Nitrogen

Det finnes mange metallazider. Flere syntetiske ruter er mulige:

Reaksjonen mellom metall og nitrogen når den er varm

Reaksjonen mellom metall og ammoniakk ved høy temperatur

Nedbrytning av amider

Overfør reaksjoner

Drift og bruk

Dinitrogen

I dag oppnås vanligvis gassformig eller dinitrogen nitrogen ved flytende luft , hvorav den er hovedbestanddelen med en konsentrasjon på 78,06 volumprosent og 75,5 masseprosent. Verdensproduksjonen er på rundt 150 millioner tonn per år.

Spesielt har dinitrogengass i seg selv følgende anvendelser:

• Matemballasje ( MAP ): Inertering av pakkede matvarer øker holdbarheten ved å erstatte den omgivende luften (som inneholder oksygen) med nitrogen (renhet på 95 til 99,5%) * gass "nøytral" som brukes til å beskytte (takket være sammensetningen av en begrenset inert atmosfære ) produkter, gjenstander eller beholdere (f.eks. cisterner) i industri, museer eller andre steder: beskyttelse mot korrosjon, insekter, sopp ...
• I biologien brukes flytende nitrogen som medium for frysing av celler og for manuell maling av vev under ekstraksjon av DNA eller proteiner.
• Gass brukt som et mildt plantevernmiddel for å eliminere treormer eller visse organismer (f.eks. Liten treorm ) ved kvelning som har kolonisert skjøre gamle gjenstander (rammer, skulpturer og treobjekter, inkunabula, pergament, graveringer, etc.)
• Inflasjon gass dekk . Selv om luften allerede inneholder 78% nitrogen ( dinitrogen for å være mer presis ), øker noen luftfart eller profesjonelle i Formel 1 (for eksempel) denne andelen og blåser dekkene med nesten rent nitrogen. Denne gassen har den egenskapen å være inert og stabil, opprettholder et mer konstant trykk selv i tilfelle intens oppvarming av dekket . Det er også en kontrovers over innføringen av denne metoden for private kjøretøy . Faktisk utsettes disse for mye mindre påkjenninger, noe som gjør forskjellen med luften mindre merkbar. På den annen side blir inflasjon belastbar, og det blir ofte kritisert for å ha en uberettiget pris (inflasjon med luft er ofte gratis og anses å være tilfredsstillende). De som bruker det, bør i prinsippet sjelden justere inflasjonen, men de bør likevel sjekke trykket regelmessig.
• Gass som er nyttig for oppblåsning av hydrauliske akkumulatorer på grunn av sin passivitet mot oljer.
• Mekanisk konstruksjon: Mange moderne skjæremaskiner jobber med en laserstråle som krever nitrogen som drivgass eller som inertgass.
• Brannslokkingsmiddel: legert med 50% argon og noen ganger med karbondioksid , det er til stede i visse automatiske gassslokkingsanlegg som beskytter datarom eller spesielle lagre som ikke må skades av brann. Pulver eller vann. Konservert i metallsylindere under et trykk på rundt 200 bar, frigjøres det i et rom der brannstarten er oppdaget . Volumet av injisert nitrogen erstatter en del av atmosfæren i rommet og forårsaker et fall i oksygenivået i luften. Det generelt opprettholdte nivået på 15% oksidasjonsmiddel forstyrrer forbrenningsfenomenet uten dødelig innvirkning på menneskelig respirasjon.
• Metallurgi: Nitrogen injiseres regelmessig i ovner for produksjon av meget oksiderbare metaller (f.eks. Aluminium og dets legeringer) for å forhindre at det reagerer med oksygen i luften. Den brukes også til å forhindre korrosjon under lodding (f.eks. Kobberlodding).
• Flytende nitrogen: kjølemiddel.

Nitrogen, i motsetning til halogenerte kjemiske hemmergasser og CFC, har ikke a priori noen skadelig effekt på miljøet (ingen innvirkning på drivhuseffekten eller på ozonlaget ). Men det krever store reservoarer, passende rør og konstruktive tiltak for å takle den plutselige utvidelsen av tilsvarende 40 til 50% av det beskyttede volumet.

Fare for dinitrogengass: bruken av dinitrogen for å skape begrensede inerte atmosfærer er opprinnelsen til flere dødsfall ved kvelning når en person kommer inn uten å innse det i et inert innhegning; det er nødvendig å verifisere tilstedeværelsen av tilstrekkelig andel oksygen i slike begrensede rom før de kommer inn i dem, eller å være utstyrt med et selvstendig pusteapparat.

Ved dykking er nitrogenet i luften som pustes under trykk, opprinnelsen til fenomenet narkose. Det er merkbart fra en PpN2 = 3,2 bar (dvs. 30 meter for dykking i luft ved havnivå) for de mest følsomme menneskene og oftere i 40 til 60 meters sonen. Det blir "giftig" for organismen fra en PpN2 = 5,6 bar (dvs. 60 meter for dykking i luften ved havnivå). Dette er grunnen til at dykking er begrenset til 60 meter i Frankrike.

Nitrogen er også det eneste elementet som bestemmer varigheten og dybden av dekompresjonsstoppene i et luftdykk.

Bruk av nitrogenforbindelser

Paradoksalt nok, og til tross for navnet, er det kjemiske elementet "nitrogen" (sammen med karbon , oksygen og hydrogen ) en av hovedkomponentene i levende ting og økosystemer så vel som agrosystemer . Det er en del av sammensetningen av proteiner (ca. 15%). Nitrogen er til stede i et stort antall kjemikalier, inkludert visse såkalte "substituerte urea" -vernmidler .

Nitrogen har vært og fortsatt er utnyttet som en naturlig gjødsel i dyr (eller menneske) urea og guano (tørr fugl eller flaggermus ekskrementer ), spesielt i Chile , Peru , India , i Bolivia , Spania , Italia og Russland . Niter (naturlig mineralnitrat) ble en gang høstet for å produsere krutt .

I dag produseres forbindelsene hovedsakelig industrielt ved kjemisk syntese for mange bruksområder, inkludert:

• jordbruksgjødsel ( gjødsel ); ammoniumsalter absorberes av planter, som deretter blir tvunget til å absorbere mer vann (osmotisk balanse). Disse saltene tvinger dermed planten til å vokse seg større. Hvis andre mineraler er tilstede i tilstrekkelig mengde (spesielt fosfor, kalium), øker dette nitrogenet veksten av dyrkede planter. Nitrogen på grunn av dette anvendes som nitrat av ammonium , NH 4 NO 3 , av ammoniumsulfat , (NH 4 ) 2 SO 4 , fra monoammoniumfosfat , NH 4 H 2 PO 4 , eller av urea, CO (NH 2 ) 2 . Det er i dag den viktigste bruken av nitrogen i verden, som også er ansvarlig for generalisert forurensning ( eutrofiering , dystrofisering ) av miljøet (grunnvann, elvemunninger, visse kyster, med utseendet til store døde soner i havene som er ansett av stor bekymring av den FN ).
• farmasøytiske produkter:
  • visse organiske nitroforbindelser, slik som nitroglyserin , brukes til å behandle visse kardiovaskulære tilstander;
  • den lystgass (lystgass) anvendt som anestetikum  ;
• den ammoniakk- NH 3 , brukt som et råmateriale for fremstilling av polymerer , sprengstoffer, gjødningsmidler, eller som et kjølemiddel i visse industrielle anlegg;
• drivstoff ( hydrazin og andre derivater som rakettdrivstoff);
• eksplosiver (organiske kjemikalier som har flere -ONO 2 gruppereller -NO 2 : dynamitt );
• drivmidler til aerosolbokser (N 2 O) eller airbrushes;
• konserveringsmiddel ( natriumnitritt , NaNO 2, under nummer E E250);
• natriumazid , brukes til å blåse opp kollisjonsputer umiddelbart (for eksempel i en bil) i tilfelle støt.

Nitrogenbalanse

Hovedkilden til nitrogen i kosten finnes i aminosyrer . Faktisk er de eneste organismer som er i stand til å bruke atmosfærisk nitrogen bakterier. Nitrogenbalansen er den eneste kjente måten å måle nitrogen ikke-invasivt på . I geologi bestråles for eksempel småstein for å kvantifisere atominnholdet i visse elementer som nitrogen. Dette er ikke reproduserbart hos mennesker av etiske grunner.

Nitrogenbalansen trekkes ut fra nitrogeninngang og -tap.

I praksis estimeres nitrogenbalansen i henhold til urinutskillelsen av urea i henhold til to formler:

• i formelen for Lee og Hartley
• den formel MacKenzie

Merknader og referanser

Merknader

1. De nøyaktige andelene av de forskjellige gassene i atmosfæren er de av tørr luft, fordi andelen vanndamp er betydelig, men veldig variabel.

Referanser

1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  s. , Innbundet ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
2. (i) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia og Santiago Barragan Alvarez , "  Covalent radii revisited  " , Dalton Transactions ,2008, s.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j )
3. Paul Arnaud, Brigitte JAMART, Jacques Bodiguel, Nicolas Brosse, Organisk kjemi 1 st syklus / License, PCEM, farmasi, Kurs, MCQ og applikasjoner , DUNOD,8. juli 2004, 710  s. , Myk omslag ( ISBN  2100070355 )
4. "Ionization Energies of Atoms and Atomic Ions," i CRC Handbook of Chemistry and Physics, 91st Edition (Internet Version 2011), WM Haynes, red., CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton, FL., P. 10-203
5. Oppføring "Nitrogen" i den kjemiske databasen GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbeidsmiljø og sikkerhet) ( tysk , engelsk ), åpnet 22. august 2018 (JavaScript kreves)
6. Paul Depovere, elementets periodiske system . Universets fundamentale under , De Boeck Supérieur ,2002, s.  99.
7. DULONG (Pierre - Louis) Frankrike. Encyclopedic Dictionary, s.770
8. (in) Dulong, Pierre-Louis Encyclopedia.com (Scribner, 2008)
9. Greenwood N. & Earnwhaw A. (2003). Elementets kjemi, 2. utg. Elsevier, s.  443 .
10. http://www.technofluid.be
11. Alain Foret, Plongée Plaisir 4 8. utgave , Challes-les-Eaux, Gap,2015, 409  s. ( ISBN  978-2-7417-0536-9 ) , s.  110
12. "  Dekret av 28. august 2000 om tekniske og sikkerhetsmessige regler i institusjoner som organiserer utøvelse og undervisning av sports- og fritidsaktiviteter i dykking med andre blandinger enn luft  " , på legifrance.gouv.fr ,28. august 2000

Se også

Bibliografi

• Reich PB & al. (2006) Nitrogenbegrensning begrenser bærekraften til økosystemrespons på CO 2 . Natur 440, 922–925. (i)
• Stevenson FJ (1982) Uorganiske former for nitrogen i jord ( Link til redaktør ) (en)

Relaterte artikler

• Nitrogen syklus

Eksterne linker

• (no) “  Tekniske data for nitrogen  ” (åpnet 23. april 2016 ) , med de kjente dataene for hver isotop på undersider
• ( fr ) Portal til en internasjonal arbeidsgruppe for nitrogenforurensning ( FN ), innrammet av det globale handlingsprogrammet for beskyttelse av det marine miljøet fra landbaserte aktiviteter (FN / PNUED )