Nitrógeno

Nitrógeno (N) , elemento no metálico del Grupo 15 [Va] de la tabla periódica. Es un gas incoloro, inodoro e insípido que es el elemento más abundante en la atmósfera de la Tierra y es un constituir de toda la materia viva.

nitrógeno

nitrógeno Encyclopædia Britannica, Inc.



Propiedades del elemento
número atómico7
peso atomico14.0067
punto de fusion−209,86 ° C (−345,8 ° F)
punto de ebullición−195,8 ° C (−320,4 ° F)
densidad (1 atm, 0 ° C)1.2506 gramos / litro
estados de oxidación habituales−3, +3, +5
configuración electronica1 s 22 s 22 pag 3

Historia

Aproximadamente cuatro quintas partes de la atmósfera de la Tierra son nitrógeno, que fue aislado y reconocido como una sustancia específica durante las primeras investigaciones del aire. Carl Wilhelm Scheele, un químico sueco, demostró en 1772 que el aire es una mezcla de dos gases, uno de los cuales llamó aire de fuego, porque apoyaba combustión y el otro aire viciado, porque quedó después de que se agotó el aire del fuego. El aire del fuego era, por supuesto, oxígeno y el aire viciado, nitrógeno. Aproximadamente al mismo tiempo, el nitrógeno también fue reconocido por un botánico escocés, Daniel Rutherford (quien fue el primero en publicar sus hallazgos), por el químico británico Henry Cavendish y por el clérigo y científico británico Joseph Priestley, a quien, con Scheele, se le atribuye el mérito del descubrimiento del oxígeno. Un trabajo posterior mostró que el nuevo gas es un componente del nitro, un nombre común para potasio nitrato (KNO3), y, en consecuencia, fue nombrado nitrógeno por el químico francés Jean-Antoine-Claude Chaptal en 1790. El nitrógeno fue considerado por primera vez un elemento químico por Antoine-Laurent Lavoisier , cuya explicación del papel del oxígeno en la combustión acabó con la teoría del flogisto, un erróneo vista de la combustión que se hizo popular a principios del siglo XVIII. La incapacidad del nitrógeno para sustentar la vida (griego: Zoe ) llevó a Lavoisier a nombrarlo azote , siendo el equivalente francés de nitrógeno .



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Ocurrencia y distribución

Entre los elementos, el nitrógeno ocupa el sexto lugar en abundancia cósmica. La atmósfera de la Tierra consiste en 75,51 por ciento en peso (o 78,09 por ciento en volumen) de nitrógeno; esta es la principal fuente de nitrógeno para el comercio y la industria. La atmósfera también contiene pequeñas cantidades variables de amoníaco y sales de amonio, así como óxidos de nitrógeno y Ácido nítrico (estas últimas sustancias se forman en tormentas eléctricas y en el motor de combustión interna). El nitrógeno libre se encuentra en muchos meteoritos; en gases de volcanes, minas y algunos manantiales minerales; en el sol; y en algunas estrellas y nebulosas.

El nitrógeno también se encuentra en depósitos minerales de nitro o salitre (nitrato de potasio, KNO3) y salitre de Chile (nitrato de sodio, NaNO3), pero estos depósitos existen en cantidades totalmente inadecuadas para las necesidades humanas. Otro material rico en nitrógeno es el guano, que se encuentra en cuevas de murciélagos y en lugares secos frecuentados por aves. En combinación, el nitrógeno se encuentra en la lluvia y tierra como amoniaco y sales de amonio y en agua de mar como amonio (NH4+), nitrito (NO2) y nitrato (NO3) iones. Nitrógeno que constituye en promedio alrededor del 16 por ciento en peso del complejo orgánico compuestos conocidas como proteínas, presentes en todos los organismos vivos. La abundancia natural de nitrógeno en la corteza terrestre es de 0,3 partes por 1.000. La abundancia cósmica, la abundancia total estimada en el universo, está entre tres y siete átomos por átomo de silicio, que se toma como estándar.



India, Rusia, Estados Unidos, Trinidad y Tobago , y Ucrania fueron los cinco principales productores de nitrógeno (en forma de amoníaco) a principios del siglo XXI.

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Producción y usos comerciales

La producción comercial de nitrógeno se realiza principalmente por destilación fraccionada de aire licuado. La temperatura de ebullición del nitrógeno es -195,8 °C (-320,4 ° F), aproximadamente 13 ° C (-23 ° F) por debajo del oxígeno, que por lo tanto queda atrás. El nitrógeno también se puede producir a gran escala quemando carbono o hidrocarburos en el aire y separando el dióxido de carbono resultante y agua del nitrógeno residual. A pequeña escala, el nitrógeno puro se obtiene calentando azida de bario, Ba (N3)2. Varias reacciones de laboratorio que producen nitrógeno incluyen el calentamiento de nitrito de amonio (NH4NO2) soluciones, oxidación de amoniaco por bromo agua y oxidación de amoníaco por cúprico caliente óxido .

Ecuaciones químicas.



El nitrógeno elemental se puede utilizar como atmósfera inerte para reacciones que requieran la exclusión de oxígeno y humedad. En estado líquido, el nitrógeno tiene valiosas aplicaciones criogénicas; a excepción de los gases hidrógeno, metano, monóxido de carbono, flúor y oxígeno, prácticamente todas las sustancias químicas tienen presiones de vapor insignificantes en el punto de ebullición del nitrógeno y, por lo tanto, existen como sólidos cristalinos a esa temperatura.

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En la industria química, el nitrógeno se utiliza como preventivo de la oxidación u otro deterioro de un producto, como diluyente inerte de un gas reactivo, como portador para eliminar el calor o los productos químicos y como inhibidor de incendios o explosiones. En la industria alimentaria se emplea nitrógeno gaseoso para evitar el deterioro por oxidación, moho o insectos, y el nitrógeno líquido se utiliza para liofilizar y para sistemas de refrigeración. En la industria eléctrica, el nitrógeno se utiliza para prevenir la oxidación y otras reacciones químicas, para presurizar las cubiertas de los cables y para proteger los motores. El nitrógeno encuentra aplicación en la industria de los metales en soldadura, soldadura fuerte y soldadura fuerte, donde ayuda a prevenir la oxidación, carburación y descarburación. Como gas no reactivo, el nitrógeno se emplea para fabricar goma espumada (o expandida), plásticos y elastómeros, que sirva como gas propulsor para latas de aerosol y para presurizar propulsores líquidos para chorros de reacción. En medicina, se puede utilizar la congelación rápida con nitrógeno líquido para conservar la sangre, médula ósea , tejido, bacterias y semen. El nitrógeno líquido también ha demostrado su utilidad en la investigación criogénica.