Implicațiile Compușilor cu Azot asupra Lumii Vii

I.Azotul şi compuşii săi

Azotul este constituentul principal al aerului, în care se găseşte în proporţie de 76% de masă sau 78% de volum

I.1 Proprietăti fizice

- azotul se păstrează şi se transportă comprimat la 150 atm în tuburi de oţel

- azotul este un gaz incolor , fără miros , mai uşor decât aerul

- în apă se dizolvă mai puţin decât oxigenul Azotul nu întreţine arderea şi deci nici viaţa.

I.2 Proprietăţi chimice

- atomul de azot având pe stratul electronic exterior cinci electroni , în combinaţiile cu hidrogenul şi cu metalele el îşi completează octetul electronic , adică este tricovalent În combinaţiile cu oxigenul participă complet sau parţial cu electronii stratului exterior electronii de valenţă

În natură azotul este format din 14N şi 15N în raport atomic de 272:1. El se întâlneşte şi sub formă de combinaţii cum ar fi azotatul de potasiu şi azotatul de sodiu Intră în compoziţia proteinelor,fiind un component indispensabil organismelor.

I.3 Obţinerea azotului

Azotul pur se obţine din aer sau din substanţe care îl conţin şi care se pot descompune uşor, de exemplu azotitul de amoniu :

NH4NO2= N2 + 2 H2O

sau din azida de sodiu sau de bariu:

2 NaN3 = 2 Na + 3 N2

- în laborator se foloseşte un amestec de soluţii de azotit de sodiu şi clorură de amoniu , din a căror reacţie rezultă parţial azotit de amoniu, care mai departe se descompune în azot.

NaNO2 + NH4Cl = NH4NO2 + NaCl

- industrial, azotul se obţine odată cu oxigenul prin lichefierea şi distilarea

fracţionată a aerului lichid Aceasta se realizează prin câteva detente şi condensări succesive , în decursul cărora se produce o scădere de temperatură suficientă pentru separarea componentelor aerului

Stările de oxidare ale azotului şi principalii săi compuşi

Stare de

oxidare +5 +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3

Exemple de

combinaţii N2O5 NO2 N2O3 NO

(N2O4) N2O N2 NH2OH H2N-NH2 NH3

I.4 Copuşii azotului

Oxizii de azot(NOx)

Dintre cele şapte forme stabile ale oxizilor de azot (NO,NO2,NO3,N2O,N2O3,N2O4 şi N2O5) doar NO,NO2,şi N2O se regăsesc în efluenţii poluanţi generate de diferite activităţi umane.

Monoxidul de azot(NO) se formează în principal prin reacţia azotului din aer cu oxigenul,la temperaturi mai mari de 15000C,în timpul proceselor de combustie(de exemplu în motoarele auto,în unităţile generatoare de energie,etc)

N2 +O2 à2NO

Au fost propuse mai multe mecanisme pentru oxidarea azotului cu oxigen.Unul dintre acestea,frecvent citat în literatura de specialitate,a fost propus de către Zeldovitch:

O+N2 àNO+N

N+O2 àNO+O

N+OHàNO+H

Această reacţie este foarte puternic influenţată de temperatură,după cum se poate observa în tabelul de mai jos:

TEMPERATURA (0C) CONC. NO LA ECHILIBRU (PPM) TIMP DE FORMARE A 500 PPM NO(SECUNDE)

1093 180 -

1316 550 1370,0

1538 1380 16,2

1760 2600 1,1

1982 4150 0,1

Oxidul de azot. NO

Obţinere. La trecerea unei scântei prin aer se formează oxid de azot.

N2 + O2 à2NO ∆H298 = +(2*21,6) kcal

∆G298 = +(2*20,6) kcal

Reacţia fiind endotermă şi endoergică, echilibrul este mult deplasat spre stânga la temperatura camerei şi chiar la temperatură înaltă nu se formează decât puţin oxid de azot.

- la 40000C, gazul la echilibru conţine 10% NO.

- la 30000C , gazul conţine cca. 3% NO.

- la 20000C, gazul conţine numai 0,6% volume NO.

- la 10000C, concentraţia la echilibru (100a) este de numai 0,1% NO.

Sub cca 7000C, moleculele NO sunt destul de stabile prin inerţie chimică şi deci viteza reacţiei de la dreapta la stânga este destul de mică pentru ca NO să fie izolat

Condiţia necesară pentru a obţine NO pe această cale este deci ca aerul trecut prin arcul electric atât de repede sub cca 7000, incât echilibrul sa nu aibă timp să se stabilească. Deci s-au făcut multe încercări în acest sens, nu s-a ajuns la un procedeu industrial rentabil.