azot

5/17/2018 Azot - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/azot557200a449795991699fcc18 1/5

Azot - principalii compusi

AZOTUL

SI PRINCIPALII LUI COMPUSI

Azotul este constituentul principal al aerului , in care se gaseste in proportie de 76% de masa sau 78% de volum . Afost descoperit in anul 1674 de catre Jean Mayow care nu i-a putut stabili individualitatea chimica . Lavoisier ajunge laconcluzia ca aerul contine pe langa oxigen un nou element pe care l-a numit AZOT – fara viata.

In natura azotul este format din N14 si N15 in raport atomic de 272:1. El se intalneste si sub forma de combinatii cumar fi azotatul de potasiu si azotatul de sodiu . Deoarece face parte din compozitia proteinelor , azotul este un componentindispensabil organismelor.

Azotul pur se obtine din aer sau din substante care il contin si care se pot descompune usor , de exemplu azotitul deamoniu :

NH4NO2= N2 + 2 H2O

In laborator se foloseste un amestec de solutii de azotit de sodiu si clorura de amoniu , din a caror reactie rezulta partialazotit de amoniu, care mai departe se descompune in azot.

NaNO2 + NH4Cl = NH4NO2 + NaCl

Industrial, azotul se obtine odata cu oxigenul prin lichefierea si distilarea fractionata a aerului lichid . Aceasta serealizeaza prin cateva detente si condensari succesive , in decursul carora se produce o scadere de temperatura

suficienta pentru separarea componentelor aerului .

Conform procedeului G. Claude , aerul uscat si decarbonat ( prin trecere peste NaOH ) , comprimat si racit la -170°Cintr-un schimbator de caldura , este supus unei detente de la 50atm la 5 atm . La baza coloanei se aduna aer lichefiatbogat in oxigen , care este constituentul mai putin volatil ; azotul sub forma gazoasa , se ridica in coloana , strabaterefrigerentele si sub forma lichida , se colecteaza in rezervorul central de la baza coloanei la -183°C , sub 5 atm . De aici, azotul este recirculat spre varful coloanei unde se produce din nou o detenta , de la 5 atm la 1 atm . Fractiuneagazoasa , formata din azot practic pur , paraseste coloana printr-o conducta din varf . Lichidul ramas curge prin talere ,se imbogateste din ce in ce in oxigen , intalnit in contracurent , se aduna sub forma de oxigen lichid aproape pur( 98% ) . Azotul ramas dupa indepartarea oxigenului mai contine si gaze rare existente in atmosfera si chiar urme de

- 1 -

oxigen . Azotul se pastreaza si se transporta comprimat la 150 atm in tuburi de otel . In stare pura , azotul se obtineprin descompunere termica a azidei de sodiu sau de bariu:

2 NaN3 = 2 Na + 3 N2

Azotul este un gaz incolor , fara miros , mai usor decat aerul . In apa se dizolva mai putin decat oxigenul . Azotul nuintretine arderea si deci nici viata ; din aceasta cauza poarta numele de azot , de la cuvantul grecesc azotos = fara viata. Vechea lui denumire este nitrum , adica generator de nitru ( s ilitra ) ; de aceea i se mai spune si nitrogen , iar simbolul,iar simbolul lui a ramas N .

Molecula azotului este diatomica , atomii de azot fiind legati intre ei printr-o legatura tripla :N=N: . Distanta dintrenuclee este 0,109 nm . Disocierea moleculei , chiar la temperaturi inalte , se face foarte greu : energia de disociere amoleculei de azot in atomi este de 944,7 kJ mol -1 .

Taria legaturii in molecula N2 este cauza inertiei chimice a azotului .



Daca se trece azotul sub presiune redusa printr-un arc electric , la o tensiune mare , se formeaza azot activ , alcatuit dinatomi de azot in stare fundamentala , care trec apoi in molecule „pre-asociate” si in final , in molecule stabile .Recombinarea atomilor in molecule este insotita de o luminescenta galbena-verzuie .

Reactivitatea azotului este foarte mica in conditii normale din cauza stabilitatii moleculei , dar poate fi marita prinridicarea temperaturii .

Cu hidrogenul , azotul se combina in anumite conditii ( la 500°C , sub presiune si in prezenta catalizatorilor ) pentru aforma amoniac :

N2 + 3 H2↔ 2 NH3

La temperaturi mai inalte echilibrul reactiei este deplasat spre stanga .

Azotul se combina si cu oxigenul la temperatura arcului electric formand oxid de azot :

N2 + O2 ↔ 2NO

In atmosfera , descarcarile electrice produc energia necesara formarii monoxidului de azot din componentele aerului .

Anual se transforma in monoxid de azot circa 40 milioane tone de azot .

Prin combinarea azotului cu unele metale rezulta nitruri sau azoturi metalice . Cu litiul , azotul reactioneaza latemperatura camerei formand azotura de litiu :

N2 + 6 Li = 2 Li3N

Cu celelalte metale reactioneaza numai la incalzire.

- 2 -

COMBINATIILE AZOTULUI

Atomul de azot avand pe stratul electronic exterior cinci electroni , in combinatiile cu hidrogenul si cu metalele el isicompleteaza octetul electronic , adica este tricovalent . In combinatiile cu oxigenul participa complet sau partial cuelectronii stratului exterior – electronii de valenta . Diferitele stari de oxidare pe care le poate manifesta azotul incombinatiile sale sunt urmatoarele :

Stare deoxidare

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

Exemplede

combinatii

N2O5 NO2 N2O3 NO(N2O4)

N2O N2 NH2OH H2N-NH2 NH3

Azotul formeaza diferite combinatii cu hidrogenul : amoniacul – NH3- , acidul azothidric – HN3- , ale carui saruri se

numesc azide si hidrazina – N2H4 . Dintre acestea cea mai importanta combinatie este amoniacul .

AMONIACUL

Amoniacul se formeaza prin descompunerea multor substante organice care contin azot .

In laborator , amoniacul se prepara dintr-o sare de amoniu , prin tratare cu baze tari, de exemplu prin reactia intreclorura de amoniu si hidroxidul de calciu:

2 NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2 H2O + 2 NH3

Prepararea se poate face intr-un balon de sticla , atunci cand se urmareste obtinerea unor cantitati mai mari de amoniacin stare gazoasa . Pentru colectarea amoniacului se foloseste un vas uscat tinut cu gura in jos , amoniacul fiind mai usor

decat aerul . Cum amoniacul se foloseste de obicei sub forma de solutie , gazul preparat este trecut prin mai multe vasecu apa distilata , in care se dizolva si formeaza solutia de amoniac .



In industrie , amoniacul se obtine prin sinteza sau din apele amoniacale de

- 3 -

la cocserii . Reactia de formare a amoniacului prin sinteza este reversibila :

N2 + 3 H2 ↔ 2 NH3

Cum reactia este exoterma ( ΔH = - 46 kJ· mol-1 ) ,si are loc cu reducere de volum ( din 1 vol. N2 si 3 vol. H2 rezulta 2vol. NH3 ) , conform principiului lui Le Chatelier , temperaturile joase si presiunile inalte deplaseaza echilibrul spreformarea amoniacului . Totusi, temperaturile joase reduc viteza de reactie a formarii amoniacului . De aceea se lucreazala temperatura medie de circa 500°C si la presiuni de 200-1000atm ; de asemenea se foloseste un catalizator de fier cuadaosuri de promotori ( oxid de aluminiu ) .

Azotul necesar fabricarii amoniacului se obtine din aer prin indepartarea oxigenului ( prin distilare fractionata a aeruluilichid ) . Hidrogenul se obtine fie pe cale electrolitica ( electroliza apei sau a unei solutii apoase de clorura de sodiu ) , fieprin oxidare cu oxigen sau cu vapori de apa a unor combustibili ( carbuni , fractiuni petroliere , gaze naturale , gaze derafinarie ) .

Fabricarea amoniacului de sinteza cuprinde ca faze principale: producerea gazului de sinteza si sinteza propriu-zisa aamoniacului .

O alta metoda pentru obtinerea amoniacului este extragerea lui din apele amoniacale ramase de la fabricarea cocsului( prin distilarea huilei ) . El provine din azotul existent in carbunele de pamant , din care , in timpul cocsificarii , este pusin libertate fie ca azot , fie ca amoniac . Prin spalarea gazelor de cocserie cu apa, amoniacul trece in solutie formandapele amoniacale. Prin incalzirea acestor ape se degaja amoniacul rezultat prin hidroliza sarurilor de amoniu .

Amoniacul lichefiat sub presiune se transporta in cisterne-vagoane sau in tuburi de otel ; solutia se pastreaza indamigene de sticla sau in rezervoare de otel .

Amoniacul este un gaz fara culoare , cu gust arzator si cu miros caracteristic . Este de 1,7 ori mai usor decat aerul . Latemperatura obisnuita (20°C ) , supus unei presiuni de numai 8,5 atm se lichefiaza si trece intr-un lichid incolor, cupunct de fierbere –33,4°C si cu punct de solidificare de –77,8°.

Trecerea amoniacului lichid in stare de vapori necesita multa caldura . Caldura latenta de vaporizare este de 1,37 kJ mol-1 . De aceea , vaporizarea amoniacului este insotita de o puternica scadere de temperatura , proprietate importantapentru intrebuintarea amoniacului in industria frigorifica .

Caldura mare de vaporizare a amoniacului se datoreaza faptului ca amoniacul in stare lichida , ca si apa , se gaseste informa asociata (NH3)n , pe cand in stare de vapori este monomolecular . Trecerea amoniacului din forma de moleculeasociate in forma monomoleculara , in timpul vaporizarii , necesita un consum mare de caldura .

Amoniacul lichid se aseamana in comportare cu apa; este asociat din cauza naturii polare a moleculelor si a legaturilorde hidrogen . Ca si apa , manifesta

- 4 -

un echilibru de autoionizare:

2 NH3↔ NH4+

+ NH‾2

Amoniacul este foarte solubil in apa . La temperaturi scazute se formeaza doi hidrati : NH3· H2O si 2NH3 · H2O , in caremoleculele de NH3 si H2O sunt unite prin legaturi de hidrogen.



POLUAREA CU NITRAŢI

1. POLUAREA CU NITRAŢI

Unul dintre nutrientii cu rol esential în functionarea mediului acvatic este azotul. Azotul poate exista sub forma gazoasa (N2 atmosferic, NO2-), dizolvat (NO2-, NO3-, NH4+) sau subforma "solida" în materia organica.

Poluarea cu nitrati provine mai ales din agricultura. Azotul e element esential pentru viata si înape sufera foarte multe procese chimice si biochimice. Apare mai ales ca azotat, azotit, amoniu,azot gazos si 434y241e cel fixat în compusii organici, grupe între care exista continuetransformari/tranzitari, formandu-se "ciclul azotului". Excesul duce la eutrofizare, contaminareaacviferelor, posibila afectare a sanatatii umane: methemoglobinemie la copii, cancer gastric.

Sursele de azotati in ape sunt naturale si antropice. Sursele naturale sunt :

· Din precipitatii: Oxizi de azot din atmosfera, produsi de fulgere si de ardereacombustibililor fosili; Aportul prin spalarea din roci si cenusa de vegetatie arsa ajunsa in ape;

· Din nitrificarea amoniului (prin microorganismele nitrosomonas si notrosococcus) si anitritilor (prin nitrobacter);

· Din izvoare în urma dizolvarii lor la adancime în roci (nitratul având solubilitate crescutaîn ape);

· Din eroziunea solurilor ce contin azotat. Aceste surse "naturale" sunt adesea indirect totantropice. Surse antropice "directe" sunt cele punctiforme (deversari de ape uzate continândazotati) si difuze, în principal azotatii proveniti din agricultura, din îngrasamintele chimice sidin îngrasamintele naturale - gunoi de grajd - aplicate pe câmpuri, sau de la latrine.

Dejectiile contin de fapt uree si amoniu, care se transforma în azotat de catre microorganisme prin nitrificare. Pentru zootehnie putem calcula echivalenta aproximativa de productie dedejectii 1,5 vite adulte = 7 porci = 100 gaini ouatoare.

Apare frecvent exces pe camp de azotat pe care plantele nu-l pot absorbi, fie pentru ca peansamblu cantitatea e prea mare, fie pentru ca a fost aplicata la momentul gresit, în afara

perioadei de vegetatie. Acest fapt se întampla frecvent prin împrastiatul toamna sau iarna agunoiului de grajd pe camp. (Multe tari interzic gunoirea în perioada 15 octombrie - 15februarie). Astfel excesul de nitrati ajunge în sol si în ape, pe care le polueaza.

Îndepartarea nitratilor din apa potabila este scumpa si complicata. S-au experimentat tehnicichimice (schimbatori de ioni) si biochimice sau se recurge la amestecarea apelor contaminate cualtele cu concentratie mai redusa de azotati. Dar e mult mai usor si ieftin sa previi. În plus,

pentru surse individuale (fântani) preventia e singura sansa, altfel trebuie abandonate. Exista posibilitatea tehnica de a masura de rutina azotul din sol înainte de însamântare în timpul sidupa recolta, ceea ce permite aplicarea dozei exacte necesare, fara exces. Trebuiesc analize

periodice, nu ajunge ca ai studiat o data acel sol si "stii ce tip este".



În apa subterana, NO3 este modificat, transformat de microorganisme, reactioneaza cufier, sulfati sau bicarbonati etc. Astfel solul este un "filtru" bun dar daca i se depasestecapacitatea, concentratia de azotat va creste brusc. În apele de suprafata sau subterane sau nu vacreste azotatul ci sulfatul pe care îl dezlocuieste din combinatii azotatul! In plus nitratii pe careîi tot deversam actualmente în sol vor ajunge în unele acvifere peste doar ani sau decenii, cand

ne putem trezi brusc cu o prabusire a calitatii multor ape.6.

Azotatii au asupra organismului animal efect de toxicitate prin multe mecanisme, direct sau prinalti compusi pe care îi formeaza (azotiti, nitrozamine etc.)

INTOXICATIA CU AMONIAC, BOLI PROFESIONALE

Intoxicatia cu amoniac, simptome, boli profesionale

Amoniacul este un gaz fara culoare, cu miros întepator.

Riscul de intoxicare poate aparea în industria frigotehnica, la prepararea acidului azotic, acarbonului de sodiu, a nitrocelulozei, a unor coloranti, la fabricarea unor îngrasaminte chimice, amaselor plastice, chiturilor, a matasii artificiale, în rafinariile de petrol, la fabricarea oglinzilor,degresajul lanii, în tabacarii, la îngrijitorii de animale.

Amoniacul are o actiune puternic iritanta în primul rand asupra ochilor, a cailor respiratorii. Producetuse, iar în concentratii mari poate afecta grav plamanii. Decesul poate surveni în cateva minute.Gazul irita de asemenea pielea.

Diagnostic intoxicatia cu amoniac: Un test de amoniac este modul cel mai sigur de a diagnostica

otravirea cu amoniac.

In cazul intoxicatiilor acute bolnavul va fi scos imediat la aer curat si va fi chemat medicul.

Tratament intoxicatia cu amoniac: Scoatem victima din mediul toxic. Antidotul este acidul acetic5% sau acizii organici din sucurile de fructe, oxigen prin sonda, tratamentul edemului pulmonar,tratament cu antibiotice.

Masuri de prevenire

In zonele de munca cu degajari de amoniac vor fi utilizate instalatiile de ventilatie generala si locala.Nu vor fi angajati la aceste munci persoanele suferinde de boli de ochi si ale aparatului respirator.

azot

Documents