Використання азоту в промисловості доволі різноманітне та охоплює безліч галузей виробництва. Його унікальні хімічні властивості роблять його невід'ємною частиною сучасної промисловості.
Азот - один з найпоширеніших елементів у природі, який грає важливу роль у біохімічних процесах. Цей хімічний елемент має унікальні властивості, які впливають на його поведінку і взаємодію з іншими речовинами. Важливо вивчати ці аспекти, щоб зрозуміти, як азот впливає на живі організми і навколишнє середовище. Однією з ключових особливостей азоту є його стабільність і інертність. Це означає, що азот не реагує з більшістю інших елементів і сполук за нормальних умов. Ця властивість робить його незамінним компонентом у складі повітря, де він становить близько 78% його об'єму. Проте, незважаючи на свою інертність, азот може утворювати різні сполуки за певних умов і взаємодіяти з іншими хімічними елементами. Азот також є суттєвим компонентом живих організмів. Він є невід'ємною частиною амінокислот,який є основними будівельними блоками білків. Білки життєво важливі для росту та розвитку, підтримання здоров'я клітин та тканин. Завдяки амінокислотам, азот бере участь у багатьох біохімічних реакціях та метаболічних процесах організму.Проте корисні властивості азоту не обмежуються лише його роллю в молекулах білків. Азот також використовується в сільському господарстві як добриво для рослин. Завдяки здатності азоту утворювати сполуки з іншими елементами, його можна перетворити в розчинну форму, яку корені рослин можуть легко засвоювати. Таким чином, азот відіграє важливу роль у підвищенні врожайності та якості сільськогосподарських культур.Історична довідка про азотДаніель Резертфорд, шотландський фізик і хімік, першим провів експерименти, пов'язані з азотом. У 1772 році він відкрив, що повітря складається не тільки з кисню, але й з іншого газу, якийне підтримує горіння і не дає життя організмам.У 1777 році Карл Вільгельм Шеле, шведський хімік і фармацевт, надав назву цьому газу "азот" (від грецького слова нітрон, що означає "неактивність").Азот залишався відносно мало вивченим елементом до XIX століття, коли його властивості та роль у природі почали розуміти більш повно. У 1774 році англійський хімік Джозеф Прістлі провів ряд експериментів з азотом і відкрив, що він має інертність, тобто не реагує з іншими елементами при звичайних умовах.З часом було виявлено, що азот є необхідним компонентом органічних і неорганічних речовин, а також одним з основних елементів у процесі життєдіяльності рослин і тварин. Азот знаходить широке застосування в промисловості, сільському господарстві, медицині та інших галузях науки і технології.Атомні властивості азотуАтом азоту має електронну оболонку, що складається з двох енергетичних рівнів: K та L. На першому енергетичному рівні (K) знаходяться 2 електрони, а на другому (L) – 5 електронів.Квантове число основного стану атома азоту дорівнює 2. Воно характеризує суму електронних протонів в атомі і дорівнює числу електронів в атомі азоту.Через свої атомні властивості азот має ефективний опір окисленню, що робить його важливим елементом для нітрогенової фіксації у рослинах та мікроорганізмах.Атомна властивістьЗначенняАтомний радіус (нм)0,071Ковалентний радіус (нм)0,071Іонний радіус (нм)0,175Електронегативність3,04Число валентних електронів5Окислення-3, +3, +4, +5Атомні властивості азоту є важливими для розуміння його ролі в хімічних реакціях та його взаємодії з іншими елементами і сполуками.Фізичні властивості азотуАзот є безбарвним, без запаху і без смаку газом. Його молекула складається з двох атомів азоту, пов'язаних за допомогою потрійного ковалентного зв'язку. Завдяки цьому потрійному зв'язку молекули азоту дуже стабільні і мають низьку реактивність.Проте азот приносить величезну користь нашій планеті. Він є необхідним елементом для всіх живих організмів, оскільки є складовою частиною білків і ДНК. Також азот використовується в промисловості при виробництві добрив, полімерів, вибухових речовин та інших хімічних речовин.Азот має дуже низьку температуру кипіння (-195,8 °C) і температуру плавлення (-210 °C). Він рідкий тільки при дуже низьких температурах і високому тиску. У таких умовах азот стає прозоримий і має відмінні властивості охолодження і зберігання.Більше того, азот є інертним газом, тобто він не підтримує горіння і життєво важливий для забезпечення безпечних умов у багатьох процесах і промислових операціях.Хімічні властивості азотуПроте, азот має деякі дуже важливі і унікальні хімічні властивості:Інертність:Азот є дуже інертним газом і не реагує з більшістю інших елементів при кімнатній температурі і тиску.Гідрофобність:Азот не змішується з водою і утворює своєрідну захисну плівку на поверхні, запобігаючи подальшій реакції з водою.Азотні сполуки:Азот утворює безліч сполук, таких як аміак (NH3), оксид азоту (NO), аміачна селітра (NH4NO3) та інші. Ці сполуки відіграють важливу роль в аграрній, хімічній та фармацевтичній.промисловості.Окислення:Азот може бути окислений до різних окислювальних ступенів в різних оксидах азоту. Наприклад, азот може утворювати сполуки з орбітальною структурою N2O, NO, NO2 і N2O5.Хімічні властивості азоту дуже важливі для його застосування в різних областях науки і техніки. Вивчення цих властивостей дозволяє нам краще зрозуміти його реакційні можливості і використовувати його в промислових процесах.Роль азоту в біологічних системах1. Складова білків і нуклеїнові кислоти:Азот є невід'ємною частиною амінокислот, основних будівельних блоків білків. Білки виконують безліч функцій в організмі, таких як транспортування кисню, участь в утворенні тканин і органів, регуляція обміну речовин. Нуклеїнові кислоти, такі як ДНК і РНК, також містять азот і є носіями і передавачами генетичної інформації.2. Участь у синтезі амінокислот:Азот відіграє важливу роль у процесі синтезу амінокислот, амінокислоти ж, у свою чергу, є основними будівельними блоками білків. Амінокислоти утворюються в організмах тварин і людини з різних джерел азоту, таких як аміак та нітрати, і використовуються для оновлення білкових структур в організмі.3. Участь у процесі фіксації азоту:Більша частина азотного газу в атмосфері недоступна для використання живими організмами. Однак деякі види бактерій мають здатність перетворювати азотний газ на форми, доступні для використання іншими організмами. Цей процес називається фіксацією азоту і відіграє важливу роль у циклі азоту в природі, забезпечуючи складову основу для біологічного синтезу амінокислот і інших органічних сполук.4. Участь у формуванні групувань:Азот також бере участь у формуванні ...різних груп в молекулі, які визначають її властивості та реактивність. Наприклад, азот може утворювати аміногрупи, які можуть взаємодіяти з іншими молекулами та брати участь у різних біологічних процесах, таких як обмін речовин, сигнальні шляхи та багато інших.Таким чином, азот відіграє важливу та багатофункціональну роль у біологічних системах, будучи невід'ємною складовою частиною білків та нуклеїнових кислот, беручи участь у фіксації азоту та синтезі амінокислот, а також у формуванні груп, які визначають реактивність молекули. Без азоту життя, як ми його знаємо, не було б можливим.Застосування азоту в промисловостіАзот широко використовується в промисловості як інертний газ. Його низька реакційна активність робить його ідеальним для створення інертного середовища в різних процесах виробництва та зберігання.Азот використовується у виробництві аміаку, який є основним компонентом добрив. Амміак широко застосовується в сільському господарстві для підвищення родючості ґрунту.
Азот також використовується в процесі виробництва багатьох хімічних сполук, таких як нітрогліцерин, нітроцелюлоза і багато інших вибухових речовин.
Азот відіграє важливу роль у процесі глибокого заморожування. Завдяки своїй низькій температурі, азот використовується в промисловості для заморожування харчових продуктів, зберігаючи їх свіжість і тривалість зберігання.
Азот використовується в процесі варіння пива та виробництва вуглекислого напою. При додаванні азоту в напої створюється піна і ніжні бульбашки, надаючи особливий смак і текстуру.
Азот також широко використовується в промисловості для виготовлення сталі, пластику, гуми, скла та інших матеріалів.