А Азот или как его еще называют Нитроген является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 7 и обозначается символом N. Азот представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха, который способен образовывать множество соединений.
Как был открыт Азот
Соединения азота имеют очень длинную историю, которые были известны еще в средние века. Об этом свидетельствуют записи Геродота о хлориде аммония. Алхимики того времени знали такие соединения как соли аммония и соли нитратов. Так же стоит отметить, что азотную кислоту они называли «сильная вода». В тоже время смесь азотной и соляной кислоты была известна как «царская водка». Это вещество, которое растворяет золото, которое называли царь металлов.
Открытие азота приписывают шотландскому врачу Дэниелу Резерфорду, который в 1772 году назвал этот газ «вредным воздухом». Он не признал его как отдельный химический элемент, но Резерфорд отчетливо отличил его от «неподвижного воздуха» Джозефа Блэка. В то время очень много ученых изучало этот газ и называли его по-разному. Антуан Лавуазье назвал его «мефитическим воздухом» или Азотом, от греческого слова «азотикос». Это название было принято на многих языках, таких как русский, французкий, итальянский, польский и др. Немецкое название азота звучит как stickstoff, а английское название «нитроген» предложил французский химик Жан-Антуан Чаптал. Это название в переводе звучит как «производящий нитрат калия». Название этого элемента было введено в 1794 году. В дальнейшем, азотосодержащие элементы использовались в многих промышленных и коммерческих производствах, о которых реяь пойдет ниже.
Где и как добывают Азот
Азот как газ промышленного назначения добывают разными путями. Самыми популярными являются выделение его из жидкого и газообразного воздуха. Из жидкого воздуха нитроген получают путем фракционной перегонки. Азот из газообразного воздуха получают с помощью механических средств. Газогенераторы азота под давлением обратной мембраны осмоса или с помощью адсорбции выделяют коммерческий азот. Причем, последний метод является экономически более выгодным, чем выделение из жидкого азота.
Еще одним способом получения азота является сбор при переработке воздуха для выделения кислорода. Дело все в том, что он в ходе химических реакций он образуется как побочный элемент. В вышеперичисленных методах образуется нитроген, но он не полностью чистый. Небольшую долю в нем составляет кислород. Если брать приблизительное числовое отношение, то в коммерческом азоте кислорода содержится 2 части на миллион.
В химических лабораториях азот обычно получают путем обработки водного раствора хлорида аммония с нитратом калия. Затем очищение полученного газа производят путем пропускания газа через водную серную кислоту, содержащую дихромат калия. Из всех вышеперичисленных методов самый чистый азот получают путем разложения азида бария или натрия.
Распространенность Нитрогена
Нитроген является самым распространенным чистым веществом на Земле. Его концентрация в атмосфере составляет около 78%. Причем в земной коре его относительно мало и составляет в пропорции 19 частей на миллион. Его содержание в земной коре сравнимо с ниобием, галлием и литием. Наиболее важными азотными минералами в 1920-х годах являлись нитр и соданитр.
Соединения азота постоянно циркулируют между атмосферой и живыми организмами. Например растениями в значительных количествах усваивается аммиак, который им нужен для синтеза белков. Затем их поедают животные и азотные соединения растений помогают синтезировать собственные белки. После чего животные умирают и разлагаются, и под воздействием микроорганизмов свободный нитроген возвращается опять в атмосферу.
Применение Азота
Применение соединений азота очень широкое, начиная с медицины и заканчивая военными проектами. Рассмотрим применение исключительно чистого азота. В коммерческих целях чистый азот может применяться в виде газа или жидкости. Причем, в виде газа его часть составляет около 2/3 и соответственно в виде жидкости 1/3.
Чистый нитроген в виде газа используется в большей своей части в качестве инертной атмосферы. Это необходимо в тех случаях, когда кислород или воздух создает опасность взрыва, пожара или окисления. В пример можно привести изготовление нержавеющей стали или упаковке быстропортящихся продуктов в полиэтиленовые пакеты. Так же в авиационных топливных системах для уменьшения пожароопасности. Еще газообразный азот используется как газ для надувания подушек безопасности или в качестве источника энергии в пейнтбольных ружьях вместо углекислого газа.
Что же касается жидкого чистого азота, то в большей своей степени, он используется в качестве хладагента в разных сферах. Например для консервации биоматериала в биологических лабораториях или для достижений крайне низких температур. Другие области включают в себя производство изделий для шлифовки и полировки. Еще жидкий азот используется довольно часто в системах вакуумных насосов.
Интересные факты
Интересных фактов связанных с азотом очень много, но большую часть затрагивает его применение. Например, на сегодняшний момент, в штате Оклахома США рассматривают замену смертельной инъекции азотным соединением, так как он является удушающим газом. В медицине некоторые страны используют чистый азот как наркоз. Его дают вдохнуть пациенту в больших порциальных давлениях и человек погружается в сон. В тоже время не стоит забывать и об опасности нитрогена. В жидком состоянии он является чрезвычайно опасным веществом. При воздействии на кожу он вызывает термические ожоги, а при попадании во внутрь способен вызвать смерть. В 2012 году в Лондоне девушка выпила азотный коктель с недопустимой концентрацией нитрогена. По итогу ей удалили желудок, но она останется недееспособной всю оставшуюся жизнь.
Ну и конечно же, в завершение, закись азота в автомобилях. Все дело в том, что азот в жидком состоянии при попадании в открытую среду при температуре около 20°C обладает огромнейшим расширением. Вследствие чего создается колоссальное усилие в замкнутом пространстве, а именно в выхлопной трубе. Степень расширения азота в таком случае составляет 1 : 694. Из-за этого свойства произошел взрыв в Техасском университете A&M 12 января 2006 года. Взорвались устройства для сбрасывания давления в азотных цистернах.
