गठन, विज्ञान
नाइट्रोजन के हो? आम नाइट्रोजन। नाइट्रोजन अणु
आवधिक तालिकामा पहिलो समूह [बो] को गैर-धातु तत्व 15 - नाइट्रोजन परमाणु 2 जो एक अणु फारम संयोजन - एक, बेरंग बिना गंध र स्वाद नभएको ग्याँस, पृथ्वी वातावरण को सबै भन्दा को हिसाब र सबै जीवित कुराहरू अभिन्न भाग हो।
आविष्कारको इतिहास
नाइट्रोजन ग्याँस पृथ्वीको वातावरण को बारेमा 4/5 छ। यो प्रारम्भिक एयर अनुसन्धान मा छुट्टयाएर थियो। 1772 मा, स्विडिश Himik कार्ल विल्हेम Scheele पहिलो यस्तो नाइट्रोजन कि देखाउन। उहाँलाई अनुसार, हावा उहाँले "आगो हावा" भनिन्छ एक जो दुई ग्याँसहरु, एक मिश्रण छ, कि दहन समर्थन छ, र अन्य - .. "अशुद्ध हावा" यो खपत पहिलो पछि रहिरहन्छ किनभने। यी अक्सिजन र नाइट्रोजन थिए। एकै समयमा नाइट्रोजन वरिपरि स्कटिश botanist दानियल रदरफोर्डले, पहिलो आफ्नो निष्कर्ष प्रकाशित गर्ने, साथै ब्रिटिश रसायनविद् हेनरी काभेनडिश र अक्सिजन को खोज को Scheele मुद्दहरुलाई साझेदारी गर्ने ब्रिटिश clergyman र वैज्ञानिक Dzhozefom Pristli, द्वारा छुट्टयाएर गरिएको छ। थप अध्ययन नयाँ ग्याँस फ्रान्सेली रसायनविद् Chaptal नाइट्रोजन पहिलो Lavoisier को रासायनिक तत्व गर्न श्रेय थियो 1790 मा द्वारा तदनुसार, उहाँले एक नाइट्रोजन को नाम थियो, नाइट्रेट वा पोटासियम नाइट्रेट को भाग हो भनेर (KNO 3), र ( "जन्म saltpeter दिन") देखाएका छन्, को XVIII सताब्दी मा लोकप्रिय - दहन मा अक्सिजन को भूमिका को जसको व्याख्या गर्ने phlogiston सिद्धान्त disproved। misconception दहन। जीवन (ग्रीक ζωή) समर्थन गर्न यस रासायनिक तत्व को नसक्नुको Lavoisier नाइट्रोजन ग्याँस नाम कि कारण थियो।
उद्भव र प्रसार
नाइट्रोजन के हो? रासायनिक तत्व को प्रशस्त अनुसार, उहाँले छैटौं सब। मात्रा द्वारा वजन र 78,09% द्वारा 75,51% गर्न पृथ्वीको वातावरण तत्व बनेको छ र यो उद्योग को लागि एक प्रमुख स्रोत हो। वातावरण पनि अमोनिया र अमोनियम लवण को एक सानो राशि, साथै नाइट्रोजन आक्साइड र समावेश नाइट्रिक एसिड, बज्रपात समयमा र आन्तरिक दहन इन्जिन मा गठन। निःशुल्क नाइट्रोजन धेरै meteorites, ज्वालामुखी र मेरो ग्याँस र केही खनिज Springs, सूर्य, ताराहरू र नेबुले मा पाइन्छ।
नाइट्रोजन पनि पोटासियम र सोडियम नाइट्रेट को खनिज जम्मा पाइन्छ, तर मानव आवश्यकता पर्याप्त पूरा गर्न। यो तत्वको धनी अर्को सामाग्री जो जहाँ चमेरो को धेरै वा सुक्खा ठाउँमा चरा द्वारा frequented गुफाहरु, पाउन सकिन्छ guano छ। साथै, नाइट्रोजन अमोनिया र अमोनियम लवण को रूप मा वर्षा र माटो मा निहित र अमोनियम आयनों को रूप मा पानी समुद्र (राजमार्ग 4 +), नाइट्राइट का मा छ (सं 2 -) र नाइट्रेट (सं 3 -)। औसत यस्तो प्रोटीन रूपमा जटिल जैविक यौगिकों को बारेमा 16%, सबै जीवित जीव मा मौजूद छ। 3 7 गर्न सिलिकन अणु मा अणुहरु देखि - पृथ्वीको पाप्रो मा प्राकृतिक सामग्री प्रति 1000. 0.3 भागहरु ठाउँ मा प्रसार छ।
नाइट्रोजन (अमोनिया रूपमा) को XXI सताब्दी को शुरुवात मा सबै भन्दा ठूलो उत्पादन देशहरूमा, भारत, रूस, संयुक्त राज्य अमेरिका, त्रिनिदाद र टोबागो, युक्रेन थिए।
व्यावसायिक उत्पादन र प्रयोग
नाइट्रोजन को औद्योगिक उत्पादन द्रवीभूत हावा को एक आंशिक आसवन आधारित छ। यसको Boiling तापमान गर्न -195,8 ° 13 ° C अक्सिजन को भन्दा कम सी, यसरी विभाजित छ जो बराबर छ। नाइट्रोजन पनि हावा मा कार्बन वा hydrocarbons र परिणामस्वरूप कार्बन डाइअक्साइड र पानी अवशिष्ट नाइट्रोजन देखि अलग को दहन एक ठूलो मात्रा मा उत्पादन गर्न सकिन्छ। सानो मात्रा शुद्ध नाइट्रोजन को azide बारियम बा (एन 3) 2 हीटिंग द्वारा उत्पादित छ। प्रयोगशाला प्रतिक्रिया अमोनियम नाइट्राइट का एक समाधान हीटिंग समावेश (राजमार्ग 4 सं 2), एक जलीय बर्नर समाधान वा गरम संग अमोनिया को ओक्सीकरण तामा ओक्साइड :
- राजमार्ग 4 + + सं 2 - → एन 2 + 2 घन्टा 2 O.
- 3 8NH + 3Br 2 → एन 2 + 6NH 4 + + 6Br -।
- 2NH 3 + 3CuO → एन 2 + 3 घन्टा 2 हे + 3Cu।
मौलिक नाइट्रोजन अक्सिजन र चिस्यान को बहिष्करण आवश्यकता प्रतिक्रिया को लागि एक अक्रिय वातावरण रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्रयोग गरिन्छ र तरल नाइट्रोजन। हाइड्रोजन, मिथेन, कार्बन मोनोअक्साइड, अक्सिजन, फ्लोरिन, र - मात्र पदार्थ नाइट्रोजन को बिन्दु उम्लिरहेको गर्दा ठोस स्फटिक अवस्थामा छैन जो।
रासायनिक उद्योग, यस रासायनिक तत्व, ओक्सीकरण वा अन्य नुकसान रोक्न एक अक्रिय diluent रूपमा, एक प्रतिक्रियाशील ग्याँस गर्मी वा रसायन, साथै आगो वा विस्फोट अवरोध हटाउन प्रयोग गरिन्छ। स्थिर-सुकाउने र शीतलन प्रणाली को लागि - खाद्य उद्योग मा, नाइट्रोजन ग्याँस भोजन नुकसान र तरल रोक्न प्रयोग गरिन्छ। विद्युत उद्योग ग्याँस ओक्सीकरण र अन्य रासायनिक प्रतिक्रिया रोक्छ मा, केबल म्यान pressurizes र मोटर्स सुरक्षित राख्दछ। धातु मा, नाइट्रोजन, वेल्डिंग र टांका मा प्रयोग गरिन्छ रोकन ओक्सीकरण, carburization र decarbonization। निष्क्रिय ग्याँस यो porous रबर, प्लास्टिक र elastomers को उत्पादन मा प्रयोग गरिन्छ, यो aerosol डिब्बे मा एक propellant रूपमा कार्य गर्दछ, र पनि तरल इन्धन जेट मा एक दबाव सिर्जना गर्छ। चिकित्सा, तरल नाइट्रोजन संग तीव्र चिसो रगत, हड्डी मज्जा, ऊतक जीवाणुहरू र शुक्राणु भण्डारण गर्न प्रयोग गरिएको छ। उहाँले क्रायोजेनिक अनुसन्धान मा आवेदन फेला छ।
जडानहरू
नाइट्रोजन अधिकांश रासायनिक यौगिकहरु को निर्माण मा प्रयोग। तत्व को अणुहरु बीच तीन बन्धन त बलियो (226 प्रति दुई पटक आणविक हाइड्रोजन भन्दा उच्च को तिल Kcal), कि नाइट्रोजन अणु शायद अन्य यौगिकों मा प्रवेश छ।
मुख्य औद्योगिक विधि fixation तत्व निर्भरता कम गर्न द्वितीय विश्व युद्ध, जर्मनी समयमा विकसित अमोनिया को संश्लेषण लागि Haber-बश प्रक्रिया चिली नाइट्रेट। सीधा आफ्नो तत्व देखि - एक पन्जेन्ट, रिस गंध संग बेरंग ग्याँस - यो राजमार्ग 3 को प्रत्यक्ष संश्लेषण समावेश छ।
को अमोनिया को सबै भन्दा नाइट्रिक एसिड (HNO 3) र nitrates रूपान्तरित छ - लवण र नाइट्रिक एसिड, सोडा खरानी को esters (ना 2 कं 3), hydrazine (एन 2 एच 4) - एक रकेट propellant र धेरै औद्योगिक प्रयोग एक बेरंग तरल प्रक्रियाहरू।
नाइट्रिक एसिड तत्व को अन्य प्रमुख रासायनिक व्यावसायिक मिश्रित छ। बेरंग, अत्यधिक संक्षारक तरल मल, रंग, लागूपदार्थ र विस्फोटक पदार्थको उत्पादन मा प्रयोग गरिन्छ। अमोनियम नाइट्रेट (राजमार्ग 4 सं 3) - अमोनिया र नाइट्रिक एसिड को नुन - सबै भन्दा साधारण नाइट्रोजन मल घटक छ।
अक्सिजन + नाइट्रोजन
सी अक्सिजन, नाइट्रोजन आक्साइड, आर। एच नाइट्रोजनवाला ओक्साइड (एन 2 हे) को एक श्रृंखला खेल्छ, जसमा यो +1 ओक्साइड (सं) (+2) र डाइअक्साइड को valence बराबर छ (सं 2) (4)। धेरै उच्च अस्थिर नाइट्रोजन आक्साइड; तिनीहरूले वातावरणमा प्रदूषण को मुख्य स्रोतहरु हुन्। नाइट्रोजनवाला ओक्साइड पनि ग्याँस हाँस्न रूपमा जानिन्छ, कहिलेकाहीं एक शरिरका कुनै भाग बेहोस बनाउन दिइने औषधि रूपमा प्रयोग गरिन्छ। inhaled गर्दा, यो नम्र अनियन्त्रित उतेजना हुन्छ। नाइट्रिक ओक्साइड को एक खैरो डाइअक्साइड मध्यवर्ती उत्पादन गठन गर्ने अक्सिजन संग तेजी प्रतिक्रिया नाइट्रिक एसिड को उत्पादन र रासायनिक प्रक्रिया र propellant मा एक मजबूत oxidant।
पनि उच्च तापमान मा एक नाइट्रोजन मिश्रित संग धातु द्वारा गठन केही nitrides प्रयोग गरिन्छ। बोरोनकोअर्थ, टाइटेनियम, Zirconium र तन्तालम को Nitrides विशेष आवेदन छ। बोरोनकोअर्थ nitride (BN) को एक स्फटिक फारम, उदाहरणका लागि, छैन कठोरता मा हीरा गर्न कमसल छ र यसैले खराब रूपमा उच्च घर्षण प्रयोग ऑक्सीकरण।
अकार्बनिक cyanides CN को एक समूह शामिल -। हाइड्रोजन Cyanide वा hydrocyanic एसिड HCN, अत्यधिक अस्थिर छ र अति विषाक्त ग्याँस fumigation एकाग्रता लागि प्रयोग गरिन्छ जो अन्य औद्योगिक प्रक्रियाहरु मा अयस्क। Cyanogen (CN) 2 एक रासायनिक मध्यवर्ती र लागि fumigation रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
Azides जो तीन नाइट्रोजन अणुहरु -N 3 को एक समूह समावेश यौगिकों छन्। तिनीहरूलाई को भन्दा अस्थिर र झटके धेरै संवेदनशील छन्। यस्तो नेतृत्व azide रूपमा केही, Pb (एन 3) 2, detonators र प्राइमरों प्रयोग गरिएको। Azides, हलोजन जस्तै सजिलै अन्य पदार्थ यौगिकों एक अधिकता गठन गर्ने अन्तरक्रिया गर्नुहोस्।
नाइट्रोजन जैविक यौगिकों धेरै हजारौं को एक भाग हो। तिनीहरूलाई को भन्दा अमोनिया, हाइड्रोजन Cyanide, cyanogen, नाइट्रोजनवाला वा नाइट्रिक एसिड देखि व्युत्पन्न छन्। Amines, एमिनो एसिड, amides, उदाहरणका लागि, अमोनिया देखि व्युत्पन्न वा राम्ररी यसलाई सम्बन्धित। Nitroglycerine र nitrocellulose - नाइट्रिक esters। नाइट्राइट का नाइट्रोजनवाला एसिड (HNO 2) बाट तयार भएको थियो। Purines र alkaloids नाइट्रोजन एक वा बढी कार्बन अणुहरु प्रतिस्थापन जसमा heterocyclic यौगिकों छन्।
गुण र प्रतिक्रिया
नाइट्रोजन के हो? यसलाई मा -195,8 ° सी, बेरंग, कम चिपचिपापन तरल condenses एक बेरंग बिना गंध ग्याँस छ। तत्व एन 2 अणु, प्रतिनिधित्व को रूप मा अवस्थित छ: N ::: एन: जसको ऊर्जा बाध्यकारी 226 प्रति तिल Kcal बराबर छ, केवल कार्बन मोनोअक्साइड (256 प्रति mol Kcal) दोस्रो छ। यस कारण, आणविक नाइट्रोजन को सक्रियता ऊर्जा धेरै उच्च छ, त्यसैले सामान्य अवस्थामा तत्व अपेक्षाकृत अक्रिय छ। साथै, अत्यधिक स्थिर नाइट्रोजन अणु निकै धेरै नाइट्रोजन यौगिकों को thermodynamic अस्थिरता, योगदान जो जडान, पर्याप्त बलियो यदि पनि, तर कमसल सम्बन्ध आणविक नाइट्रोजन मा।
अपेक्षाकृत हालै र नाइट्रोजन अणु अकस्मात पत्ता थियो को क्षमता जटिल यौगिकों लागि ligands रूपमा सेवा गर्छन्। कि रूथेनियम परिसर केही समाधान वायुमण्डलीय नाइट्रोजन अवशोषित गर्न सक्छन् अवलोकन के चाँडै तत्व फिक्सिंग को एक छरितो र राम्रो तरिका पाउन सकिन्छ गरायो।
सक्रिय नाइट्रोजन उच्च भोल्टेज बिजुली छुट्टी मार्फत पारित कम दबाव ग्याँस प्राप्त गर्न सकिन्छ। उत्पादन अम्बर छ र धेरै सजिलै आणविक, परमाणु हाइड्रोजन, सल्फर, phosphorous र विभिन्न धातु भन्दा प्रतिक्रिया, र पनि एन 2 र हे 2 सं decomposing सक्षम छ।
के हो नाइट्रोजन को एक स्पष्ट समझ, प्राप्त गर्न सकिन्छ कारण फारम 1 सेकेन्ड 2s 2 2 3 2p छ जो आफ्नो इलेक्ट्रोनिक संरचना गर्न। पाँच बाह्य इलेक्ट्रन गोले अलिकति प्रभावकारी आणविक शुल्क परिणामस्वरूप, आरोप स्क्रीन कोभालेन्टअर्धव्यास को क्षेत्र मा लाग्यो। नाइट्रोजन अणुहरु अपेक्षाकृत सानो र एक उच्च इलेक्ट्रोनेगेटिभिटि, कार्बन र अक्सिजन बीच स्थित छ। ई कन्फिगरेसन तीन covalent बन्धन गठन गर्ने सक्षम, तीन बाह्य आधा-orbitals समावेश छ। तसर्थ, नाइट्रोजन परमाणु अत्यन्तै उच्च जवाब, सबै भन्दा अन्य तत्व स्थिर बाइनरी यौगिकों संग गठन, अन्य तत्व, विभिन्न इलेक्ट्रोनेगेटिभिटि पर्याप्त छ विशेष गरी जब महत्वपूर्ण ध्रुवीयता जडानहरू प्रदान हुनुपर्छ। अर्को तत्व समन्वय बन्धन सहभागी यसको साझा इलेक्ट्रॉनों मुक्त जो आंशिक नकारात्मक शुल्क, को नाइट्रोजन परमाणु संलग्न कम ध्रुवीयता इलेक्ट्रोनेगेटिभिटि गर्दा। अर्को तत्व अधिक electronegative नाइट्रोजन आंशिक सकारात्मक शुल्क एकदम को अणु को दाता गुण सीमित। कारण किनभने इलेक्ट्रोनेगेटिभिटि कम ध्रुवीयता मा अर्को तत्व, धेरै संचार एकल भन्दा प्रबल बराबर। अणु आकार बेमेल फारम एक एकल बन्धन अपेक्षाकृत कमजोर हुन संभावना छ धेरै बन्धन को गठन रोक्छ भने, र जडान अस्थिर छ।
विश्लेषणात्मक रसायन
अक्सर ग्याँस मिश्रण मा नाइट्रोजन को प्रतिशत रासायनिक अभिकर्मकों को अन्य घटक को अवशोषण पछि यसको मात्रा नाप्ने द्वारा निर्धारण गर्न सकिँदैन। पारा नाइट्रेट को उपस्थिति मा सल्फ्युरिक एसिड को अपघटन नाइट्रिक ओक्साइड, जो एक ग्याँस रूपमा मापन गर्न सकिन्छ विज्ञप्ति। तिनीहरूले तामाको ओक्साइड भन्दा जलाए गर्दा नाइट्रोजन जैविक यौगिकों देखि liberated छ, र नि: शुल्क नाइट्रोजन ग्यास अन्य दहन उत्पादनहरु को अवशोषण पछि मापन गर्न सकिन्छ। जैविक यौगिकों यहाँ छलफल पदार्थ को सङ्कल्प लागि चिरपरिचित Kjeldahl विधि एकाग्रचित्त सल्फ्युरिक एसिड (वैकल्पिक समावेश पारा वा यसको ओक्साइड, र विभिन्न लवण) संग मिश्रित decomposing मा हुन्छन्। यसरी नाइट्रोजन अमोनियम सल्फेट रूपान्तरित भएको छ। सोडियम हीड्राकसीड विज्ञप्ति अमोनिया, पारंपरिक एसिड संकलित छ जो थप्दा; unreacted एसिड को अवशिष्ट रकम त titration निर्धारण गरिन्छ।
जैविक र शारीरिक महत्त्व
जीवित विषयमा नाइट्रोजन को भूमिका जैविक यौगिकों यसको शारीरिक गतिविधि पुष्टि गर्छ। सबैभन्दा जीवित जीव यसको यौगिकों पहुँच हुनुपर्छ यो रासायनिक तत्व नै प्रयोग गर्न सक्दैन। तसर्थ, नाइट्रोजन fixation सर्व महत्व छ। प्रकृति, यो दुई आधारभूत प्रक्रियाहरू फलस्वरूप हुन्छ। एक मुक्त अणुहरु सं गठन र सं 2 अनुमति दिने, कि नाइट्रोजन र अक्सिजन अणु अलग त्यसैले, वातावरण गर्न विद्युत ऊर्जा को प्रभाव छ। डाइअक्साइड त्यसपछि पानी संग प्रतिक्रिया: 3NO 2 + एच 2 हे → 2HNO 3 + सं।
HNO 3 भंग र कमजोर रक्सी को रूप मा वर्षा देखि पृथ्वी आउँछ छ। अन्ततः एसिड संयुक्त माटो नाइट्रोजन nitrites र nitrates गठन गर्ने निष्प्रभावी छ जो को भाग हुन्छ। विकास soils मा एन सामग्री सामान्यतया मल समावेश nitrates र अमोनियम लवण मार्फत बरामद। जनावर र बिरुवाहरु स्पिन र आफ्नो अपघटन माटो र हावा मा एक नाइट्रोजन मिश्रित फर्काउँछ।
अर्को प्रमुख प्राकृतिक निर्धारण प्रक्रिया फलियां को अत्यावश्यक गतिविधि छ। जीवाणुहरु संग सिम्बायोसिस कारण, यी संस्कृतिका यसको यौगिकों मा सिधै वायुमण्डलीय नाइट्रोजन रूपान्तरण सक्षम छन्। यस्तो Azotobacter Chroococcum र Clostridium pasteurianum रूपमा केही सूक्ष्मजीवहरु, आफ्नै एन समाधान गर्न सक्षम छन्
ग्याँस नै, जा अक्रिय, अहानिकारक, बाहेक जब तिनीहरूले सास फेर्न अन्तर्गत दबाव, र यो छ भंग मा रगत र अन्य शरीर तरल पदार्थ मा उच्च एकाग्रता। यो दबाइ प्रभाव गराउँछ, र दबाव पनि चाँडै कम छ भने, अतिरिक्त नाइट्रोजन शरीर विभिन्न स्थानहरू मा ग्याँस बुलबुले रूपमा जारी छ। यो मांसपेशिहरु र जोडहरुमा, बेहोशी, आंशिक पक्षाघात र पनि मृत्यु दुखाइ हुन सक्छ। यी लक्षण decompression रोग भनिन्छ। तसर्थ, हावा श्वास फेर्न बाध्य छन् जो यस्तो अवस्थामा ती बुलबुले को गठन बिना फोक्सोमा मार्फत बाहिर अतिरिक्त नाइट्रोजन एउटा सामान्य गर्न दबाब कम गर्न धेरै ढिलो हुन अनिवार्य छ। एक राम्रो वैकल्पिक अक्सिजन र हेलियम एक breathable मिश्रण प्रयोग गर्न छ। हेलियम शरीर तरल पदार्थ मा धेरै कम घुलनशील छ, र जोखिम घट्छ।
आइसोटपहेर्नुहोस्
नाइट्रोजन दुई स्थिर आइसोटपहेर्नुहोस् 14 N (99,63%) र 15 N (0,37%) को रूपमा विद्यमान छ। तिनीहरूले रासायनिक विनिमय वा थर्मल प्रसार द्वारा विभाजित गर्न सकिन्छ। कृत्रिम रेडियोधर्मी आइसोटप को रूप मा नाइट्रोजन ठूलो दायरामा 10-13 र 16-24मा छ। 10 मिनेट को सबैभन्दा स्थिर आधा जीवन। पहिलो artificially गराइएको आणविक transmutation ब्रिटिश भौतिक द्वारा 1919 मा गरिएको थियो अर्नेस्ट रदरफोर्डले, नाइट्रोजन-14 प्राप्त नाभिक-17 अक्सिजन र प्रोटन अल्फा-कणहरु bombarding जो।
गुण
अन्तमा नाइट्रोजन को आधारभूत गुण सूची:
- परमाणु नम्बर: 7।
- नाइट्रोजन को परमाणु वजन: 14,0067।
- पग्लिने बिन्दु: -209,86 ° सी
- उम्लनेबिन्दु: -195,8 ° सी
- घनत्व (1 एटीएम, 0 ° C): प्रति लीटर नाइट्रोजन को 1,2506 ग्राम।
- -3, +3, +5 को पारंपरिक ऑक्सीकरण।
- इलेक्ट्रोन कन्फिगरेसन: 1 सेकेन्ड 2s 2 2 3 2p।
Similar articles
Trending Now