O Elemento Azoto
Nitrogénio é um elemento químico da tabela periódica que tem o símbolo N e o número atómico 7. Um gás diatómico não metálico, normalmente incolor, inodoro, insípido e na sua maioria inerte, o nitrogénio constitui 78 por cento da atmosfera terrestre e é um constituinte de todos os tecidos vivos. O nitrogénio forma muitos compostos importantes como o amoníaco, o ácido nítrico e os cianetos.
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Carbono – Nitrogénio – Oxigénio br> N p> |
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| General | |
|---|---|
| Nome, Símbolo, Número | Nitrogénio, N, 7 |
| Série química | nonmetals |
| Grupo, Período, Bloco | 15 (VA), 2 , p |
| Densidade, Dureza | 1.2506 kg/m3(273K), NA |
| sem cor /td> |
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| Propriedades atómicas | |
| Peso atómico | 14.0067 amu |
| Raio atómico (calc.) | 65 (56) pm |
| Raio covalente | 75 pm |
| van der Waals radius | 155 pm |
| Configuração electrónica | 2s22p3 |
| e- s por nível de energia | 2, 5 |
| Estados de oxidação (Óxido) | ±3,5,4,2 (ácido forte) |
| hexagonal | |
| Físico propriedades | |
| Estado da matéria | gas (__) |
| Ponto de fusão | 63.14 K (-345,75 °F) |
| 77,35 K (-320.17 °F) | |
| Volume solar | 13,54 ×10-6 m3/mol |
| 2,7928 kJ/mol | |
| Calor de fusão | 0.3604 kJ/mol |
| ND Pa a __ K | |
| Velocidade do som | 334 m/s a 298.15 K |
| Diversos | |
| Electronegatividade | 3.04 (escala de Pauling) |
| 1040 J/(kg*K) | |
| ND 106/m ohm | |
| Condutividade térmica | 0.02598 W/(m*K) |
| 1º potencial de ionização | 1402.3 kJ/mol |
| 2º potencial de ionização | 2856 kJ/mol |
| 3º potencial de ionização | |
| 4º potencial de ionização | 7475.0 kJ/mol |
| 5º potencial de ionização | 9444,9 kJ/mol |
| 6º potencial de ionização | 53266.6 kJ/mol |
| 7º potencial de ionização | 64360 kJ/mol |
| UnidadesSI & STP são utilizadas excepto onde indicado. | |
br>>>/p> >h2> Características notáveis
Nitrogénio é um não metálico, com uma electronegatividade de 3,0. Tem cinco electrões no seu invólucro exterior, pelo que é trivalente na maioria dos compostos. O nitrogénio puro é um gás diatómico incolor não reactivo à temperatura ambiente, e compreende cerca de 78% da atmosfera da Terra. Condensa-se a 77 K e congela a 63 K. O azoto líquido é um criogénio comum.
Aplicações
O maior uso comercial de azoto é como componente no fabrico de amoníaco através do processo Haber. O amoníaco é subsequentemente utilizado para a produção de fertilizantes e para a produção de ácido nítrico. O nitrogénio é utilizado como atmosfera inerte em tanques de líquidos explosivos, durante a produção de peças electrónicas como transístores, díodos e circuitos integrados, e é utilizado no fabrico de aço inoxidável. O nitrogénio é utilizado como refrigerante tanto para o congelamento por imersão de produtos alimentares como para o transporte de alimentos, para a conservação de corpos e células reprodutivas (esperma e ovo), e para o armazenamento estável de amostras biológicas em biologia.
Os sais de ácido nítrico incluem alguns compostos importantes, por exemplo nitrato de potássio, ou salitre, e nitrato de amónio. O primeiro composto é um componente da pólvora, o segundo é importante em fertilizantes. Os compostos orgânicos nitrados, tais como nitroglicerina e trinitrotolueno, são frequentemente explosivos.
Ácido nítrico é utilizado como oxidante em foguetes alimentados por líquido. A hidrazina e os derivados da hidrazina são utilizados como combustíveis para foguetes.
Nitrogénio no seu estado líquido (frequentemente referido como LN2) é frequentemente utilizado em criogenia. O nitrogénio líquido é produzido por destilação a partir do ar líquido. À pressão atmosférica, o nitrogénio condensa a -195,8 graus Celsius. (-320,4 graus Fahrenheit). É o refrigerante líquido frequentemente utilizado para demonstrações na educação científica.
História
Nitrogénio (Latim nitron, grego Nitron que significa “soda nativa”, “genes”, “formando”) é formalmente considerado como tendo sido descoberto por Daniel Rutherford em 1772, que lhe chamou ar nocivo ou ar sofisticado. Que havia uma fracção de ar que não suportava a combustão era bem conhecida do químico do final do século XVIII. O nitrogénio também foi estudado por Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, e Joseph Priestley, que se referiam a ele como ar queimado ou ar despojado. O gás nitrogénio era suficientemente inerte que Antoine Lavoisier referiu-se a ele como azoto, que significa sem vida.
Compostos de azoto eram conhecidos na Idade Média. Os alquimistas conheciam o ácido nítrico como aqua fortis. A mistura de ácidos nítrico e clorídrico era conhecida como aqua regia, celebrada pela sua capacidade de dissolver o ouro.
Ocorrência
Nitrogénio é o maior componente individual da atmosfera terrestre (78,1% em volume, 75,5% em peso) e é adquirido para fins industriais através da destilação fraccionada do ar líquido. Os compostos que contêm este elemento foram observados no espaço exterior. O nitrogénio-14 é criado como parte dos processos de fusão em estrelas. O nitrogénio é um grande componente de resíduos animais (por exemplo, guano), geralmente sob a forma de ureia, ácido úrico, e compostos destes produtos azotados.
Azoto molecular é conhecido por ocorrer na atmosfera de Titan há algum tempo, e foi agora detectado no espaço interestelar por David Knauth e colegas de trabalho utilizando o Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer.
Compostos
O principal hidreto de azoto é o amoníaco (NH3) embora a hidrazina (N2H4) também seja bem conhecida. O amoníaco é um pouco mais básico que a água, e em solução forma iões de amoníaco (NH4+). De facto, o amoníaco líquido é ligeiramente anfiprótico e forma iões de amónio e amida (NH2-); tanto amidas como sais de nitreto (N3-) são conhecidos, mas decompõem-se na água. Os compostos de amoníaco única e duplamente substituídos são chamados aminas. Também são conhecidas cadeias maiores, anéis e estruturas de hidretos de nitrogénio, mas praticamente instáveis.
Outras classes de aniões de azoto são as azidas (N3-), que são lineares e isoeléctricas ao dióxido de carbono. Outra molécula da mesma estrutura é o monóxido de dinitrogénio (N2O), ou gás do riso. Este é um de uma variedade de óxidos, sendo os mais proeminentes o monóxido de nitrogénio (NO) e o dióxido de nitrogénio (NO2), ambos contendo um electrão não emparelhado. Este último mostra alguma tendência para dimerizar e é um componente importante do smog.
Os óxidos mais padronizados, o trióxido de dinitrogénio (N2O3) e o pentóxido de dinitrogénio (N2O5), são na realidade bastante instáveis e explosivos. Os ácidos correspondentes são o nitroso (HNO2) e o ácido nítrico (HNO3), com os sais correspondentes chamados nitritos e nitratos. O ácido nítrico é um dos poucos ácidos mais fortes do que o hidrónio.
Papel Biológico
Nitrogénio é uma parte essencial dos amino e ácidos nucleicos, o que torna o azoto vital para toda a vida. Leguminosas como a planta da soja, podem recuperar azoto directamente da atmosfera porque as suas raízes têm nódulos que abrigam micróbios que fazem a conversão real em amoníaco num processo conhecido como fixação de azoto. A leguminosa converte subsequentemente o amoníaco em óxidos de azoto e aminoácidos para formar proteínas.
Isótopos
Existem dois isótopos estáveis: N-14 e N-15. De longe o mais comum é o N-14 (99,634%), que é produzido no ciclo CNO em estrelas. O resto é N-15. Dos dez isótopos produzidos sinteticamente, um tem meia vida de nove minutos e os restantes isótopos têm meia vida da ordem de segundos ou menos. As reacções mediadas biologicamente (por exemplo, assimilação, nitrificação e desnitrificação) controlam fortemente a dinâmica do azoto no solo. Estas reacções resultam quase sempre no enriquecimento N-15 do substrato e no esgotamento do produto. Embora a precipitação contenha frequentemente quantidades subequais de amónio e nitrato, uma vez que o amónio é preferencialmente retido pelo dossel em relação ao nitrato atmosférico, a maior parte do azoto atmosférico que chega à superfície do solo é sob a forma de nitrato. O nitrato do solo é preferencialmente assimilado pelas raízes das árvores em relação ao amónio do solo.
Precauções
Nitrato de fertilizante washoff é uma fonte importante de poluição dos lençóis freáticos e dos rios. Cyano (-CN) contendo compostos formam sais extremamente venenosos e são mortais para muitos animais e todos os mamíferos.
Referência
- Laboratório Nacional de Los Alamos – Azoto (http://periodic.lanl.gov/elements/7.html)
- WebElements.com – Nitrogénio (http://www.webelements.com/webelements/elements/text/N/index.html)
- Química Ambiental.com – Nitrogénio (http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/N.html)
- É Elemental – Azoto (http://education.jlab.org/itselemental/ele007.html)
- Schenectady County Community College – Nitrogénio (http://www.sunysccc.edu/academic/mst/ptable/n.html)