिक तत्व की कुल सामग्री 2.5% तक पहुंच जाती है।
सरल पदार्थ
डायटोमिक अणुओं के रूप में नाइट्रोजन मात्रा और द्रव्यमान के मामले में वायुमंडलीय हवा का सबसे बड़ा हिस्सा है। एक पदार्थ जिसका सूत्र N2 है, उसमें कोई गंध, रंग या स्वाद नहीं होता है। यह गैस पृथ्वी के वायु आवरण का 2/3 से अधिक भाग बनाती है। तरल रूप में नाइट्रोजन एक रंगहीन पदार्थ है जो पानी जैसा दिखता है। -195.8 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। एम (एन 2) \u003d 28 ग्राम / मोल। साधारण पदार्थ नाइट्रोजन ऑक्सीजन से थोड़ा हल्का होता है, हवा में इसका घनत्व 1 के करीब होता है।
एक अणु में परमाणु 3 साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े को मजबूती से बांधते हैं। यौगिक उच्च रासायनिक स्थिरता प्रदर्शित करता है, जो इसे ऑक्सीजन और कई अन्य गैसीय पदार्थों से अलग करता है। एक नाइट्रोजन अणु को उसके घटक परमाणुओं में विघटित होने के लिए, 942.9 kJ / mol की ऊर्जा खर्च करना आवश्यक है। इलेक्ट्रॉनों के तीन जोड़े का बंधन बहुत मजबूत होता है, 2000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म होने पर यह टूटने लगता है।
सामान्य परिस्थितियों में, अणुओं का परमाणुओं में पृथक्करण व्यावहारिक रूप से नहीं होता है। नाइट्रोजन की रासायनिक जड़ता इसके अणुओं में ध्रुवता की पूर्ण अनुपस्थिति के कारण भी है। वे एक दूसरे के साथ बहुत कमजोर रूप से बातचीत करते हैं, जो सामान्य दबाव और कमरे के तापमान के करीब तापमान पर गैसीय अवस्था का कारण है। आणविक नाइट्रोजन की कम प्रतिक्रियाशीलता विभिन्न प्रक्रियाओं और उपकरणों में आवेदन पाती है जहां एक निष्क्रिय वातावरण बनाना आवश्यक होता है।
ऊपरी वायुमंडल में सौर विकिरण के प्रभाव में एन 2 अणुओं का पृथक्करण हो सकता है। परमाणु नाइट्रोजन बनता है, जो सामान्य परिस्थितियों में कुछ धातुओं और अधातुओं (फास्फोरस, सल्फर, आर्सेनिक) के साथ प्रतिक्रिया करता है। नतीजतन, पदार्थों का संश्लेषण होता है जो अप्रत्यक्ष रूप से सांसारिक परिस्थितियों में प्राप्त होते हैं।
नाइट्रोजन संयोजकता
परमाणु की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत 2 s और 3 p इलेक्ट्रॉनों द्वारा निर्मित होती है। नाइट्रोजन के ये नकारात्मक कण अन्य तत्वों के साथ बातचीत करते समय हार मान सकते हैं, जो इसके कम करने वाले गुणों से मेल खाती है। अष्टक से अनुपस्थित 3 इलेक्ट्रॉनों को जोड़कर, परमाणु ऑक्सीकरण क्षमता प्रदर्शित करता है। नाइट्रोजन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी कम होती है, इसके गैर-धातु गुण फ्लोरीन, ऑक्सीजन और क्लोरीन की तुलना में कम स्पष्ट होते हैं। इन रासायनिक तत्वों के साथ बातचीत करते समय, नाइट्रोजन इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देता है (ऑक्सीकरण होता है)। ऋणात्मक आयनों में कमी अन्य अधातुओं और धातुओं के साथ अभिक्रियाओं के साथ होती है।
नाइट्रोजन की विशिष्ट संयोजकता III है। इस मामले में, बाहरी पी-इलेक्ट्रॉनों के आकर्षण और सामान्य (बंधन) जोड़े के निर्माण के कारण रासायनिक बंधन बनते हैं। नाइट्रोजन अपने एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण दाता-स्वीकर्ता बंधन बनाने में सक्षम है, जैसा कि अमोनियम आयन NH 4+ में होता है।
प्रयोगशाला और उद्योग में प्राप्त करना
प्रयोगशाला विधियों में से एक ऑक्सीकरण गुणों पर आधारित है। एक नाइट्रोजन-हाइड्रोजन यौगिक का उपयोग किया जाता है - अमोनिया एनएच 3। यह दुर्गंधयुक्त गैस पाउडर काले कॉपर ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करती है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, नाइट्रोजन निकलता है और धात्विक तांबा (लाल पाउडर) दिखाई देता है। पानी की बूंदें, प्रतिक्रिया का एक अन्य उत्पाद, ट्यूब की दीवारों पर बस जाती हैं।
धातुओं के साथ नाइट्रोजन के संयोजन का उपयोग करने वाली एक अन्य प्रयोगशाला विधि एज़ाइड है, जैसे NaN 3 । यह एक ऐसी गैस निकलती है जिसे अशुद्धियों से शुद्ध करने की आवश्यकता नहीं होती है।
प्रयोगशाला में, अमोनियम नाइट्राइट नाइट्रोजन और पानी में विघटित हो जाता है। प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए, हीटिंग की आवश्यकता होती है, फिर प्रक्रिया गर्मी (एक्सोथर्मिक) की रिहाई के साथ आगे बढ़ती है। नाइट्रोजन अशुद्धियों से दूषित होता है, इसलिए इसे शुद्ध और सुखाया जाता है।
उद्योग में नाइट्रोजन प्राप्त करना:
- तरल हवा का भिन्नात्मक आसवन - एक विधि जो नाइट्रोजन और ऑक्सीजन (विभिन्न क्वथनांक) के भौतिक गुणों का उपयोग करती है;
- गर्म कोयले के साथ हवा की रासायनिक प्रतिक्रिया;
- सोखना गैस पृथक्करण।
धातुओं और हाइड्रोजन के साथ बातचीत - ऑक्सीकरण गुण
मजबूत अणुओं की जड़ता प्रत्यक्ष संश्लेषण द्वारा कुछ नाइट्रोजन यौगिकों को प्राप्त करने की अनुमति नहीं देती है। परमाणुओं को सक्रिय करने के लिए पदार्थ का तीव्र ताप या विकिरण आवश्यक है। नाइट्रोजन कमरे के तापमान पर लिथियम के साथ प्रतिक्रिया कर सकती है, मैग्नीशियम, कैल्शियम और सोडियम के साथ प्रतिक्रिया गर्म होने पर ही होती है। संबंधित धातु नाइट्राइड बनते हैं।
हाइड्रोजन के साथ नाइट्रोजन की परस्पर क्रिया उच्च तापमान और दबाव पर होती है। इस प्रक्रिया में उत्प्रेरक की भी आवश्यकता होती है। यह अमोनिया निकला - रासायनिक संश्लेषण के सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों में से एक। नाइट्रोजन, एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में, अपने यौगिकों में तीन नकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों को प्रदर्शित करता है:
- -3 (अमोनिया और नाइट्रोजन के अन्य हाइड्रोजन यौगिक - नाइट्राइड);
- -2 (हाइड्राज़िन एन 2 एच 4);
- -1 (हाइड्रॉक्सिलमाइन NH 2 OH)।
सबसे महत्वपूर्ण नाइट्राइड, अमोनिया, उद्योग में बड़ी मात्रा में प्राप्त किया जाता है। नाइट्रोजन की रासायनिक जड़ता लंबे समय तक एक बड़ी समस्या बनी रही। साल्टपीटर कच्चे माल का स्रोत था, लेकिन उत्पादन बढ़ने के साथ ही खनिज भंडार तेजी से घटने लगा।
रासायनिक विज्ञान और अभ्यास की एक बड़ी उपलब्धि औद्योगिक पैमाने पर नाइट्रोजन स्थिरीकरण की अमोनिया विधि का निर्माण था। प्रत्यक्ष संश्लेषण विशेष स्तंभों में किया जाता है - हवा और हाइड्रोजन से प्राप्त नाइट्रोजन के बीच एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया। उत्प्रेरक का उपयोग करके उत्पाद की ओर इस प्रतिक्रिया के संतुलन को स्थानांतरित करने वाली इष्टतम स्थितियों का निर्माण करते समय, अमोनिया की उपज 97% तक पहुंच जाती है।
ऑक्सीजन के साथ बातचीत - गुणों को कम करना
नाइट्रोजन और ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए, मजबूत हीटिंग आवश्यक है। वायुमंडल में बिजली के निर्वहन में भी पर्याप्त ऊर्जा होती है। सबसे महत्वपूर्ण अकार्बनिक यौगिक जिसमें नाइट्रोजन अपने सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था में है:
- +1 (नाइट्रिक ऑक्साइड (आई) एन 2 ओ);
- +2 (नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड NO);
- +3 (नाइट्रिक ऑक्साइड (III) एन 2 ओ 3; नाइट्रस एसिड एचएनओ 2, इसके लवण नाइट्राइट हैं);
- +4 (नाइट्रोजन (चतुर्थ) संख्या 2);
- +5 (नाइट्रोजन पेंटोक्साइड (वी) एन 2 ओ 5, नाइट्रिक एसिड एचएनओ 3, नाइट्रेट्स)।
प्रकृति में मूल्य
पौधे मिट्टी से अमोनियम आयनों और नाइट्रेट आयनों को अवशोषित करते हैं, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए कार्बनिक अणुओं के संश्लेषण का उपयोग करते हैं, जो कोशिकाओं में लगातार चल रहा है। वायुमंडलीय नाइट्रोजन को नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा अवशोषित किया जा सकता है - सूक्ष्म जीव जो फलियों की जड़ों पर विकास करते हैं। नतीजतन, पौधों का यह समूह आवश्यक पोषक तत्व प्राप्त करता है, इसके साथ मिट्टी को समृद्ध करता है।
उष्णकटिबंधीय वर्षा के दौरान, वायुमंडलीय नाइट्रोजन ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं होती हैं। ऑक्साइड अम्ल बनाने के लिए घुल जाते हैं, पानी में ये नाइट्रोजन यौगिक मिट्टी में प्रवेश करते हैं। प्रकृति में तत्व के संचलन के कारण, पृथ्वी की पपड़ी और हवा में इसके भंडार की लगातार भरपाई होती रहती है। उनकी संरचना में नाइट्रोजन युक्त जटिल कार्बनिक अणु बैक्टीरिया द्वारा अकार्बनिक घटकों में विघटित हो जाते हैं।
प्रायोगिक उपयोग
कृषि के लिए सबसे महत्वपूर्ण नाइट्रोजन यौगिक अत्यधिक घुलनशील लवण हैं। पौधे यूरिया, पोटेशियम, कैल्शियम), अमोनियम यौगिकों (अमोनिया, क्लोराइड, सल्फेट, अमोनियम नाइट्रेट का एक जलीय घोल) को आत्मसात करते हैं।
नाइट्रोजन के निष्क्रिय गुण, हवा से इसे आत्मसात करने में पौधों की अक्षमता, नाइट्रेट्स की बड़ी खुराक को सालाना लागू करने की आवश्यकता को जन्म देती है। पौधे के जीव के हिस्से "भविष्य के लिए" मैक्रोन्यूट्रिएंट्स को स्टोर करने में सक्षम हैं, जो उत्पादों की गुणवत्ता को खराब करता है। अतिरिक्त और फल लोगों में विषाक्तता पैदा कर सकते हैं, घातक नवोप्लाज्म का विकास। कृषि के अलावा, अन्य उद्योगों में नाइट्रोजन यौगिकों का उपयोग किया जाता है:
- दवाएं प्राप्त करने के लिए;
- मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के रासायनिक संश्लेषण के लिए;
- ट्रिनिट्रोटोलुइन (टीएनटी) से विस्फोटकों के उत्पादन में;
- रंगों के उत्पादन के लिए।
सर्जरी में NO ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है, पदार्थ का एनाल्जेसिक प्रभाव होता है। नाइट्रोजन के रासायनिक गुणों के पहले शोधकर्ताओं ने भी इस गैस को अंदर लेते समय संवेदनाओं के नुकसान पर ध्यान दिया था। इस तरह तुच्छ नाम "हँसने वाली गैस" दिखाई दी।
कृषि उत्पादों में नाइट्रेट की समस्या
नाइट्रिक एसिड के लवण - नाइट्रेट्स - में एक एकल आवेशित आयन NO3 होता है। अब तक, पदार्थों के इस समूह का पुराना नाम प्रयोग किया जाता है - साल्टपीटर। नाइट्रेट्स का उपयोग खेतों में, ग्रीनहाउस, बगीचों में खाद डालने के लिए किया जाता है। उन्हें बुवाई से पहले शुरुआती वसंत में, गर्मियों में - तरल ड्रेसिंग के रूप में लगाया जाता है। पदार्थ स्वयं मनुष्यों के लिए एक बड़ा खतरा पैदा नहीं करते हैं, लेकिन शरीर में वे नाइट्राइट में बदल जाते हैं, फिर नाइट्रोसामाइन में। नाइट्राइट आयन नंबर 2- जहरीले कण हैं, वे हीमोग्लोबिन अणुओं में लौह लौह के ऑक्सीकरण को त्रिसंयोजक आयनों में करते हैं। इस अवस्था में मनुष्यों और जानवरों के रक्त का मुख्य पदार्थ ऑक्सीजन ले जाने और ऊतकों से कार्बन डाइऑक्साइड को निकालने में सक्षम नहीं होता है।
मानव स्वास्थ्य के लिए भोजन के नाइट्रेट संदूषण का खतरा क्या है:
- नाइट्रेट्स को नाइट्रोसामाइन (कार्सिनोजेन्स) में बदलने से उत्पन्न होने वाले घातक ट्यूमर;
- अल्सरेटिव कोलाइटिस का विकास
- हाइपोटेंशन या उच्च रक्तचाप;
- दिल की धड़कन रुकना;
- रक्त के थक्के विकार
- जिगर के घाव, अग्न्याशय, मधुमेह का विकास;
- गुर्दे की विफलता का विकास;
- एनीमिया, बिगड़ा हुआ स्मृति, ध्यान, बुद्धि।
नाइट्रेट्स की बड़ी खुराक के साथ विभिन्न उत्पादों के एक साथ उपयोग से तीव्र विषाक्तता होती है। स्रोत पौधे, पीने का पानी, तैयार मांस व्यंजन हो सकते हैं। साफ पानी में भिगोने और खाना पकाने से खाद्य पदार्थों में नाइट्रेट की मात्रा कम हो सकती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि अपरिपक्व और ग्रीनहाउस पौधों के उत्पादों में खतरनाक यौगिकों की उच्च खुराक का उल्लेख किया गया था।
फास्फोरस नाइट्रोजन उपसमूह का एक तत्व है
रासायनिक तत्वों के परमाणु जो आवधिक प्रणाली के एक ही ऊर्ध्वाधर स्तंभ में होते हैं, सामान्य गुण प्रदर्शित करते हैं। फास्फोरस तीसरी अवधि में स्थित है, नाइट्रोजन की तरह 15 वें समूह के अंतर्गत आता है। तत्वों के परमाणुओं की संरचना समान होती है, लेकिन गुणों में अंतर होता है। नाइट्रोजन और फास्फोरस धातुओं और हाइड्रोजन के साथ अपने यौगिकों में एक नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था और वैधता III प्रदर्शित करते हैं।
फास्फोरस की अनेक अभिक्रियाएँ सामान्य ताप पर होती हैं, यह रासायनिक रूप से सक्रिय तत्व है। एक उच्च ऑक्साइड P2O5 बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ बातचीत करता है। इस पदार्थ के जलीय घोल में एक एसिड (मेटाफॉस्फोरिक) के गुण होते हैं। गर्म करने पर ऑर्थोफोस्फोरिक अम्ल प्राप्त होता है। यह कई प्रकार के लवण बनाता है, जिनमें से कई खनिज उर्वरकों के रूप में काम करते हैं, जैसे कि सुपरफॉस्फेट। नाइट्रोजन और फास्फोरस के यौगिक हमारे ग्रह पर पदार्थों और ऊर्जा के चक्र का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं, इनका उपयोग औद्योगिक, कृषि और गतिविधि के अन्य क्षेत्रों में किया जाता है।
(पॉलिंग के अनुसार)
| एन | 7 |
| 14,00674 | |
| 2एस 2 2पी 3 | |
| नाइट्रोजन | |
नाइट्रोजन, डायटोमिक एन 2 अणुओं के रूप में, अधिकांश वातावरण बनाता है, जहां इसकी सामग्री 75.6% (द्रव्यमान से) या 78.084% (मात्रा के अनुसार), यानी लगभग 3.87 10 15 टन है।
जलमंडल में घुले नाइट्रोजन का द्रव्यमान, यह देखते हुए कि वायुमंडलीय नाइट्रोजन को पानी में घोलने और इसे एक साथ वायुमंडल में छोड़ने की प्रक्रिया लगभग 2 10 13 टन है, इसके अलावा, लगभग 7 10 11 टन नाइट्रोजन जलमंडल में निहित है। यौगिकों का रूप।
जैविक भूमिका
नाइट्रोजन जानवरों और पौधों के अस्तित्व के लिए आवश्यक तत्व है, यह प्रोटीन का हिस्सा है (वजन से 16-18%), अमीनो एसिड, न्यूक्लिक एसिड, न्यूक्लियोप्रोटीन, क्लोरोफिल, हीमोग्लोबिन, आदि। जीवित कोशिकाओं में, नाइट्रोजन परमाणुओं की संख्या द्रव्यमान अंश से लगभग 2% है - लगभग 2.5% (हाइड्रोजन, कार्बन और ऑक्सीजन के बाद चौथा स्थान)। इस संबंध में, जीवित जीवों, "मृत कार्बनिक पदार्थ" और समुद्रों और महासागरों के बिखरे हुए पदार्थ में एक महत्वपूर्ण मात्रा में बाध्य नाइट्रोजन पाया जाता है। यह राशि लगभग 1.9 10 11 टन अनुमानित है। नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक पदार्थों के क्षय और अपघटन की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, अनुकूल पर्यावरणीय कारकों के अधीन, नाइट्रोजन युक्त खनिजों के प्राकृतिक जमा, उदाहरण के लिए, "चिली नाइट्रेट" (सोडियम) अन्य यौगिकों की अशुद्धियों के साथ नाइट्रेट), नॉर्वेजियन, भारतीय साल्टपीटर।
प्रकृति में नाइट्रोजन चक्र
प्रकृति में नाइट्रोजन चक्र
प्रकृति में वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्थिरीकरण दो मुख्य दिशाओं में होता है - एबोजेनिक और बायोजेनिक। पहले मार्ग में मुख्य रूप से ऑक्सीजन के साथ नाइट्रोजन की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं। चूंकि नाइट्रोजन रासायनिक रूप से काफी निष्क्रिय है, इसलिए ऑक्सीकरण के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा (उच्च तापमान) की आवश्यकता होती है। ये स्थितियां बिजली के निर्वहन के दौरान प्राप्त की जाती हैं, जब तापमान 25,000 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक तक पहुंच जाता है। इस मामले में, विभिन्न नाइट्रोजन ऑक्साइड का गठन होता है। एक संभावना यह भी है कि अर्धचालक या ब्रॉडबैंड डाइलेक्ट्रिक्स (रेगिस्तान रेत) की सतहों पर फोटोकैटलिटिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप अजैविक निर्धारण होता है।
हालांकि, आणविक नाइट्रोजन का मुख्य भाग (लगभग 1.4·10 8 टन/वर्ष) जैविक रूप से स्थिर होता है। लंबे समय से यह माना जाता था कि केवल कुछ सूक्ष्मजीव प्रजातियां (हालांकि पृथ्वी की सतह पर व्यापक हैं) आणविक नाइट्रोजन को बांध सकती हैं: बैक्टीरिया एजोटोबैक्टरऔर क्लोस्ट्रीडियमफलीदार पौधों के गांठदार जीवाणु राइजोबियमसाइनोबैक्टीरिया anabaena, नोस्तोकऔर अन्य अब यह ज्ञात है कि पानी और मिट्टी में कई अन्य जीवों में यह क्षमता है, उदाहरण के लिए, एल्डर और अन्य पेड़ों के कंदों में एक्टिनोमाइसेट्स (कुल 160 प्रजातियां)। ये सभी आणविक नाइट्रोजन को अमोनियम यौगिकों (NH4+) में बदल देते हैं। इस प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है (वायुमंडलीय नाइट्रोजन के 1 ग्राम को ठीक करने के लिए, फलियां नोड्यूल्स में बैक्टीरिया लगभग 167.5 kJ खर्च करते हैं, अर्थात वे लगभग 10 ग्राम ग्लूकोज का ऑक्सीकरण करते हैं)। इस प्रकार, पौधों और नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के सहजीवन का पारस्परिक लाभ दिखाई देता है - पूर्व उत्तरार्द्ध को "रहने के लिए जगह" प्रदान करते हैं और प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप प्राप्त "ईंधन" की आपूर्ति करते हैं - ग्लूकोज, बाद वाले नाइट्रोजन प्रदान करते हैं पौधों के लिए आवश्यक है जिस रूप में वे आत्मसात करते हैं।
बायोजेनिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रियाओं में प्राप्त अमोनिया और अमोनियम यौगिकों के रूप में नाइट्रोजन तेजी से नाइट्रेट्स और नाइट्राइट्स में ऑक्सीकृत हो जाता है (इस प्रक्रिया को नाइट्रिफिकेशन कहा जाता है)। उत्तरार्द्ध, पौधों के ऊतकों से बंधे नहीं हैं (और आगे शाकाहारी और शिकारियों द्वारा खाद्य श्रृंखला के साथ), लंबे समय तक मिट्टी में नहीं रहते हैं। अधिकांश नाइट्रेट और नाइट्राइट अत्यधिक घुलनशील होते हैं; इसलिए, वे पानी से धो दिए जाते हैं और अंततः दुनिया के महासागरों में प्रवेश कर जाते हैं (यह प्रवाह 2.5-8 · 10 7 t/वर्ष अनुमानित है)।
पौधों और जानवरों के ऊतकों में शामिल नाइट्रोजन, उनकी मृत्यु के बाद, अमोनीकरण (अमोनिया और अमोनियम आयनों की रिहाई के साथ नाइट्रोजन युक्त जटिल यौगिकों का अपघटन) और विकृतीकरण, यानी परमाणु नाइट्रोजन, साथ ही इसके ऑक्साइड की रिहाई से गुजरता है। . ये प्रक्रियाएं पूरी तरह से एरोबिक और एनारोबिक स्थितियों में सूक्ष्मजीवों की गतिविधि के कारण होती हैं।
मानव गतिविधि की अनुपस्थिति में, नाइट्रोजन स्थिरीकरण और नाइट्रिफिकेशन की प्रक्रियाएं लगभग पूरी तरह से विकृतीकरण की विपरीत प्रतिक्रियाओं से संतुलित होती हैं। नाइट्रोजन का एक हिस्सा ज्वालामुखी विस्फोट के साथ मेंटल से वायुमंडल में प्रवेश करता है, हिस्सा मिट्टी और मिट्टी के खनिजों में मजबूती से तय होता है, इसके अलावा, नाइट्रोजन लगातार वायुमंडल की ऊपरी परतों से इंटरप्लेनेटरी स्पेस में लीक हो रही है।
नाइट्रोजन और उसके यौगिकों का विष विज्ञान
अपने आप में, वायुमंडलीय नाइट्रोजन मानव शरीर और स्तनधारियों पर सीधा प्रभाव डालने के लिए पर्याप्त निष्क्रिय है। हालांकि, ऊंचे दबाव पर, यह संज्ञाहरण, नशा या घुटन (ऑक्सीजन की कमी के साथ) का कारण बनता है; दबाव में तेजी से कमी के साथ, नाइट्रोजन अपघटन बीमारी का कारण बनता है।
कई नाइट्रोजन यौगिक बहुत सक्रिय और अक्सर जहरीले होते हैं।
रसीद
प्रयोगशालाओं में, इसे अमोनियम नाइट्राइट की अपघटन प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:
NH 4 NO 2 → N 2 + 2H 2 O
प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, 80 किलो कैलोरी (335 केजे) जारी करती है, इसलिए इसके पाठ्यक्रम के दौरान पोत को ठंडा करने की आवश्यकता होती है (हालांकि प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए अमोनियम नाइट्राइट को गर्म किया जाना चाहिए)।
व्यवहार में, यह प्रतिक्रिया अमोनियम सल्फेट के गर्म संतृप्त घोल में ड्रॉपवाइज सोडियम नाइट्राइट के संतृप्त घोल को मिलाकर की जाती है, जबकि विनिमय प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले अमोनियम नाइट्राइट तुरंत विघटित हो जाते हैं।
इस मामले में जारी गैस अमोनिया, नाइट्रिक ऑक्साइड (I) और ऑक्सीजन से दूषित होती है, जिससे इसे सल्फ्यूरिक एसिड, आयरन (II) सल्फेट और गर्म तांबे के घोल से क्रमिक रूप से पारित करके शुद्ध किया जाता है। फिर नाइट्रोजन को सुखाया जाता है।
नाइट्रोजन प्राप्त करने के लिए एक अन्य प्रयोगशाला विधि पोटेशियम डाइक्रोमेट और अमोनियम सल्फेट (वजन के 2: 1 के अनुपात में) के मिश्रण को गर्म कर रही है। प्रतिक्रिया समीकरणों के अनुसार होती है:
के 2 करोड़ 2 ओ 7 + (एनएच 4) 2 एसओ 4 = (एनएच 4) 2 करोड़ 2 ओ 7 + के 2 एसओ 4
(एनएच 4) 2 करोड़ 2 ओ 7 → (टी) सीआर 2 ओ 3 + एन 2 + 4 एच 2 ओ
शुद्धतम नाइट्रोजन धातु एजाइड्स के अपघटन द्वारा प्राप्त की जा सकती है:
2NaN 3 →(t) 2Na + 3N 2
तथाकथित "वायु", या "वायुमंडलीय" नाइट्रोजन, अर्थात्, महान गैसों के साथ नाइट्रोजन का मिश्रण, गर्म कोक के साथ हवा की प्रतिक्रिया से प्राप्त होता है:
ओ 2 + 4एन 2 + 2सी → 2सीओ + 4एन 2
इस मामले में, तथाकथित "जनरेटर", या "वायु" गैस प्राप्त होती है - रासायनिक संश्लेषण और ईंधन के लिए कच्चा माल। यदि आवश्यक हो, तो कार्बन मोनोऑक्साइड को अवशोषित करके नाइट्रोजन को इससे अलग किया जा सकता है।
तरल वायु के भिन्नात्मक आसवन द्वारा औद्योगिक रूप से आणविक नाइट्रोजन का उत्पादन किया जाता है। इस विधि का उपयोग "वायुमंडलीय नाइट्रोजन" प्राप्त करने के लिए भी किया जा सकता है। नाइट्रोजन पौधों का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो सोखना और झिल्ली गैस पृथक्करण की विधि का उपयोग करते हैं।
प्रयोगशाला विधियों में से एक ~ 700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर तांबा (द्वितीय) ऑक्साइड पर अमोनिया पारित कर रहा है:
2NH 3 + 3CuO → N 2 + 3H 2 O + 3Cu
अमोनिया को इसके संतृप्त विलयन से गर्म करके लिया जाता है। CuO की मात्रा गणना की गई मात्रा से 2 गुना अधिक है। उपयोग से तुरंत पहले, नाइट्रोजन को कॉपर और उसके ऑक्साइड (II) (~ 700°C) के ऊपर से गुजारकर ऑक्सीजन और अमोनिया अशुद्धियों से शुद्ध किया जाता है, फिर सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड और सूखी क्षार के साथ सुखाया जाता है। प्रक्रिया धीमी है, लेकिन इसके लायक है: गैस बहुत शुद्ध है।
गुण
भौतिक गुण
नाइट्रोजन का ऑप्टिकल लाइन उत्सर्जन स्पेक्ट्रम
सामान्य परिस्थितियों में, नाइट्रोजन एक रंगहीन गैस है, गंधहीन, पानी में थोड़ा घुलनशील (2.3 मिली/100 ग्राम 0 डिग्री सेल्सियस, 0.8 मिली/100 ग्राम 80 डिग्री सेल्सियस)।
एक तरल अवस्था में (क्वथनांक -195.8 ° C) - एक रंगहीन, मोबाइल, जैसे पानी, तरल। हवा के संपर्क में आने पर, यह इससे ऑक्सीजन को अवशोषित करता है।
-209.86 डिग्री सेल्सियस पर, नाइट्रोजन बर्फ जैसे द्रव्यमान या बड़े बर्फ-सफेद क्रिस्टल के रूप में जम जाता है। हवा के संपर्क में आने पर, यह पिघलते समय इससे ऑक्सीजन को अवशोषित करता है, नाइट्रोजन में ऑक्सीजन का घोल बनाता है।
ठोस नाइट्रोजन के तीन क्रिस्टलीय संशोधन ज्ञात हैं। 36.61 - 63.29 K की सीमा में, हेक्सागोनल क्लोज पैकिंग, स्पेस ग्रुप के साथ एक β-N 2 चरण है। पी 6 3 / एमएमसी, जाली पैरामीटर a=3.93 और c=6.50 । 36.61 K से नीचे के तापमान पर, घन जाली के साथ α-N 2 चरण स्थिर होता है, जिसमें अंतरिक्ष समूह Pa3 या P2 1 3 और अवधि a=5.660 होती है। 3500 से अधिक वायुमंडल के दबाव और 83 K से नीचे के तापमान के तहत, हेक्सागोनल चरण -N 2 बनता है।
रासायनिक गुण, आणविक संरचना
मुक्त अवस्था में नाइट्रोजन द्विपरमाणुक अणु N 2 के रूप में मौजूद है, जिसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास सूत्र s s *2 π x, y 4 z द्वारा वर्णित है, जो नाइट्रोजन अणुओं N के बीच एक ट्रिपल बंधन से मेल खाती है। ≡N (बॉन्ड की लंबाई d N≡N = 0.1095 एनएम)। नतीजतन, पृथक्करण प्रतिक्रिया के लिए नाइट्रोजन अणु बेहद मजबूत है एन2 2एनगठन की विशिष्ट थैलीपी ΔH° 298 =945 kJ, प्रतिक्रिया दर स्थिर K 298 =10 -120, यानी सामान्य परिस्थितियों में नाइट्रोजन अणुओं का पृथक्करण व्यावहारिक रूप से नहीं होता है (संतुलन लगभग पूरी तरह से बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है)। नाइट्रोजन अणु गैर-ध्रुवीय है और कमजोर रूप से ध्रुवीकृत है, अणुओं के बीच बातचीत की ताकतें बहुत कमजोर हैं, इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, नाइट्रोजन गैसीय है।
3000 डिग्री सेल्सियस पर भी, एन 2 के थर्मल पृथक्करण की डिग्री केवल 0.1% है, और केवल 5000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर यह कई प्रतिशत (सामान्य दबाव पर) तक पहुंचता है। वायुमंडल की उच्च परतों में N2 अणुओं का प्रकाश-रासायनिक वियोजन होता है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, उच्च आवृत्ति वाले विद्युत निर्वहन के क्षेत्र के माध्यम से मजबूत वैक्यूम के तहत गैसीय एन 2 को पारित करके परमाणु नाइट्रोजन प्राप्त किया जा सकता है। आणविक नाइट्रोजन की तुलना में परमाणु नाइट्रोजन बहुत अधिक सक्रिय है: विशेष रूप से, सामान्य तापमान पर यह सल्फर, फास्फोरस, आर्सेनिक और कई धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, उदाहरण के लिए, सह।
नाइट्रोजन अणु की उच्च शक्ति के कारण, इसके कई यौगिक एंडोथर्मिक होते हैं, उनके गठन की थैलीपी नकारात्मक होती है, और नाइट्रोजन यौगिक ऊष्मीय रूप से अस्थिर होते हैं और गर्म होने पर आसानी से विघटित हो जाते हैं। इसलिए पृथ्वी पर नाइट्रोजन अधिकतर मुक्त अवस्था में है।
इसकी महत्वपूर्ण जड़ता के कारण, सामान्य परिस्थितियों में नाइट्रोजन केवल लिथियम के साथ प्रतिक्रिया करता है:
6Li + N 2 → 2Li 3 N,
गर्म होने पर, यह कुछ अन्य धातुओं और गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे नाइट्राइड भी बनते हैं:
3एमजी + एन 2 → एमजी 3 एन 2,
हाइड्रोजन नाइट्राइड (अमोनिया) सबसे बड़ा व्यावहारिक महत्व है:
वायुमंडलीय नाइट्रोजन का औद्योगिक निर्धारण
रसायन विज्ञान में नाइट्रोजन यौगिकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, उन सभी क्षेत्रों को सूचीबद्ध करना भी असंभव है जहां नाइट्रोजन युक्त पदार्थों का उपयोग किया जाता है: यह उर्वरकों, विस्फोटकों, रंगों, दवाओं आदि का उद्योग है। यद्यपि "हवा से" शब्द के शाब्दिक अर्थ में नाइट्रोजन की भारी मात्रा उपलब्ध है, ऊपर वर्णित नाइट्रोजन अणु एन 2 की ताकत के कारण, हवा से नाइट्रोजन युक्त यौगिकों को प्राप्त करने की समस्या लंबे समय तक अनसुलझी रही; अधिकांश नाइट्रोजन यौगिकों को इसके खनिजों से निकाला गया था, जैसे कि चिली साल्टपीटर। हालांकि, इन खनिजों के भंडार में कमी के साथ-साथ नाइट्रोजन यौगिकों की मांग में वृद्धि ने वायुमंडलीय नाइट्रोजन के औद्योगिक निर्धारण पर काम को तेज करना आवश्यक बना दिया।
वायुमंडलीय नाइट्रोजन को बांधने की सबसे आम अमोनिया विधि। प्रतिवर्ती अमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया:
3एच 2 + एन 2 ↔ 2एनएच 3
एक्ज़ोथिर्मिक (थर्मल प्रभाव 92 kJ) और मात्रा में कमी के साथ जाता है, इसलिए, संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करने के लिए, ले चेटेलियर-ब्राउन सिद्धांत के अनुसार, मिश्रण और उच्च दबाव को ठंडा करना आवश्यक है। हालांकि, गतिज दृष्टिकोण से, तापमान कम करना प्रतिकूल है, क्योंकि यह प्रतिक्रिया दर को बहुत कम कर देता है - यहां तक कि 700 डिग्री सेल्सियस पर भी, इसके व्यावहारिक उपयोग के लिए प्रतिक्रिया दर बहुत कम है।
ऐसे मामलों में, उत्प्रेरण का उपयोग किया जाता है, क्योंकि एक उपयुक्त उत्प्रेरक संतुलन को स्थानांतरित किए बिना प्रतिक्रिया दर को बढ़ाने की अनुमति देता है। एक उपयुक्त उत्प्रेरक की खोज में लगभग बीस हजार विभिन्न यौगिकों को आजमाया गया। गुणों के संयोजन (उत्प्रेरक गतिविधि, विषाक्तता के प्रतिरोध, कम लागत) के संदर्भ में, एल्यूमीनियम और पोटेशियम ऑक्साइड की अशुद्धियों के साथ धातु के लोहे पर आधारित उत्प्रेरक का सबसे बड़ा उपयोग हुआ है। प्रक्रिया 400-600 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 10-1000 वायुमंडल के दबाव में की जाती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 2000 वायुमंडल से ऊपर के दबाव में, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन के मिश्रण से अमोनिया का संश्लेषण उच्च दर पर और उत्प्रेरक के बिना होता है। उदाहरण के लिए, 850 डिग्री सेल्सियस और 4500 वायुमंडल में, उत्पाद की उपज 97% है।
वायुमंडलीय नाइट्रोजन के औद्योगिक बंधन की एक और कम सामान्य विधि है - साइनामाइड विधि, जो 1000 डिग्री सेल्सियस पर नाइट्रोजन के साथ कैल्शियम कार्बाइड की प्रतिक्रिया पर आधारित है। प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार होती है:
सीएसी 2 + एन 2 → सीएसीएन 2 + सी।
प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, इसका थर्मल प्रभाव 293 kJ है।
औद्योगिक साधनों द्वारा प्रतिवर्ष पृथ्वी के वायुमंडल से लगभग 1·10 6 टन नाइट्रोजन लिया जाता है। नाइट्रोजन प्राप्त करने की प्रक्रिया का यहाँ विस्तार से वर्णन किया गया है GRASYS
नाइट्रोजन यौगिक
यौगिकों -3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5 में नाइट्रोजन ऑक्सीकरण अवस्था।-3 ऑक्सीकरण अवस्था में नाइट्रोजन यौगिकों को नाइट्राइड द्वारा दर्शाया जाता है, जिनमें से अमोनिया व्यावहारिक रूप से सबसे महत्वपूर्ण है;
-2 ऑक्सीकरण अवस्था में नाइट्रोजन यौगिक कम विशिष्ट होते हैं, जो पर्निट्राइड्स द्वारा दर्शाए जाते हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हाइड्रोजन पर्नाइट्राइड N2H4 या हाइड्राज़िन है (एक अत्यंत अस्थिर हाइड्रोजन पर्नाइट्राइड N2H2, डायमाइड भी है);
ऑक्सीकरण अवस्था में नाइट्रोजन यौगिक -1 NH2OH (हाइड्रॉक्सिलमाइन) - कार्बनिक संश्लेषण में हाइड्रॉक्सिलमोनियम लवण के साथ उपयोग किया जाने वाला एक अस्थिर आधार;
ऑक्सीकरण अवस्था में नाइट्रोजन यौगिक +1 नाइट्रिक ऑक्साइड (I) N2O (नाइट्रस ऑक्साइड, लाफिंग गैस);
ऑक्सीकरण अवस्था में नाइट्रोजन यौगिक +2 नाइट्रिक ऑक्साइड (II) NO (नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड);
ऑक्सीकरण अवस्था में नाइट्रोजन यौगिक +3 नाइट्रिक ऑक्साइड (III) N2O3, नाइट्रस एसिड, NO2- आयनों के डेरिवेटिव, नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड NF3;
ऑक्सीकरण अवस्था में नाइट्रोजन यौगिक +4 नाइट्रिक ऑक्साइड (IV) NO2 (नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, ब्राउन गैस);
ऑक्सीकरण अवस्था में नाइट्रोजन के यौगिक +5 - नाइट्रिक ऑक्साइड (V) N2O5, नाइट्रिक एसिड और इसके लवण - नाइट्रेट, आदि।
उपयोग और अनुप्रयोग
धातु के गिलास में कम उबलता तरल नाइट्रोजन।
तरल नाइट्रोजन का उपयोग रेफ्रिजरेंट के रूप में और क्रायोथेरेपी के लिए किया जाता है।
नाइट्रोजन गैस के औद्योगिक अनुप्रयोग इसके निष्क्रिय गुणों के कारण हैं। गैसीय नाइट्रोजन आग और विस्फोट प्रूफ है, ऑक्सीकरण, क्षय को रोकता है। पेट्रोकेमिकल उद्योग में, नाइट्रोजन का उपयोग टैंकों और पाइपलाइनों को शुद्ध करने, दबाव में पाइपलाइनों के संचालन का परीक्षण करने और जमा के उत्पादन को बढ़ाने के लिए किया जाता है। खनन में, नाइट्रोजन का उपयोग खदानों में विस्फोट-सबूत वातावरण बनाने, चट्टान की परतों को फोड़ने के लिए किया जा सकता है। इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माण में, नाइट्रोजन का उपयोग उन क्षेत्रों को शुद्ध करने के लिए किया जाता है जहां ऑक्सीकरण ऑक्सीजन मौजूद नहीं हो सकता है। यदि पारंपरिक रूप से हवा का उपयोग करने वाली प्रक्रिया में ऑक्सीकरण या सड़न नकारात्मक कारक हैं, तो नाइट्रोजन हवा को सफलतापूर्वक बदल सकती है।
नाइट्रोजन के अनुप्रयोग का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र नाइट्रोजन युक्त यौगिकों की एक विस्तृत विविधता के आगे संश्लेषण के लिए इसका उपयोग है, जैसे अमोनिया, नाइट्रोजन उर्वरक, विस्फोटक, रंजक, आदि। कोक उत्पादन में बड़ी मात्रा में नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है ("शुष्क कोक शमन" ”) कोक ओवन बैटरियों से कोक उतारने के दौरान, साथ ही टैंकों से पंपों या इंजनों तक रॉकेट में ईंधन को "निचोड़ने" के लिए।
खाद्य उद्योग में, नाइट्रोजन को खाद्य योज्य के रूप में पंजीकृत किया जाता है। E941, पैकेजिंग और भंडारण के लिए एक गैस माध्यम के रूप में, शीतल कंटेनरों में एक अधिक दबाव और एक निष्क्रिय वातावरण बनाने के लिए तेल और गैर-कार्बोनेटेड पेय को बोतलबंद करते समय एक शीतलक और तरल नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है।
तरल नाइट्रोजन को अक्सर फिल्मों में एक ऐसे पदार्थ के रूप में दिखाया जाता है जो काफी बड़ी वस्तुओं को तुरंत जमने में सक्षम होता है। यह एक व्यापक भूल है। एक फूल को जमने में भी काफी समय लगता है। यह आंशिक रूप से नाइट्रोजन की बहुत कम गर्मी क्षमता के कारण है। इसी कारण से, -196 डिग्री सेल्सियस तक लॉक करना, कहना और उन्हें एक झटके से तोड़ना बहुत मुश्किल है।
एक लीटर तरल नाइट्रोजन, 20 डिग्री सेल्सियस तक वाष्पित और गर्म होकर लगभग 700 लीटर गैस बनाता है। इस कारण से, तरल नाइट्रोजन को विशेष खुले प्रकार के वैक्यूम इंसुलेटेड देवार या क्रायोजेनिक दबाव वाहिकाओं में संग्रहित किया जाता है। तरल नाइट्रोजन से आग बुझाने का सिद्धांत इसी तथ्य पर आधारित है। वाष्पीकरण, नाइट्रोजन दहन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन को विस्थापित करता है, और आग बंद हो जाती है। चूंकि नाइट्रोजन, पानी, फोम या पाउडर के विपरीत, बस वाष्पित हो जाता है और गायब हो जाता है, कीमती सामानों के संरक्षण के मामले में नाइट्रोजन आग बुझाने का सबसे प्रभावी तंत्र है।
जीवित प्राणियों के तरल नाइट्रोजन को उनके बाद के डीफ्रॉस्टिंग की संभावना के साथ जमा करना समस्याग्रस्त है। समस्या प्राणी को इतनी जल्दी फ्रीज (और अनफ्रीज) करने में असमर्थता में है कि ठंड की विषमता उसके महत्वपूर्ण कार्यों को प्रभावित नहीं करती है। स्टैनिस्लाव लेम, "फियास्को" पुस्तक में इस विषय के बारे में कल्पना करते हुए, एक आपातकालीन नाइट्रोजन फ्रीजिंग सिस्टम के साथ आया, जिसमें एक नाइट्रोजन नली, दांतों को खटखटाते हुए, अंतरिक्ष यात्री के मुंह में फंस गई और उसमें नाइट्रोजन की एक भरपूर धारा की आपूर्ति की गई।
सिलेंडर अंकन
नाइट्रोजन सिलेंडरों को काले रंग से रंगा गया है, उन पर एक पीला शिलालेख और एक भूरे रंग की पट्टी होनी चाहिए (मानदंड .)
बर्फ अभी तक पूरी तरह से नहीं पिघली है, और उपनगरीय क्षेत्रों के बेचैन मालिक पहले से ही बगीचे में काम के दायरे का आकलन करने की जल्दी में हैं। और यहाँ वास्तव में करने के लिए बहुत कुछ है। और, शायद, शुरुआती वसंत में सोचने वाली सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि अपने बगीचे को बीमारियों और कीटों से कैसे बचाया जाए। अनुभवी माली जानते हैं कि इन प्रक्रियाओं को मौके पर नहीं छोड़ा जा सकता है, और प्रसंस्करण समय को बाद के लिए विलंबित करने और स्थगित करने से फल की उपज और गुणवत्ता में काफी कमी आ सकती है।
डिब्बाबंद मछली और पनीर पाई दैनिक या रविवार के मेनू के लिए एक साधारण दोपहर का भोजन या रात का खाना है। पाई को मध्यम भूख वाले 4-5 लोगों के छोटे परिवार के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस पेस्ट्री में एक ही बार में सब कुछ है - मछली, आलू, पनीर, और एक कुरकुरा आटा क्रस्ट, सामान्य तौर पर, लगभग एक बंद कैलज़ोन पिज्जा की तरह, केवल स्वादिष्ट और सरल। डिब्बाबंद मछली कुछ भी हो सकती है - मैकेरल, सॉरी, गुलाबी सामन या सार्डिन, अपने स्वाद के अनुसार चुनें। यह पाई भी उबली हुई मछली से तैयार की जाती है।
अंजीर, अंजीर, अंजीर के पेड़ - ये सभी एक ही पौधे के नाम हैं, जिन्हें हम भूमध्यसागरीय जीवन से दृढ़ता से जोड़ते हैं। जिस किसी ने भी अंजीर के फल का स्वाद चखा है, वह जानता है कि यह कितना स्वादिष्ट होता है। लेकिन, नाजुक मीठे स्वाद के अलावा, वे बहुत स्वस्थ भी होते हैं। और यहाँ एक दिलचस्प विवरण है: यह पता चला है कि अंजीर पूरी तरह से सरल पौधा है। इसके अलावा, इसे मध्य लेन में या घर में - एक कंटेनर में एक भूखंड पर सफलतापूर्वक उगाया जा सकता है।
समुद्री भोजन के साथ स्वादिष्ट क्रीम सूप सिर्फ एक घंटे में तैयार किया जाता है, यह कोमल और मलाईदार हो जाता है। अपने स्वाद और बटुए के अनुसार समुद्री भोजन चुनें, यह एक समुद्री कॉकटेल, और राजा झींगे, और स्क्विड हो सकता है। मैंने गोले में बड़े झींगे और मसल्स के साथ सूप पकाया। सबसे पहले, यह बहुत स्वादिष्ट है, और दूसरी बात, यह सुंदर है। यदि आप उत्सव के रात्रिभोज या दोपहर के भोजन के लिए खाना बना रहे हैं, तो गोले में मसल्स और बड़े बिना छिलके वाले झींगा एक प्लेट पर स्वादिष्ट और सुंदर लगते हैं।
अक्सर, अनुभवी गर्मियों के निवासियों को भी टमाटर की पौध उगाने में कठिनाइयों का सामना करना पड़ता है। कुछ के लिए, सभी रोपे लम्बी और कमजोर हो जाते हैं, दूसरों के लिए, वे अचानक गिरने लगते हैं और मर जाते हैं। बात यह है कि एक अपार्टमेंट में बढ़ते अंकुर के लिए आदर्श परिस्थितियों को बनाए रखना मुश्किल है। किसी भी पौधे के अंकुरों को बहुत अधिक प्रकाश, पर्याप्त आर्द्रता और इष्टतम तापमान प्रदान करने की आवश्यकता होती है। एक अपार्टमेंट में टमाटर के पौधे उगाते समय आपको और क्या जानने और देखने की आवश्यकता है?
अल्ताई श्रृंखला की टमाटर की किस्में अपने मीठे, नाजुक स्वाद के कारण बागवानों के साथ बहुत लोकप्रिय हैं, सब्जी की तुलना में फल के स्वाद की अधिक याद दिलाती हैं। ये बड़े टमाटर हैं, प्रत्येक फल का वजन औसतन 300 ग्राम होता है। लेकिन यह सीमा नहीं है, बड़े टमाटर हैं। इन टमाटरों के गूदे में रस और मांसलता के साथ थोड़ा सुखद तेल होता है। आप Agrosuccess के बीजों से अल्ताई श्रृंखला के उत्कृष्ट टमाटर उगा सकते हैं।
कई सालों से, मुसब्बर सबसे कम आंका गया हाउसप्लांट रहा है। और यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि पिछली शताब्दी में एलोवेरा के व्यापक वितरण ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि हर कोई इस अद्भुत रसीले के अन्य प्रकारों के बारे में भूल गया है। एलो मुख्य रूप से एक सजावटी पौधा है। और प्रकार और विविधता के सही विकल्प के साथ, यह किसी भी प्रतियोगी को पछाड़ सकता है। फैशनेबल फ्लोरेरियम और साधारण बर्तनों में, मुसब्बर एक कठोर, सुंदर और आश्चर्यजनक रूप से लंबे समय तक रहने वाला पौधा है।
सेब और सौकरकूट के साथ स्वादिष्ट विनैग्रेट - उबला हुआ और ठंडा, कच्चा, अचार, नमकीन, मसालेदार सब्जियों और फलों का शाकाहारी सलाद। नाम सिरका, जैतून का तेल और सरसों (vinaigrette) से बने फ्रेंच सॉस से आता है। विनैग्रेट रूसी व्यंजनों में बहुत पहले नहीं दिखाई दिया, 19 वीं शताब्दी की शुरुआत के आसपास, शायद नुस्खा ऑस्ट्रियाई या जर्मन व्यंजनों से उधार लिया गया था, क्योंकि ऑस्ट्रियाई हेरिंग सलाद के लिए सामग्री बहुत समान हैं।
जब हम सपने में अपने हाथों में चमकीले बीज के थैलों को छूते हैं, तो हमें कभी-कभी अवचेतन रूप से यकीन होता है कि हमारे पास भविष्य के पौधे का एक प्रोटोटाइप है। हम मानसिक रूप से उसके लिए फूलों के बगीचे में जगह आवंटित करते हैं और पहली कली की उपस्थिति के पोषित दिन की प्रतीक्षा करते हैं। हालांकि, बीज खरीदना हमेशा यह गारंटी नहीं देता है कि आपको अंततः वांछित फूल मिल जाएगा। मैं उन कारणों की ओर ध्यान आकर्षित करना चाहता हूं कि अंकुरण की शुरुआत में ही बीज अंकुरित नहीं हो सकते या मर नहीं सकते।
वसंत आ रहा है और गर्मियों के निवासियों को चिंता है कि अच्छे पौधे कैसे उगाएं। कई टमाटर, काली मिर्च, ककड़ी के पौधे उगाते हैं। क्या किया जाना चाहिए ताकि विकसित जड़ प्रणाली और हवाई भाग के साथ अंकुर उच्च गुणवत्ता वाले हों? सबसे पहले खुले मैदान या ग्रीनहाउस में उगाने के लिए सही किस्म या संकर का चुनाव करें। बीज के साथ पैकेज पर दी गई जानकारी को ध्यान से पढ़ें, समाप्ति तिथि पर ध्यान दें, कि क्या बीजों को कीटाणुनाशक से उपचारित किया गया है या नहीं।
वसंत आ रहा है, और बागवानों को और काम करना है, और गर्मी की शुरुआत के साथ, बगीचे में बदलाव तेजी से हो रहे हैं। कल भी सो रहे पौधों पर कलियाँ फूलने लगी हैं, सब कुछ सचमुच हमारी आँखों के सामने जीवन में आता है। एक लंबी सर्दियों के बाद, यह आनन्दित नहीं हो सकता। लेकिन बगीचे के साथ, इसकी समस्याएं जीवन में आती हैं - कीट और रोगजनक। वीविल्स, फ्लावर बीटल्स, एफिड्स, क्लैस्टरोस्पोरियासिस, मैनिलियासिस, स्कैब, पाउडर फफूंदी - आप बहुत लंबे समय तक सूचीबद्ध कर सकते हैं।
एवोकैडो और अंडे के सलाद के साथ नाश्ता टोस्ट दिन की एक शानदार शुरुआत है। इस रेसिपी में अंडे का सलाद ताजी सब्जियों और झींगा के साथ गाढ़ी चटनी के रूप में काम करता है। मेरा अंडा सलाद काफी असामान्य है, यह हर किसी के पसंदीदा स्नैक का आहार संस्करण है - फेटा पनीर, ग्रीक दही और लाल कैवियार के साथ। यदि आपके पास सुबह का समय है, तो कभी भी अपने आप को स्वादिष्ट और स्वस्थ कुछ पकाने के आनंद से वंचित न करें। दिन की शुरुआत सकारात्मक भावनाओं से होनी चाहिए!
शायद हर महिला को उपहार के रूप में कम से कम एक बार खिलता हुआ आर्किड मिला हो। यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि ऐसा जीवंत गुलदस्ता अद्भुत दिखता है और लंबे समय तक खिलता है। ऑर्किड को बढ़ने के लिए बहुत कठिन इनडोर फसल नहीं कहा जा सकता है, लेकिन उनके रखरखाव के लिए मुख्य शर्तों को पूरा नहीं करने से अक्सर फूल का नुकसान होता है। यदि आप अभी-अभी इनडोर ऑर्किड के साथ शुरुआत कर रहे हैं, तो आपको घर में इन खूबसूरत पौधों को उगाने के मुख्य प्रश्नों के सही उत्तर खोजने चाहिए।
इस रेसिपी के अनुसार तैयार किए गए खसखस और किशमिश के साथ रसीला चीज़केक, पलक झपकते ही मेरे परिवार में खा जाते हैं। मध्यम रूप से मीठा, मोटा, कोमल, स्वादिष्ट क्रस्ट के साथ, बिना अतिरिक्त तेल के, एक शब्द में, बचपन में तली हुई माँ या दादी की तरह। अगर किशमिश बहुत मीठी है, तो दानेदार चीनी बिल्कुल नहीं डाली जा सकती है, चीनी के बिना, चीज़केक बेहतर ढंग से फ्राई होंगे और कभी नहीं जलेंगे। उन्हें एक अच्छी तरह से गरम फ्राइंग पैन में, तेल के साथ कम गर्मी पर और ढक्कन के बिना पकाएं!
नाइट्रोजन (एन 2) की खोज जे. प्रीस्टली ने 1774 में की थी। ग्रीक में "नाइट्रोजन" नाम का अर्थ "बेजान" है। यह इस तथ्य के कारण है कि नाइट्रोजन दहन और श्वसन की प्रक्रियाओं का समर्थन नहीं करता है। लेकिन पौधों और जीवों की सभी बुनियादी जीवन प्रक्रियाओं के लिए नाइट्रोजन अत्यंत महत्वपूर्ण है।
तत्व विशेषता
7 एन 1एस 2 2एस 2 2पी 3
आइसोटोप: 14 एन (99.635%); 15 एन (0.365%)
पृथ्वी की पपड़ी में क्लार्क वजन के हिसाब से 0.01%। वायुमण्डल में आयतन के अनुसार 78.09% (द्रव्यमान द्वारा 75.6%)। नाइट्रोजन जीवित पदार्थ (प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और अन्य कार्बनिक पदार्थ) का एक हिस्सा है। जलमंडल में नाइट्रोजन नाइट्रेट्स (NO3) के रूप में मौजूद होती है। ब्रह्मांड में नाइट्रोजन परमाणु 5 वें सबसे प्रचुर मात्रा में हैं।
सबसे महत्वपूर्ण एन युक्त अकार्बनिक पदार्थ।
मुक्त (आणविक) नाइट्रोजन
नाइट्रोजन परमाणु तीन सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधों द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं: उनमें से एक सिग्मा बंध है, 2 पाई बंध हैं। तोड़ने की ऊर्जा बहुत अधिक है।
भौतिक गुण
सामान्य तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर, एन 2 एक रंगहीन गैस है, गंधहीन और स्वादहीन, हवा की तुलना में थोड़ा हल्का, पानी में बहुत खराब घुलनशील। इसे बड़ी कठिनाई के साथ एक तरल अवस्था में स्थानांतरित किया जाता है (टीबीपी -196 "सी)। तरल नाइट्रोजन में वाष्पीकरण की उच्च गर्मी होती है और इसका उपयोग कम तापमान (रेफ्रिजरेंट) बनाने के लिए किया जाता है।
कैसे प्राप्त करें
हवा में नाइट्रोजन मुक्त अवस्था में मौजूद है, इसलिए प्राप्त करने की औद्योगिक विधि वायु मिश्रण (तरल हवा का सुधार) को अलग करना है।
प्रयोगशाला परिस्थितियों में, नाइट्रोजन की थोड़ी मात्रा निम्नलिखित तरीकों से प्राप्त की जा सकती है:
1. गर्म तांबे के ऊपर से हवा गुजरना, जो प्रतिक्रिया के कारण ऑक्सीजन को अवशोषित करता है: 2Cu + O 2 \u003d 2CiO। अक्रिय गैसों की अशुद्धियों के साथ नाइट्रोजन क्या रहता है।
2. कुछ अमोनियम लवणों का रेडॉक्स अपघटन:
एनएच 4 नहीं 2 \u003d एन 2 + 2 एच 2 ओ
(एनएच 4) 2 सीआर 2 ओ 7 \u003d एन 2 + सीआर 2 ओ 3 + 4एच 2 ओ
3. अमोनिया और अमोनियम लवण का ऑक्सीकरण:
4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O
8NH 3 + ZBr 2 = N 2 + 6NH 4 Br
NH 4 Cl + NaNO 2 \u003d N 2 + NaCl + 2H 2 O
रासायनिक गुण
आणविक नाइट्रोजन एन 2 अणुओं की असाधारण उच्च स्थिरता के कारण रासायनिक रूप से निष्क्रिय पदार्थ है। केवल धातुओं के साथ संयोजन की प्रतिक्रियाएँ कम या ज्यादा आसानी से आगे बढ़ती हैं। अन्य सभी मामलों में, प्रतिक्रियाओं को शुरू करने और तेज करने के लिए, उच्च तापमान, स्पार्क इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज, आयनकारी विकिरण, उत्प्रेरक (Fe, Cr, V, Ti और उनके यौगिकों) का उपयोग करना आवश्यक है।
कम करने वाले एजेंटों के साथ प्रतिक्रियाएं (एन 2 - ऑक्सीकरण एजेंट)
1. धातुओं के साथ परस्पर क्रिया:
क्षार और क्षारीय पृथ्वी नाइट्राइड मी के गठन की प्रतिक्रियाएं शुद्ध नाइट्रोजन के साथ और हवा में धातुओं के दहन के दौरान दोनों आगे बढ़ती हैं
एन 2 + 6Li = 2Li 3 N
एन 2 + 6 सी = 2 सी 3 एन
एन 2 + 3एमजी \u003d एमजी 3 एन 2
2. हाइड्रोजन के साथ बातचीत (प्रतिक्रिया बहुत व्यावहारिक महत्व की है):
एन 2 + जेडएन 2 \u003d 2एनएच 3 अमोनिया
3. सिलिकॉन और कार्बन के साथ बातचीत
2N 2 + 3Si \u003d Si 3 N 4 सिलिकॉन (IV) नाइट्राइड
एन 2 + 2सी \u003d (सीएन) 2 डायसियानो
2N 2 + 5C + 2Na 2 CO 3 \u003d 4NaCN + 3CO 2 सोडियम साइनाइड
ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ प्रतिक्रियाएं (एन 2 - कम करने वाला एजेंट)
ये प्रतिक्रियाएं सामान्य परिस्थितियों में आगे नहीं बढ़ती हैं। नाइट्रोजन सीधे फ्लोरीन और अन्य हैलोजन के साथ बातचीत नहीं करता है, लेकिन ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया इलेक्ट्रिक स्पार्क डिस्चार्ज के तापमान पर होती है:
एन 2 + ओ 2 \u003d 2NO
प्रतिक्रिया अत्यधिक प्रतिवर्ती है; सीधी रेखा ऊष्मा (एंडोथर्मिक) के अवशोषण के साथ बहती है।
नाइट्रोजन (अंग्रेजी नाइट्रोजन, फ्रेंच एज़ोट, जर्मन स्टिकस्टॉफ़) की खोज लगभग एक साथ कई शोधकर्ताओं ने की थी। कैवेंडिश ने हवा से नाइट्रोजन (1772) प्राप्त की, बाद वाले को गर्म कोयले के माध्यम से पारित किया, और फिर कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने के लिए एक क्षार समाधान के माध्यम से। कैवेंडिश ने नई गैस को कोई विशेष नाम नहीं दिया, इसे मेफिटिक वायु (अव्य। - मेफाइटिस - घुटन या पृथ्वी का हानिकारक वाष्पीकरण) के रूप में संदर्भित किया। आधिकारिक तौर पर, नाइट्रोजन की खोज का श्रेय आमतौर पर रदरफोर्ड को दिया जाता है, जिन्होंने 1772 में अपना शोध प्रबंध "ऑन फिक्स्ड एयर, अन्यथा घुटन कहा जाता है" प्रकाशित किया, जहां नाइट्रोजन के कुछ रासायनिक गुणों का पहले वर्णन किया गया था। उसी वर्षों में, स्कील ने कैवेंडिश की तरह ही वायुमंडलीय हवा से नाइट्रोजन प्राप्त किया। उन्होंने नई गैस खराब हवा (वर्डोर्बीन लूफ़्ट) को बुलाया। प्रीस्टले (1775) ने नाइट्रोजन फ्लॉजिस्टिकेटेड एयर (एयर फ्लॉजिस्टिकेटेड) कहा। 1776-1777 में लवॉज़ियर वायुमंडलीय वायु की संरचना का विस्तार से अध्ययन किया और पाया कि इसके आयतन का 4/5 भाग श्वासावरोधक गैस (वायु मोफेट) से बना है।
लैवोज़ियर ने नकारात्मक ग्रीक उपसर्ग "ए" और जीवन के लिए शब्द "ज़ो" से "नाइट्रोजन" तत्व का नाम देने का प्रस्ताव रखा, जिसमें श्वसन को बनाए रखने में असमर्थता पर बल दिया गया। 1790 में, नाइट्रोजन के लिए "नाइट्रोजन" (नाइट्रोजीन - "फॉर्मिंग सॉल्टपीटर") नाम प्रस्तावित किया गया था, जो बाद में तत्व के अंतर्राष्ट्रीय नाम (नाइट्रोजेनियम) और नाइट्रोजन के प्रतीक - एन का आधार बन गया।
प्रकृति में होना, प्राप्त करना:
नाइट्रोजन प्रकृति में मुख्यतः मुक्त अवस्था में पाया जाता है। हवा में इसका आयतन अंश 78.09% है, और इसका द्रव्यमान अंश 75.6% है। मिट्टी में नाइट्रोजन यौगिक कम मात्रा में पाए जाते हैं। नाइट्रोजन प्रोटीन और कई प्राकृतिक कार्बनिक यौगिकों का एक घटक है। पृथ्वी की पपड़ी में कुल नाइट्रोजन सामग्री 0.01% है।
वायुमंडल में लगभग 4 क्वाड्रिलियन (4 10 15) टन नाइट्रोजन और महासागरों में लगभग 20 ट्रिलियन (20 10 12) टन है। इस राशि का एक नगण्य हिस्सा - लगभग 100 बिलियन टन - सालाना बाध्य है और जीवित जीवों की संरचना में शामिल है। इन 100 अरब टन बाध्य नाइट्रोजन में से केवल 4 अरब टन पौधों और जानवरों के ऊतकों में पाया जाता है - शेष सूक्ष्मजीवों को विघटित करने में जमा हो जाता है और अंततः वायुमंडल में वापस आ जाता है।
तकनीक में नाइट्रोजन हवा से प्राप्त की जाती है। नाइट्रोजन प्राप्त करने के लिए, हवा को एक तरल अवस्था में स्थानांतरित किया जाता है, और फिर नाइट्रोजन को वाष्पीकरण द्वारा कम वाष्पशील ऑक्सीजन से अलग किया जाता है (t गठरी N 2 \u003d -195.8 ° , t bale O 2 \u003d -183 ° )
प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, शुद्ध नाइट्रोजन अमोनियम नाइट्राइट को विघटित करके या गर्म होने पर अमोनियम क्लोराइड और सोडियम नाइट्राइट के घोल को मिलाकर प्राप्त किया जा सकता है:
एनएच 4 नहीं 2 एन 2 + 2 एच 2 ओ; NH 4 Cl + NaNO 2 NaCl + N 2 + 2H 2 O।
भौतिक गुण:
प्राकृतिक नाइट्रोजन में दो समस्थानिक होते हैं: 14 N और 15 N। सामान्य परिस्थितियों में, नाइट्रोजन एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस होती है, हवा से थोड़ी हल्की, पानी में खराब घुलनशील (15.4 मिली नाइट्रोजन 1 लीटर पानी में घुल जाती है, ऑक्सीजन - 31 मिली)। -195.8°C पर नाइट्रोजन रंगहीन द्रव में तथा -210.0°C पर सफेद ठोस में बदल जाती है। ठोस अवस्था में, यह दो बहुरूपी संशोधनों के रूप में मौजूद होता है: -237.54 ° C से नीचे, घन जाली के साथ एक स्थिर रूप, ऊपर - एक हेक्सागोनल के साथ।
एक नाइट्रोजन अणु में परमाणुओं की बाध्यकारी ऊर्जा बहुत अधिक होती है और इसकी मात्रा 941.6 kJ/mol होती है। एक अणु में परमाणुओं के केंद्रों के बीच की दूरी 0.110 एनएम है। एन 2 अणु प्रतिचुंबकीय है। यह इंगित करता है कि नाइट्रोजन परमाणुओं के बीच का बंधन ट्रिपल है।
0°C 1.25046 g/dm पर गैसीय नाइट्रोजन का घनत्व 3
रासायनिक गुण:
सामान्य परिस्थितियों में, मजबूत सहसंयोजक बंधन के कारण नाइट्रोजन एक रासायनिक रूप से निष्क्रिय पदार्थ है। सामान्य परिस्थितियों में, यह केवल लिथियम के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे नाइट्राइड बनता है: 6Li + N 2 = 2Li 3 N
तापमान में वृद्धि के साथ, आणविक नाइट्रोजन की गतिविधि बढ़ जाती है, जबकि यह एक ऑक्सीकरण एजेंट (हाइड्रोजन, धातु के साथ) और एक कम करने वाले एजेंट (ऑक्सीजन, फ्लोरीन के साथ) दोनों हो सकता है। गर्म होने पर, ऊंचे दबाव पर और उत्प्रेरक की उपस्थिति में, नाइट्रोजन अमोनिया बनाने के लिए हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है: एन 2 + 3 एच 2 = 2 एनएच 3
नाइट्रोजन केवल एक विद्युत चाप में ऑक्सीजन के साथ मिलकर नाइट्रिक ऑक्साइड (II) बनाती है: N 2 + O 2 \u003d 2NO
एक विद्युत निर्वहन में, फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया भी संभव है: एन 2 + 3 एफ 2 \u003d 2एनएफ 3
सबसे महत्वपूर्ण कनेक्शन:
नाइट्रोजन +5 से -3 तक सभी ऑक्सीकरण अवस्थाओं में होने के कारण रासायनिक यौगिक बनाने में सक्षम है। नाइट्रोजन फ्लोरीन और ऑक्सीजन के साथ सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में यौगिक बनाता है, और ऑक्सीकरण राज्यों में +3 से अधिक, नाइट्रोजन केवल ऑक्सीजन वाले यौगिकों में पाया जा सकता है।
अमोनिया, NH 3 - तीखी गंध वाली रंगहीन गैस, पानी में आसानी से घुलनशील ("अमोनिया")। अमोनिया में बुनियादी गुण होते हैं, पानी, हाइड्रोजन हैलाइड, एसिड के साथ बातचीत करते हैं:
एनएच 3 + एच 2 ओ एनएच 3 * एच 2 ओ एनएच 4 + + ओएच -; एनएच 3 + एचसीएल = एनएच 4 सीएल
जटिल यौगिकों में विशिष्ट लिगैंड्स में से एक: Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2 (वायलेट, पी-रिम)
रिडक्टेंट: 2NH 3 + 3CuO 3Cu + N 2 + 3H 2 O।
हाइड्राज़ीन- एन 2 एच 4 (हाइड्रोजन पर्नाइट्राइड), ...
hydroxylamine- एनएच2ओएच,...
नाइट्रिक ऑक्साइड (I), एन 2 ओ (नाइट्रस ऑक्साइड, हंसी गैस)। ...
नाइट्रिक ऑक्साइड (द्वितीय) NO एक रंगहीन गैस है, गंधहीन है, पानी में थोड़ा घुलनशील है, नमक नहीं बनाती है। प्रयोगशाला में, वे तांबे और तनु नाइट्रिक एसिड पर प्रतिक्रिया करके प्राप्त किए जाते हैं:
3Cu + 8HNO 3 \u003d 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O।
उद्योग में, यह नाइट्रिक एसिड के उत्पादन में अमोनिया के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है:
4NH 3 + 5O 2 4NO + 6 H 2 O
आसानी से नाइट्रिक ऑक्साइड (IV) में ऑक्सीकृत: 2NO + O 2 = 2NO 2
नाइट्रिक ऑक्साइड (III), ??? ...
...
नाइट्रस तेजाब, ??? ...
...
नाइट्राइट, ??? ...
...
नाइट्रिक ऑक्साइड (IV), NO 2 - एक जहरीली भूरी गैस, एक विशिष्ट गंध होती है, पानी में अच्छी तरह से घुल जाती है, जबकि दो एसिड, नाइट्रस और नाइट्रिक देती है: H 2 O + NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3
ठंडा होने पर, यह रंगहीन डिमर में बदल जाता है: 2NO 2 N 2 O 4
नाइट्रिक ऑक्साइड (वी), ??? ...
...
नाइट्रिक एसिड, एचएनओ 3 - एक तीखी गंध के साथ रंगहीन तरल, टी बीपी = 83 डिग्री सेल्सियस। प्रबल अम्ल, लवण - नाइट्रेट। सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों में से एक, जो उच्चतम ऑक्सीकरण राज्य एन +5 में एसिड अवशेषों की संरचना में नाइट्रोजन परमाणु की उपस्थिति के कारण होता है। जब नाइट्रिक एसिड धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो यह हाइड्रोजन नहीं होता है जो मुख्य उत्पाद के रूप में निकलता है, लेकिन नाइट्रेट आयन के विभिन्न अपचयन उत्पाद:
Cu + 4HNO 3 (conc) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;
4Mg + 10HNO 3 (बुद्धिमान) = 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 5H 2 O।
नाइट्रेट, ??? ...
...
आवेदन पत्र:
यह व्यापक रूप से एक निष्क्रिय वातावरण बनाने के लिए उपयोग किया जाता है - खाद्य उद्योग में पैकेजिंग गैस के रूप में, तरल पदार्थ पंप करते समय, पारा थर्मामीटर में विद्युत तापदीप्त लैंप और खाली स्थान भरना। वे स्टील उत्पादों की सतह को नाइट्राइड करते हैं, सतह की परत में लोहे के नाइट्राइड बनते हैं, जो स्टील को अधिक कठोरता देते हैं। तरल नाइट्रोजन का उपयोग अक्सर विभिन्न पदार्थों के गहन शीतलन के लिए किया जाता है।
नाइट्रोजन पौधों और जानवरों के जीवन के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह प्रोटीन पदार्थों का हिस्सा है। अमोनिया का उत्पादन करने के लिए नाइट्रोजन का उपयोग बड़ी मात्रा में किया जाता है। नाइट्रोजन यौगिकों का उपयोग खनिज उर्वरकों, विस्फोटकों के उत्पादन और कई उद्योगों में किया जाता है।
एल.वी. चर्काशिन
केएफ टूमेन स्टेट यूनिवर्सिटी, जीआर। 542 (मैं)
स्रोत:
- जी.पी. खोमचेंको। विश्वविद्यालय के छात्रों के लिए रसायन विज्ञान पर एक मैनुअल। एम।, नई लहर, 2002।
- जैसा। ईगोरोव, रसायन विज्ञान। विश्वविद्यालयों में प्रवेश के लिए भत्ता-शिक्षक। रोस्तोव-ऑन-डॉन, फीनिक्स, 2003।
- तत्वों की खोज और उनके नामों की उत्पत्ति /
