Nitơ - N

2014-01-13 18:12

     Nitơ chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất và là thành phần của mọi cơ thể sống. Nitơ tạo ra nhiều hợp chất quan trọng như các axit amin, amoniac, axit nitric và các xyanua. Liên kết hóa học cực kỳ bền vững giữa các nguyên tử nitơ gây khó khăn cho cả sinh vật và công nghiệp để chuyến hóa N2 thành các hợp chất hóa học hữu dụng, nhưng đồng thời cũng giải phóng một lượng lớn năng lượng hữu ích khi cháy, nổ hoặc phân hủy trở lại thành khí nitơ. Các amoniac và nitrat  được tổng hợp là các loại phân công nghiệp chính và phân nitrat là các chất ô nhiễm chính gây ra hiện tượng phú dưỡng môi trường nước.

    Nito có mặt trong tất cả các cơ thể sống, chủ yếu ở dạng các amino axit (và protein) và cũng có trong các axit nucleic (DNA và RNA). Cơ thể người chứa khoảng 3% nitơ theo trọng lượng, là nguyên tố phổ biến thứ tư trong cơ thể sau ôxy, cacbon và hydro. Chu trình nitơ miêu tả sự chuyển động của nguyên tố này từ không khí vào sinh quyển và các hợp chất hữu cơ, sau đó quay trở lại không khí.

Ứng dụng

Khí nitơ

    Để bảo quản tính tươi của thực phẩm đóng gói hay dạng rời (bằng việc làm chậm sự ôi thiu và các dạng tổn thất khác gây ra bởi sự ôxi hóa),

    Trên đỉnh của chất nổ lỏng để đảm bảo an toàn

    Nó cũng được sử dụng trong:

    - sản xuất các linh kiệ điện tử như tranzito, diot và mạch tích hợp (IC).

    - sản xuất thép không gỉ 

    - bơm lốp ô tô và máy bay do tính trơ và sự thiếu các tính chất ẩm, ôxi hóa của nó, ngược lại với không khí (mặc dù điều này là không quan trọng và cần thiết đối với ô tô thông thường )

    Ngược lại với một số ý kiến, nitơ thẩm thấu qua lốp cao su không chậm hơn không khí. Không khí là hỗn hợp chủ yếu chứa nitơ và oxy (trong dạng N2 và O2), và các phân tử nitơ là nhỏ hơn. Trong các điều kiện tương đương thì các phân tử nhỏ hơn sẽ thẩm thấu qua các vật liệu xốp nhanh hơn.

    Một ví dụ khác về tính đa dụng của nó là việc sử dụng nó (như là một chất thay thế được ưa chuộng cho dioxit cacbon) để tạo áp lực cho các thùng chứa một số loại bia cụ thể là bia đen có độ cồn cao và bia ale của Anh và Scotland, do nó tạo ra ít bọt hơn, điều này làm cho bia nhuyễn và nặng hơn..

Nitơ lỏng

    Làm lạnh để vận chuyển thực phẩm

    Bảo quản các bộ phận thân thể cũng như các tế bào tinh trùng và trứng , các mẫu và chế phẩm sinh học.

    Trong nghiên cứu các tác nhân làm lạnh

    Để minh họa trong giáo dục

    Trong da liễu học để loại bỏ các tổn thương da ác tính xấu xí hay tiềm năng gây ung thư, ví dụ các mục cóc , các vết chai sần trên da…

    Nitơ lỏng có thể sử dụng như là nguồn làm mát để tăng tốc CPU, GPU hay các dạng phần cứng khác.

Vai trò sinh học

    Nitơ là thành phần quan trọng của các axit amin và axit nucleic, điều này làm cho nitơ trở thành thiết yếu đối với sự sống. Nitơ nguyên tố trong khí quyển không thể được động và thực vật sử dụng trực tiếp mà phải qua quá trình khử hoặc cố định.

     Nitrat trong đất được rễ cây ưu tiên hấp thụ so với ammoniac trong đất. Các cây họ đậu như đậu tương , có thể hấp thụ nitơ trực tiếp từ không khí do rễ của chúng có các nốt sần chứa các vi khuẩn cố định đạm để chuyển hóa nitơ thành amoniac. Các cây họ Đậu sau đó sẽ chuyển hóa amôniắc thành các ion ôxít nitơ và các axít amin để tạo ra các protein. Vi khuẩn đặc biệt (như Rhizobium trifolium) sở hữu các enzym nitrogenase có khả năng cố định nitơ trong khí quyển thành các chất hữu ích cho các sinh vật bậc cao hơn. Quá trình này đòi hỏi một lượng năng lượng lớn và các điều kiện thiếu ôxy.

Phòng ngừa

    Các chất phân bón chứa nitrat bị rửa trôi là nguồn ô nhiễm chính nước ngầm và các con sông. Các hợp chất chứa xyanua (-CN) tạo ra các muối cực độc hại và gây ra cái chết của nhiều động vật

Tổng hợp từ nhiều nguồn (Tài liệu được thẩm định)