O nitrogênio é um elemento químico de número atômico 7. Possui massa igual a 14,007. Está localizado no segundo periódico da tabela periódica e no grupo 15. Ele é classificado como um ametal.
O átomo de nitrogênio possui 5 elétrons na camada de valência e forma moléculas diatômicas, ou seja, encontramos ele na natureza na forma de N2.
Quando pensamos em nitrogênio, podemos fazer algumas relações de imediato. Como por exemplo o ar atmosférico, que possui cerca de 78% de gás nitrogênio (N2). Outra relação é com a amônia (NH3), que pode ser obtida a partir de uma reação do H2 com N2, onde a síntese mais comum é pelo processo de Haber Bosch.
Origem do nitrogênio
Estudiosos trabalhavam com o nitrogênio a muito tempo. Desde a idade média ele já era usado, estava presente em alguns compostos. Porém a sua descoberta foi atribuída ao cientista Daniel Rutherford em 1772. Ele foi capaz de determinar algumas de suas características e propriedades.
Outros cientistas já trabalhavam com esse gás de nitrogênio. Como por exemplo Lavoisier, que chamava esse gás de azoto.
A origem da palavra azoto que vem do grego e possui o significado de não vivo (sem-vida). Essa denominação ocorre porque o gás nitrogênio mesmo que ele elevada concentração no ar atmosférico, ele não é utilizado para a vida, diferentemente do gás oxigênio (O2), que faz parte da nossa respiração.
Obtenção de nitrogênio
Como o ar atmosférico é rico em N2, porque não usar esse nitrogênio? E é isso mesmo que acontece. A principal forma de se obter nitrogênio é através da destilação fracionada do ar líquido.
De forma bem simples, esse processo consiste na transformação do ar atmosférico que está na forma gasosa, modificando a pressão e temperatura, para o estado líquido.
Em seguida, basta realizar uma destilação fracionada desse líquido. Com as diferentes temperaturas de ebulição, é possível separar as frações do ar. Obtendo assim o nitrogênio.
Síntese de Haber Bosch
Pensou em nitrogênio, um dos primeiros compostos que nos vem a cabeça é a amônia (NH3). Por isso nós precisamos falar sobre o processo de Haber Bosch. Essa técnica foi desenvolvida por Fritz Haber e William Carl Bosch, que foram capazes de sintetizar a amônia de forma economicamente viável, partindo do nitrogênio e hidrogênio.
Eles usaram uma pressão elevada, temperaturas altas e catalisadores. Nós estamos falando de pressões em torno de 200 e 400 atmosfera e temperaturas de 400 °C e 650 °C aproximadamente.
Apesar de serem pressões altas e temperaturas altas, como o catalisador ainda era viável para industrial. Essa descoberta para a síntese da amônia concedeu a eles até um Prêmio Nobel.
Reação:
Essa técnica é a principal para a obtenção da amônia até hoje. Essa amônia obtida foi muito utilizada para a produção de fertilizantes, o que ajudou na produção agrícola. Outra utilização foi na produção de armamentos para guerras.
Aplicação para o nitrogênio
Além de usada na síntese da amônia. O nitrogênio também pode ser usado para formar atmosferas inertes, já que esse gás é bastante inerte, podemos substituir todo o ar de algum recipiente por nitrogênio apenas.
Podemos utilizar o nitrogênio como um líquido refrigerante, já que na sua forma líquida a sua temperatura é muito baixa. Muito utilizado para se obter temperaturas baixas em algumas reações.
Mantes materiais genéticos conservados por mais tempo. Muito usado quando se precisa fazer o transporte de algo que iria ser destruído se não estivesse numa temperatura bem baixa.
Alguns compostos que possuem nitrogênio
Amônia – – Usado como fertilizante
Hidrazina – – Usado como combustíveis propelente
Amônio – – Formado a partir da protonação da amônia. Pode formar a base hidróxido de amônio
Oxido de nitroso – – Gás hilariante
NO – óxido nítrico – É produzido por vários tipos de células
Dióxido de nitrogênio – – Um dos causadores da chuva ácida
Ácido Nitroso – – Ácido moderado
Ácido Nítrico – – Ácido presente na chuva ácida
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