Азот (загальна інформація)
Азот
Коротка інформація
Азот – елемент 15-ї групи другого періоду періодичної системи хімічних елементів Менделєєва Д. І., з атомним номером 7.
| Символ: N
Температура кипіння: -195,8°C Електронна конфігурація: 1s2 2s2 2p3 Атомний номер: 7 Атомна маса: 14,0067 ± 0,0001 а. е. м. Першовідкривач: Даніель Рутерфорд |
Загальні відомості про азот
Азот є найпоширенішим газом у складі атмосфери Землі. Іншими словами, навколишнє повітря на три чверті складається саме з азоту, а не з кисню. У періодичній системі хімічних елементів Менделєєва азот позначається символом N (від латинського Nitrogenium), має атомний номер 7 і посідає місце у 15-й групі. У нормальних умовах азот є двоатомним і дуже інертним газом. Він не має кольору, смаку і запаху, отже, не відчутний для людини. Формула газу азоту N2; саме у такому молекулярному стані він на три чверті заповнює атмосферу нашої планети.
Історія відкриття
Наприкінці XVIII століття відразу кілька вчених впритул підійшли до відкриття нового хімічного елемента, властивості якого наукою ще були вивчені. Так, Генрі Кавендіш в 1772 здійснив наступний експеримент: він неодноразово пропустив повітря над розпеченим вугіллям, обробив вугілля лужним розчином і в кінцевому рахунку отримав залишок нової речовини. Хімік назвав цей залишок «задушливим повітрям». Кавендіш за фактом отримав азот – новий хімічний елемент, але здогадатися про це не зміг. У тому ж році експерименти з отримання «задушливого повітря» продовжив друг Кавендіша професор Прістлі. Він також багаторазово отримував під час своїх дослідів азот, але помилково припускав, що це газ кисень. Тому жоден із двох вчених першовідкривачами азоту не вважаються.
Паралельно з цими дослідами свої власні експерименти поставив того ж 1772 Даніель Резерфорд. Саме він у магістерській роботі правильно описав основні властивості азоту. Зокрема те, що він не придатний для дихання, не вступає в реакцію з лугами і не підтримує процес горіння. Найчастіше саме Резерфорда називають відкривачем азоту.
Властивості азоту
Фізичні властивості азоту в нормальних умовах характеризують його як безбарвний газ, що не має запаху і не відчувається органами чуття людини. Азот слабо розчинний у воді, має щільність 1,2506 кг/м 3 . У рідкому стані азот є безбарвною і рухомою рідиною, візуально схожою на воду. При температурі -195,8 ° C закипає. Щільність рідкого азоту зменшується до 808 кг/м33. При −209,86°C азот переходить у твердий агрегатний стан, набуваючи вигляду яскраво-білих кристалів великих розмірів.
Вільний стан азоту є двоатомною молекулою N2 з потрійним зв’язком між молекулами. Цей зв’язок робить молекулу азоту надзвичайно міцним, і в звичайних умовах дисоціації молекул практично не відзначається. В результаті азот є дуже інертним газом: практично не вступає у хімічні реакції з іншими речовинами та в нормальних умовах перебуває у вільному стані. Сили міжмолекулярної взаємодії вкрай слабкі, ось чому за нормальних умов азот є газом, а не рідиною або твердою речовиною.
Цікаві факти про азот
Назва азот, що означає «позбавлений життя», з’явилося з легкої руки Антуана Лавуазьє наприкінці XVIII століття, коли експериментально було встановлено, що азот не може підтримувати дихання та горіння. Тепер ми знаємо, що, будучи «неживим» за назвою, азот надзвичайно важливий підтримки життя всіх істот. Латинська назва азоту «нітрогеніум» перекладається як «селітру, що народжує» і нагадує про найважливіше значення цього елемента для промисловості.
Усі живі організми засвоювати азот у чистому вигляді не можуть. Необхідну його кількість ми засвоюємо через білкову їжу. Коли людина дихає, то вдихає азот, що міститься в повітрі. Він ніяк не засвоюється легкими (на відміну від кисню), тому в нашому видиху в основному є азот. Дивно, але саме велика кількість азоту в атмосфері допомагає нам не споживати кисень у кількостях, смертельних для організму людини.
У фантастиці поширений сюжет про заморожування азотом живих істот, щоб зберегти їх для майбутніх поколінь. Насправді сучасні вчені цього зробити не можуть, оскільки заморожування рідким азотом відбувається повільно, і організм гине раніше, ніж встигає правильно замерзнути.
Застосування азоту
Застосування азоту у промисловому виробництві обумовлюється його високими інертними властивостями. Рідкий азот використовується як промисловий холодоагент. Азот у газоподібному стані використовують як антиокислювач. Оскільки чистим газоподібним азотом можна замістити повітря (у складі якого окислювач – кисень), то азотом продувають порожнини в електротехнічній промисловості та машинобудуванні як такому. З його допомогою продувають резервуари та трубопроводи, контролюють їхню роботу при великому тиску всередині резервуару.
Азот є сировиною для синтезу важливих азотовмісних сполук. До таких відносяться азотні добрива, які разом із фосфорними та калійними добривами незамінні в рослинництві. Азот є складовою аміаку, який використовується в холодильному устаткуванні, як промисловий розчинник, в медицині і взагалі є найважливішою хімічною сировиною. Виробництво більшості вибухових речовин на планеті базується на хімічних властивостях кисню та азоту.
Азот можна зустріти і в харчовій промисловості, як харчову добавку E941. Газоподібний азот необхідний заповнення шинних камер для шасі літаків. Зараз стало модним заповнювати шини азотом і серед автолюбителів, хоча наукових доказів ефективності такого використання поки що не наведено. Азот та інші гази знайшли широке застосування в медицині: як у галузі створення нових лікарських препаратів та методик, так і при виготовленні високоточного медичного обладнання.
Провідним постачальником газів в Україні сьогодні вважається компанія «DP Air Gas».
