Azoto

Existem muitas azidas metálicas. Várias rotas sintéticas são possíveis:

A reação entre o metal e o nitrogênio quando quente

A reação entre metal e amônia em alta temperatura

A decomposição das amidas

Reações de transferência

Operação e usos

Dinitrogênio

Hoje, o nitrogênio gasoso ou dinitrogênico é geralmente obtido pela liquefação do ar , do qual é o principal constituinte, com uma concentração de 78,06% em volume e 75,5% em massa. A produção mundial gira em torno de 150 milhões de toneladas por ano.

Em particular, o próprio gás dinitrogênio tem as seguintes aplicações:

• Embalagem de alimentos ( MAP ): A inertização de alimentos embalados aumenta sua vida útil ao substituir o ar ambiente (contendo oxigênio) por nitrogênio (pureza de 95 a 99,5%) * gás "neutro" usado para proteger (graças à constituição de um confinado atmosfera inerte ) produtos, objetos ou recipientes (por exemplo, cisternas) na indústria, museus ou outros locais: proteção contra a corrosão, insetos, fungos ...
• Em biologia, o nitrogênio líquido é usado como meio para congelar células e para moer manualmente os tecidos durante a extração de DNA ou proteínas.
• Gás usado como um pesticida suave para eliminar os carunchos ou certos organismos (ex: minhocas ) por asfixia que colonizaram objetos antigos frágeis (molduras, esculturas e objetos de madeira, incunábulos, pergaminhos, gravuras, etc.);
• Pneu a gás de inflação . Embora o ar já contenha 78% de nitrogênio ( dinitrogênio para ser mais preciso), alguns profissionais da aviação ou da Fórmula 1 (por exemplo), aumentam essa proporção e enchem os pneus com nitrogênio quase puro. Este gás com a propriedade de ser inerte e estável mantém uma pressão mais constante mesmo em caso de aquecimento intenso do pneu . Também existe uma controvérsia sobre a introdução deste método para veículos particulares . Na verdade, eles estão sujeitos a muito menos tensões, o que torna a diferença com o ar menos perceptível. Por outro lado, a inflação torna-se exigível e muitas vezes é criticada por ter um preço injustificado (a inflação com ar é muitas vezes gratuita e considerada satisfatória). Aqueles que o usam devem, em princípio, ter que ajustar a inflação mais raramente, mas eles devem verificar as pressões regularmente.
• Gás útil para inflar acumuladores hidráulicos devido à sua passividade em relação aos óleos.
• Construção mecânica: Muitas máquinas de corte modernas trabalham com um feixe de laser, que requer nitrogênio como gás propulsor ou gás inerte.
• Agente de combate a incêndios: misturado com 50% de árgon e por vezes com dióxido de carbono , está presente em certas instalações automáticas de extinção de gases que protegem salas de informática ou armazéns particulares que não devem ser danificados pelo fogo, pó ou água. Preservado em cilindros de metal sob uma pressão de cerca de 200 bar, é lançado em uma sala onde foi detectado o início de um incêndio . O volume de nitrogênio injetado substitui parte da atmosfera da sala e provoca uma queda no nível de oxigênio do ar. O nível geralmente retido de 15% do oxidante interrompe o fenômeno da combustão sem efeito letal na respiração humana.
• Metalurgia: O nitrogênio é regularmente injetado em fornos para a produção de metais altamente oxidáveis ​​(por exemplo, alumínio e suas ligas) para evitar que reaja com o oxigênio do ar. Ele também é usado para prevenir a corrosão durante a soldagem (por exemplo, soldagem de cobre).
• Nitrogênio líquido: refrigerante.

O nitrogênio, ao contrário dos gases inibidores químicos halogenados e dos CFCs, não tem, a priori, nenhum efeito prejudicial ao meio ambiente (nenhum impacto no efeito estufa ou na camada de ozônio ). Mas requer tanques volumosos, tubulações adequadas e medidas construtivas para lidar com a expansão repentina de um equivalente a 40 a 50% do volume protegido.

Perigo do gás dinitrogênio: o uso do dinitrogênio para criar atmosferas inertes confinadas está na origem de várias mortes por asfixia, quando uma pessoa entra sem perceber em um recinto inerte; é necessário verificar a presença de uma proporção suficiente de oxigênio em tais espaços confinados antes de entrar neles, ou ser equipado com um aparelho de respiração autônomo.

No mergulho, o nitrogênio contido no ar respirado sob pressão está na origem do fenômeno da narcose. É perceptível a partir de um PpN2 = 3,2 bares (ou seja, 30 metros para mergulho no ar ao nível do mar) para as pessoas mais sensíveis e mais comumente na zona de 40 a 60 metros. Torna-se "tóxico" para o corpo a partir de um PpN2 = 5,6 bar (ou seja, 60m para mergulho no ar ao nível do mar). Esta é a razão pela qual o mergulho é limitado a 60 metros na França.

O nitrogênio também é o único elemento que determina a duração e a profundidade das paradas descompressivas em um mergulho com ar.

Uso de compostos de nitrogênio

Paradoxalmente, e apesar do nome, o elemento químico "nitrogênio" é (junto com o carbono , o oxigênio e o hidrogênio ) um dos principais componentes dos seres vivos e dos ecossistemas, bem como dos agrossistemas . Faz parte da composição das proteínas (cerca de 15%). O nitrogênio está presente em um grande número de produtos químicos, incluindo certos pesticidas chamados de “ureia substituída” .

O nitrogênio foi e ainda é explorado como fertilizante natural na ureia animal (ou humana) e no guano ( excremento seco de ave ou morcego ), principalmente no Chile , Peru , Índia , Bolívia , Espanha , Itália e Rússia . O nitrato (nitrato mineral natural) já foi colhido para produzir pólvora .

Hoje, seus compostos são produzidos principalmente industrialmente por síntese química para muitos usos, incluindo:

• fertilizantes agrícolas ( fertilizantes ); Os sais de amônio são absorvidos pelas plantas, que são então forçadas a absorver mais água (equilíbrio osmótico). Esses sais, portanto, forçam a planta a crescer. Se outros minerais estiverem presentes em quantidade suficiente (fósforo, potássio em particular), esse nitrogênio estimula o crescimento das plantas cultivadas. Nitrogênio por esta razão usado como nitrato de amônio , NH 4 NO 3 , de sulfato de amônio , (NH 4 ) 2 SO 4 , de fosfato monoamônio , NH 4 H 2 PO 4 , ou ureia, CO (NH 2 ) 2 . É hoje o principal uso de nitrogênio no mundo, sendo também responsável pela poluição generalizada ( eutrofização , distrofização ) do meio ambiente (lençóis freáticos, estuários, certas costas, com o surgimento de grandes zonas mortas nos oceanos considerados de grande preocupação por a ONU ).
• produtos farmacêuticos :
  • certos compostos orgânicos nitro, como nitroglicerina , são usados ​​para tratar certas condições cardiovasculares;
  • o óxido nitroso (gás hilariante) é usado como anestésico  ;
• o amoníaco NH 3 , utilizado como matéria-prima para a produção de polímeros , explosivos, fertilizantes ou como refrigerante em determinadas instalações industriais;
• combustíveis ( hidrazina e outros derivados como combustíveis para foguetes);
• explosivos (produtos químicos orgânicos que possuem vários grupos -ONO 2ou -NO 2 : dinamite );
• propulsores para latas de aerossol (N 2 O) ou aerógrafos;
• conservante ( nitrito de sódio , NaNO 2, sob o número E E250);
• azida de sódio , usada para insuflar instantaneamente os airbags (em um automóvel, por exemplo) em caso de impacto.

Balanço de nitrogênio

A principal fonte de nitrogênio da dieta é encontrada nos aminoácidos . Na verdade, os únicos organismos capazes de usar o nitrogênio atmosférico são as bactérias. O balanço de nitrogênio é a única forma conhecida de medir o nitrogênio de forma não invasiva . Em geologia, por exemplo, seixos são irradiados para quantificar o conteúdo atômico de certos elementos como o nitrogênio. Isso não é reproduzível em humanos por razões éticas.

O balanço de nitrogênio é deduzido com base nas entradas e perdas de nitrogênio.

Na prática, o balanço de nitrogênio é estimado de acordo com a excreção urinária de uréia de acordo com duas fórmulas:

• a fórmula de Lee e Hartley
• a fórmula MacKenzie

Notas e referências

Notas

1. As proporções precisas dos diferentes gases na atmosfera são aqueles de ar seco, porque a proporção de vapor de água é significativa mas muito variável.

Referências

1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  p. , Capa dura ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
2. (in) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia e Santiago Barragan Alvarez , "  Rádios covalentes revisitados  " , Dalton Transactions ,2008, p.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j )
3. Paul Arnaud, Brigitte Jamart, Jacques Bodiguel, Nicolas Brosse, Química Orgânica 1 st ciclo / Licença, PCEM, Farmácia, Cursos, MCQ e aplicações , Dunod,8 de julho de 2004, 710  p. , Capa mole ( ISBN  2100070355 )
4. "Ionization Energies of Atoms and Atomic Ions", em CRC Handbook of Chemistry and Physics, 91st Edition (Internet Version 2011), WM Haynes, ed., CRC Press / Taylor e Francis, Boca Raton, FL., P. 10-203
5. Entry "Nitrogênio" no banco de dados química GESTIS da IFA (organismo alemão responsável pela segurança e saúde ocupacional) ( alemão , Inglês ), acessado 22 de agosto de 2018 (JavaScript obrigatório)
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11. Alain Foret, Plongée Plaisir 4 8ª Edição , Challes-les-Eaux, Gap,2015, 409  p. ( ISBN  978-2-7417-0536-9 ) , p.  110
12. "  Decreto de 28 de agosto de 2000 relativo às normas técnicas e de segurança nos estabelecimentos que organizam a prática e o ensino de atividades desportivas e de lazer em mergulho com outras misturas que não o ar  " , on legifrance.gouv.fr ,28 de agosto de 2000

Veja também

Bibliografia

• Reich PB & al. (2006) A limitação de nitrogênio restringe a sustentabilidade da resposta do ecossistema ao CO 2 . Nature 440, 922–925. (dentro)
• Stevenson FJ (1982) Formas inorgânicas de nitrogênio no solo ( Link para o editor ) (en)

Artigos relacionados

• Ciclo do nitrogênio

links externos

• (pt) “  Dados técnicos para nitrogênio  ” (acessado em 23 de abril de 2016 ) , com os dados conhecidos para cada isótopo em subpáginas
• ( fr ) Portal de um grupo de trabalho internacional sobre poluição por nitrogênio ( ONU ), enquadrado pelo Programa de Ação Global para a Proteção do Meio Ambiente Marinho de Atividades Terrestres (UN / PNUED )