| Azot | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| węgiel ← azot → tlen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| bezbarwny | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Widmo emisyjne azotu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nazwa, symbol, l.a. | azot, N, 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa, okres, blok | 15, 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stopień utlenienia | ±III, V, IV, II | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości metaliczne | niemetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości tlenków | niższe: obojętne; wyższe: kwasowe | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomowa | 14,0067 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stan skupienia | gazowy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość | 1,250 g/l (gaz, 0 °C, 1013 mbar) 0,8085 kg/l (ciecz, −196 °C)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia | −210,01 °C[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura wrzenia | −195,8 °C[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | 7727-37-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | 947[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Multimedia w Wikimedia Commons | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Hasło azot w Wikisłowniku | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny, niemetal z grupy 15 (azotowców) układu okresowego. Stabilnymi izotopami azotu są 14N i 15N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości), a jego zawartość w litosferze Ziemi wynosi 50 ppm[4]. Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotyny oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka, alkaloidy i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).
Pierwiastek został odkryty w 1772 roku przez Daniela Rutherforda.
Spis treści |
Azot o wysokiej czystości można uzyskać poprzez termiczny rozkład azotynu amonu:
W laboratorium można otrzymać azot w wyniku łagodnego ogrzewania mieszaniny chlorku amonu (salmiaku) i azotynu sodu:
W przemysłowej metodzie otrzymywania azotu skrapla się powietrze, stosując odpowiednie ciśnienie i temperaturę. W tych warunkach azot i wszystkie gazy znajdujące się nad nim na skali temperatur wrzenia skraplają się i są w otrzymanej cieczy.
Trzy pierwiastki znajdujące się pod azotem: neon, wodór i hel pozostają w stanie gazowym i są przekazywane do oddzielnego procesu. Następny etap to frakcjonowanie poprzez podwyższenie temperatury (lub obniżenie ciśnienia), powodujące odparowanie ciekłego azotu. Odprowadzony azot jest powtórnie skraplany, przechowywany i transportowany w tzw. naczyniach Dewara lub w formie gazowej w temperaturze otoczenia w stalowych butlach.
Jako pierwszy polską nazwę – azot – zaproponował Filip Walter. Używano też nazwy dusień[5] i saletroród[6].
Azot jest pierwiastkiem stosunkowo biernym chemicznie, co spowodowane jest bardzo wysoką energią wiązania potrójnego w cząsteczce N2, wynosi ona 945,33 ± 0,59 kJ·mol-1[7]. Stopień dysocjacji w temperaturze 4000 K wynosi niecałe 3%. W podwyższonej temperaturze reaguje z metalami dając azotki, a także z innymi pierwiastkami, np. z wodorem tworzy amoniak, a z tlenem tlenki azotu, np.[8]:
Procesy te (współcześnie zwłaszcza synteza amoniaku) wykorzystywane są przemysłowo do wiązania azotu atmosferycznego w celu produkcji licznych związków azotu. Innym wysokotemperaturowym procesem przemysłowym wiązania azotu jest reakcja azotu z karbidem prowadząca do cyjanamidu wapnia[8]:
Naturalnie azot wiązany jest głównie przez bakterie azotowe w brodawkach roślin motylkowych oraz w trakcie wyładowań atmosferycznych[9].
Jest dla życia na Ziemi jednym z najważniejszych pierwiastków. Gazowy azot nie jest wykorzystywany przez organizmy (oprócz roślin motylkowatych). Dopiero w związkach, takich jak azotany i azotyny lub sole amonowe, jest przyswajalny przez rośliny. Wchodzi w skład wielu biocząsteczek, takich jak aminokwasy, nukleotydy i kwasy nukleinowe.
Azot pod normalnym ciśnieniem jest obojętny dla organizmów żywych. Może jednak wywołać objawy zatrucia u osób przebywających w powietrzu o zwiększonym ciśnieniu. W takich warunkach azot lepiej rozpuszcza się w płynach ustrojowych i tkankach bogatych w lipidy (np. w mózgu), co prowadzi do pojawienia się objawów zatrucia, takich jak:
Jeszcze bardziej niebezpieczne od rozpuszczania się azotu w tkankach jest jego wytrącanie się w postaci pęcherzyków gazu, podczas zmniejszania ciśnienia. Szybkie zmniejszanie ciśnienia powoduje chorobę kesonową.
Woda zawierająca więcej niż 45 ppm jest uznawana za szkodliwą dla dzieci. Dużo bardziej toksyczne są związki zawierające azot – azotyny. Ich obecność w glebie i wodzie pitnej jest jednak znikoma. Dość niebezpieczne dla środowiska jest składowanie związku azotu np. nawozów w zbiornikach z blachy ocynkowanej ze strony wewnętrznej, gdyż związki azotu wchodzą w reakcje z związkami cynku i żelaza. A po wysypaniu tego nawozu do gleby związki te przedostają się do wód gruntowych[10].
Azot wolny z atmosfery nie jest przyjmowany przez rośliny, które wymagają związków, dodatkowo 99% azotu glebowego pozostaje w związkach organicznych o zbyt złożonej budowie by móc zostać przyjęty przez większość gatunków roślin. Azotu, który może zostać przyjęty przez roślinny wyższe jest przeciętnie mniej niż 34 kg/ha, a azotu w związkach około 3385 kg/ha. Ilość azotu przyjmowalnego może wynieść nawet do 112,5 kg/ha[11].
Azot jest potrzebny roślinom głównie w fazie wzrostu, ze względu na możliwość akumulacji azotu przez roślinę, przy wysokim stężeniu azotu w glebie, absorpcja tego pierwiastka jest znacznie szybsza niż wzrost rośliny[12].
Przy niedoborze azotu rośliny rosną wolno są słabe, bledsze. Kolor ten jest związany z deficytem chlorofilu, który bierze udział w procesie fotosyntezy. Skrajny niedobór azotu może powodować żółtawobrązowe zabarwienie fragmentów liści[12] Niedobór azotu w glebie może zostać uzupełniony przez nawożenie nawozami azotowymi lub poprzez zmianę uprawy na potrzebującą mniej azotu.
Nadmiar azotu nie jest w zasadzie szkodliwy dla rośliny, gdyż rośliny mogą sobie go akumulować, jednakże nadmiar związków azotu może powodować nadmierny wzrost rośliny i brak możliwości przyjmowania innych pierwiastków niezbędnych roślinie. Groźny jest za to nadmiar azotu połączony z niedoborem fosforu, potasu lub wody. Nadmiar azotu może szkodzić jakości i wielkości plonów[12]. Nadmiar azotu jest szkodliwy dla drzew w przypadku mrozów[10]. Rośliny mające za dużo azotu są ciemnozielone, wyglądają aż nazbyt dorodnie[12]. Gleba posiadająca za dużo azotu powinna być nawożona nawozami zawierającymi potas i fosfor[10].
Ciekły azot jest stosowany jako środek chłodzący do uzyskiwania temperatur poniżej -100 °C. W postaci gazowej azot wykorzystywany jest jako najtańsza z dostępnych atmosfer ochronnych w wielu procesach przemysłowych, a także jako gaz roboczy w niektórych układach pneumatycznych.
Z azotu otrzymuje się amoniak oraz tlenki azotu wykorzystywane w produkcji kwasu azotowego, związki o dużym znaczeniu przemysłowym. Ponadto szeroko wykorzystuje się azotany, azotyny, hydrazynę, hydroksyloaminę i in. związki zawierające azot[13].
Witold Seńczuk red.: Toksykologia. Podręcznik dla studentów, lekarzy i farmaceutów Wydanie IV. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2002.
