نائٹروجن کیا ہے؟ ماس نائٹروجن. نائٹروجن انو

کی 15th گروپ [ورجینیا] متواتر ٹیبل کے غیر دھاتی عنصر - نائٹروجن ایٹم جن میں سے 2 کی ایک انو بنانے یکجا - زمین کے ماحول کے ایک بڑے حصے کا قیام بیرنگ، بو کے بغیر اور بیسواد گیس اور جو تمام زندہ چیزوں کا حصہ ہے.

دریافت کی سرگزشت

نائٹروجن گیس زمین کے ماحول کے بارے میں 4/5 ہے. یہ ابتدائی ایئر ریسرچ میں علیحدہ کیا گیا. 1772 میں، سویڈش Himik کارل ولہیم Scheele پہلے اس طرح ایک نائٹروجن کہ مظاہرہ کرنے کے لئے. مطابق اسے، میں ایئر جاتا ہے ایک مرکب کے دو گیسوں، ایک کے جو اس نے فون "آگ ہوائی"، یعنی. اے حمایت دہن، اور دیگر - "نجس ہوا" کیونکہ وہ رہا ہونے کے بعد سب سے پہلے بسم. یہ آکسیجن اور نائٹروجن تھے. ایک ہی وقت نائٹروجن بھر سکاٹش ماہر نباتات ڈینیل ردرفورڈ، جنہوں نے سب سے پہلے اس کے نتائج شائع کیا گیا ہے، اسی طرح برطانوی کیمسٹ ہنری Cavendish اور برطانوی پادری اور سائنسدان Dzhozefom Pristli، آکسیجن کی دریافت کے Scheele پرداتا کے ساتھ اشتراک کیا ہے کی طرف سے الگ تھلگ کر دیا گیا ہے. مزید مطالعہ، جو کہ نئے گیس نائٹریٹ یا پوٹاشیم نائٹریٹ کا حصہ (KNO _{3) ہے،} اور، اس کے مطابق، وہ ایک نائٹروجن کے نام سے منسوب کیا گیا تھا ( "پیدائش saltpeter دے") فرانسیسی کیمسٹ Chaptal 1790 میں نائٹروجن پہلی Lavoisier کے کیمیائی عناصر سے منسوب کیا گیا تھا کی طرف سے دکھایا گیا ہے جن کی وضاحت کی مہم کردار کی آکسیجن میں دہن غلط ثابت phlogiston نظریہ - مقبول میں XVIII صدی. غلط فہمی دہن. اس کیمیائی عنصر کی اسمرتتا کی زندگی (یونانی ζωή) کی حمایت کرنے کہ Lavoisier نائٹروجن گیس نامی وجہ تھی.

خروج اور پھیلاؤ

نائٹروجن کیا ہے؟ کیمیائی عناصر کی کثرت کے مطابق، وہ چھٹے نمبر پر تھا. 75،51 فیصد تک زمین کے ماحول وزن اور 78،09 فیصد تک حجم کی طرف عنصر پر مشتمل ہے اور یہ صنعت کے لئے ایک اہم ذریعہ ہے. ماحول بھی امونیا اور امونیم نمک کی ایک چھوٹی سی رقم، اسی طرح نائٹروجن آکسائڈ اور پر مشتمل نائٹرک ایسڈ، طوفان کے دوران اور اندرونی دہن کے انجن میں تشکیل دی. مفت نائٹروجن بہت سے meteorites، جوالامھی اور کان میں گیس اور کچھ معدنی چشمے، سورج، ستاروں اور nebulae میں پایا جاتا ہے.

نائٹروجن بھی پوٹاشیم اور سوڈیم نائٹریٹ کے معدنی ذخائر میں پایا جاتا ہے، لیکن کافی انسانی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے. اس عنصر میں امیر ایک اور مواد میں Guano، caverns کے میں پایا جا سکتا ہے ہے، جہاں چمگادڑوں کے بہت، یا پرندوں کی طرف سے اکثر خشک مقامات پر. اس کے علاوہ، نائٹروجن امونیا اور امونیم نمک کی شکل میں بارش اور مٹی میں موجود ہے، اور امونیم آئنوں کی شکل میں سمندر کے پانی (NH ₄ ^+)، نائیٹریٹ میں (NO ₂ ^-) اور نائٹریٹ (NO ₃ ^-). اوسط پروٹین جیسے پیچیدہ نامیاتی مرکبات کے بارے میں 16٪، تمام زندہ اجسام میں موجود ہیں. قدرتی مواد میں زمین کی پرت ہے 0.3 حصوں کی طرف سے 1000. کوریج میں جگہ - سے 3 7 میں ایٹموں فی سلکان ایٹم.

XXI صدی کے آغاز میں نائٹروجن (امونیا کے طور پر) کا سب سے بڑا پیدا کرنے والے ممالک، بھارت، روس، امریکہ، ٹرینیڈاڈ و ٹوباگو، یوکرائن تھے.

تجارتی پیداوار اور استعمال

نائٹروجن کے صنعتی پیداوار مائع ہوا کے ایک جزوی آسون پر مبنی ہے. اس کھولاؤ درجہ حرارت -195،8 ° C، آکسیجن کی اس سے 13 ° C نچلے، اس طرح الگ کیا جاتا ہے جس کے برابر ہے. نائٹروجن بھی ہوا میں کاربن یا ہائڈروکاربن اور بقایا نائٹروجن کے نتیجے میں کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی الگ کرنے کے دہن کی طرف سے ایک بڑے پیمانے پر تیار کیا جا سکتا ہے. چھوٹے پیمانے میں خالص نائٹروجن azide بیریم بی اے (ن _{3) 2} گرم کی طرف سے تیار کیا جاتا _ہے. لیبارٹری ردعمل امونیم نائیٹریٹ کا ایک حل ہیٹنگ شامل کریں (NH ₄ NO _2)، ایک پانی bromine کے حل کے ساتھ یا گرم ساتھ امونیا کی آکسیکرن تانبے آکسائڈ :

• NH ₄ ^{+ +} NO ₂ ^- → N ₂ + 2H ₂ O.
• 8NH ₃ + 3Br ₂ → N ₂ + 6NH ₄ ^{+ +} 6Br ^-
• 2NH ₃ + 3CuO → N ₂ + 3H ₂ O + 3Cu.

بنیادی نائٹروجن آکسیجن اور نمی کے اخراج کی ضرورت ہوتی رد عمل کے لئے ایک inert ماحول کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے. استعمال کیا اور مائع نائٹروجن کی جاتی ہے. ہائیڈروجن، میتھین، کاربن مونوآکسائڈ، آکسیجن، فلورین، اور - صرف مادہ، جس کھولتے ہوئے جب نائٹروجن کے نقطہ ایک ٹھوس کرسٹل حالت میں نہیں ہے.

کیمیائی صنعت آکسیکرن یا دیگر spoilage کے گرمی یا کیمیکل، اسی طرح آگ یا دھماکہ کا ایک inhibitor کے دور کرنے کے لئے، ایک inert میں diluent، ایک رد عمل گیس کے طور پر، کو روکنے کے لئے استعمال کیا جاتا کیمیائی عنصر ہے. میں کھانے کی صنعت، نائٹروجن گیس ہے استعمال کرنے کو روکنے کے spoilage کے، اور مائع - کے لئے منجمد خشک کرنے والی اور کولنگ سسٹم. میں بجلی کی صنعت گیس آکسیکرن اور دیگر کیمیائی رد عمل کو روکتا ہے، کیبل میان pressurizes اور موٹریں حفاظت کرتا ہے. مقدار تسلیم کی جاتی میں، نائٹروجن آکسیکرن، carburization کی، اور decarburization کی روک تھام، ویلڈنگ اور بریزنگ میں استعمال کیا جاتا ہے. غیر فعال گیس جو غیر محفوظ ربڑ، پلاسٹک اور elastomers کی پیداوار میں استعمال کیا جاتا ہے، یہ یئروسول کین میں ایک پروپیلےنٹ طور پر کام کرتا ہے، اور بھی مائع ایندھن جیٹ طیاروں میں دباؤ پیدا کرتا ہے. طب میں، مائع نائٹروجن کے ساتھ تیز رفتار منجمد خون، بون میرو، ٹشو، بیکٹیریا اور منی کو ذخیرہ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. انہوں کرایڈجینک تحقیق میں درخواست مل گئی ہے.

کنکشنز

نائٹروجن کے سب سے زیادہ کیمیائی مرکبات کی تیاری میں استعمال کیا. ٹرپل بانڈ کے درمیان ایٹموں کی مہم عنصر ہے تاکہ مضبوط (226 کلو کیلوری فی مول کے دو بار سے زیادہ اس کے آناخت ہائیڈروجن)، جو کہ نائٹروجن انو شاید ہی داخل ہوتا ہے میں دیگر مرکبات.

اہم صنعتی طریقہ تعین کے عنصر پر انحصار کم کرنے کے لئے دوسری جنگ عظیم جرمنی کے دوران تیار امونیا کی ترکیب کے لئے Haber باش عمل ہے چلین نائٹریٹ. براہ راست اس کے عناصر سے - ایک تیکھی، پریشان گند کے ساتھ بیرنگ گیس - یہ NH ₃ کے براہ راست ترکیب بھی شامل ہے.

امونیا میں سے زیادہ تر نائٹرک ایسڈ (HNO _{3) اور} نائیٹرٹس کو تبدیل کیا جاتا ہے - نمک اور نائٹرک ایسڈ، سوڈا راھ کی esters کی (NA _{2 3 CO)،} hydrazine (N ₂ H ₄₎ - ایک پروپیلےنٹ کے طور پر استعمال بیرنگ مائع، اور بہت سے صنعتی میں عمل.

نائٹرک ایسڈ عنصر کے دوسرے بڑے کمرشل کیمیائی کمپاؤنڈ ہے. بیرنگ، انتہائی corrosive مائع کھادیں، رنگ، منشیات اور دھماکہ خیز مواد کی پیداوار میں استعمال کیا جاتا ہے. امونیم نائٹریٹ (NH ₄ NO ₃₎ - امونیا اور نائٹرک ایسڈ کا نمک - سب سے زیادہ عام نائٹروجن کھاد جزو ہے.

آکسیجن + نائٹروجن

سی شکلوں ایک سیریز کے آکسیجن، نائٹروجن آکسائڈ، آر ایچ nitrous آکسائڈ (ن ₂ اے)، میں جس یہ ہے برابر ظرف کے +1 آکسائڈ (NO) (+2) اور ڈائی آکسائڈ (NO ₂₎ (4). کئی انتہائی مستحکم نائٹروجن آکسائڈ؛ وہ ماحول میں آلودگی کے اہم ذرائع ہیں. nitrous آکسائڈ، بھی جانا جاتا ہے کے طور پر ہںس گیس، کبھی کبھی استعمال کے طور پر ایک اوربے ہوش کرنےوالی. جب سانس، یہ ہلکے ہسٹیریا کا سبب بنتا ہے. نائٹرک آکسائڈ براؤن ڈائی آکسائیڈ، میں ایک انٹرمیڈیٹ کی تشکیل کے لئے آکسیجن کے ساتھ تیزی سے ردعمل نائٹرک ایسڈ کی پیداوار اور کیمیائی عمل میں ایک طاقتور oxidant کے، اور راکٹ ایندھن.

اس کے علاوہ بلند درجہ حرارت پر ایک نائٹروجن کمپاؤنڈ کے ساتھ دھاتیں کی طرف سے قائم کچھ nitrides استعمال کیا جاتا ہے. Nitrides کے بوران، ٹائٹینیم، زرکونیم اور ٹینٹلم میں خصوصی درخواست ہے. بوران nitride (بی این) میں سے ایک بلوری فارم، مثال کے طور پر سختی میں ہیرے سے کمتر نہیں ہے اور برا اس وجہ سے کے طور پر اعلی کھرچنے کا استعمال کیا سے oxidized.

اکاربنک cyanides CN گروپ پر مشتمل ہے ^-. ہائیڈروجن cyanide یا hydrocyanic ایسڈ HCN، انتہائی مستحکم ہے اور جس دومن تعداد کے لئے استعمال کیا جاتا ہے انتہائی زہریلا گیس دیگر صنعتی عمل میں ایسک. Cyanogen (CN) ₂ ایک کیمیائی انٹرمیڈیٹ اور دومن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے.

Azides مرکبات تین نائٹروجن ایٹم ن لیگ ₃ کے ایک گروپ پر مشتمل ہوتے _ہیں. ان میں سے بیشتر غیر مستحکم اور جھٹکے کے لئے بہت حساس ہیں. جیسے لیڈ azide ان میں سے کچھ، پی بی (ن _{3) 2،} ڈیٹونیٹر اور پرائمرس میں استعمال کیا. Azides، جیسے halogens، آسانی سے بات چیت کے ساتھ دیگر چیزوں کے فارم ایک بہسنکھیا کے مرکبات.

نائٹروجن نامیاتی مرکبات کی کئی ہزاروں کا ایک حصہ ہے. ان میں سے بیشتر امونیا، ہائیڈروجن cyanide، cyanogen، نائٹرس یا نائٹرک ایسڈ سے حاصل ہوتے ہیں. amines کے، امینو ایسڈ، amides، مثال کے طور پر، امونیا سے ماخوذ ہیں یا ایک باریک بینی سے اس سے متعلق. Nitroglycerine اور nitrocellulose - نائٹرک esters کی. نائیٹریٹ نائٹرس ایسڈ (HNO ₂₎ سے پیدا کیا جاتا _ہے. Purines اور alkaloids کے heterocyclic مرکبات نائٹروجن ایک یا ایک سے زیادہ کاربن ایٹم کی جگہ لے لیتا ہے جس میں ہیں.

پراپرٹیز اور رد عمل

نائٹروجن کیا ہے؟ یہ ہے ایک بیرنگ، بو کے بغیر گیس کہ condenses کے اوپر -195،8 ° C، بیرنگ، کم viscosity مائع. عنصر N ₂ انو شکل میں نمائندگی کی شکل میں موجود ہے: N ::: N: جس میں بانڈ توانائی تل فی 226 ککال کے برابر، (تل فی 256 kilocalories) صرف کاربن مونوآکسائڈ کو دوسری. اس وجہ سے، سالماتی نائٹروجن کی ایکٹیویشن توانائی بہت زیادہ ہے، تو عام حالات میں عنصر نسبتا اکری ہے. اس کے علاوہ، نائٹروجن کے انتہائی مستحکم انو بہت نائٹروجن پر مشتمل مرکبات کی thermodynamic عدم استحکام، جس میں کنکشن، بھی کافی مضبوط ہے تو، لیکن کمتر تعلقات سالماتی نائٹروجن میں نمایاں حصہ.

نسبتا حال ہی میں، اور نائٹروجن انو غیر متوقع طور پر دریافت کیا گیا تھا کی صلاحیت پیچیدہ مرکبات کے ligands کے طور پر کام. مشاہدے ruthenium کے احاطے میں سے کچھ حل وایمنڈلیی نائٹروجن جذب کر سکتے ہیں کہ جلد ہی عنصر فکسنگ کا ایک آسان اور بہتر طریقہ پایا جا سکتا ہے کیا کی وجہ سے.

فعال نائٹروجن ہائی وولٹیج بجلی خارج ہونے والے مادہ کے ذریعے کم دباؤ گیس گزرنے کی طرف سے حاصل کیا جا سکتا ہے. مصنوعات کی یمبر ہے اور بہت زیادہ آسانی آناخت، ایٹم ہائیڈروجن، سلفر، فاسفورس اور مختلف دھاتوں کے مقابلے میں رائے ہے، اور یہ بھی ن ₂ اور اے سے ₂ NO نے تحلیل کی صلاحیت رکھتا _ہے.

کیا نائٹروجن ہے کی ایک واضح تصویر، 1S ² 2S ² 2P ³ کے فارم ہے جس سے اس الیکٹرانک ساخت، کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ^ہے. پانچ بیرونی الیکٹران گولے قدرے چارج سکرین، مؤثر ایٹمی چارج کے نتیجے میں کووالانٹ رداس کے علاقے میں محسوس کیا. نائٹروجن ایٹم نسبتا چھوٹے ہیں اور کاربن اور آکسیجن کے درمیان واقع ایک اعلی electronegativity، ہے. E ترتیب کے تین covalent بانڈ کی تشکیل کرنے کے لئے کو چالو کرنے کے، تین بیرونی نصف orbitals کے بھی شامل ہے. لہذا، نائٹروجن ایٹم ضروری ہے بہت زیادہ رد تشکیل کے ساتھ سب سے زیادہ دیگر عناصر مستحکم ثنائی کے مرکبات، خاص طور پر جب دوسرے عنصر ہے کافی حد تک مختلف electronegativity، فراہم اہم قطبیت کنکشن. ایک اور عنصر آرڈینیشن بانڈز میں شرکت کرنے سے اس کا اشتراک ختم الیکٹرانوں کو آزاد جس جزوی منفی چارج، کی نائٹروجن ایٹم کے ساتھ منسلک نچلے قطبیت electronegativity جب. دوسرے عنصر نائٹروجن کے مثبت چارج کی زیادہ سے Electronegative حصہ ہے جب نمایاں طور پر انو کی ڈونر خواص کو محدود. میں کم قطبیت کی وجہ سے کی وجہ سے کی مہم electronegativity برابر ایک اور عنصر، ایک سے زیادہ مواصلات غالب سے زائد سنگل. جوہری سائز بیمیل تشکیل کہ ایک سنگل بانڈ نسبتا کمزور ہونے کا امکان ہے ایک سے زیادہ بانڈز کی تشکیل روکتا ہے تو، اور کنکشن غیر مستحکم ہے.

تجزیاتی کیمسٹری

اکثر فی صد کی نائٹروجن میں گیس مرکب کیا جا سکتا تعین کر ماپنے اس کے حجم کے بعد جذب کے دیگر اجزاء کی مہم کیمیاوی ری ایجنٹس. پارا نائٹریٹ کی موجودگی میں گندک ایسڈ کی سڑن ایک گیس طور ناپا جا سکتا ہے جس میں نائٹرک آکسائڈ، ریلیز. وہ ایک تانبے آکسائڈ زائد جلائے جاتے ہیں جب نائٹروجن نامیاتی مرکبات سے آزاد کرا لیا گیا ہے اور مفت نائٹروجن دیگر دہن مصنوعات کے جذب کے بعد ایک گیس کے طور پر ماپا جا سکتا ہے. (اگر ضروری ہو تو استعمال پارا، یا اس کے آکسائڈ، کے ساتھ ساتھ مختلف نمکیات) کا تعین ایک معروف Kjeldahl طریقہ کار سے ہم نامیاتی مرکبات میں مادہ پر غور کر رہے ہیں مواد پر توجہ گندک ایسڈ کی سڑن میں ایک کمپاؤنڈ ہے. اس طرح نائٹروجن امونیم سلفیٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے. روایتی ایسڈ کی طرف سے جمع کیا جاتا ہے جس میں سوڈیم hydroxide ریلیز امونیا انہوں نے مزید کہا؛ بقایا رقم کی unreacted ایسڈ ہے تو تعین کی طرف سے titration کے.

حیاتیاتی اور عضویاتی اہمیت

رہنے والے معاملے میں نائٹروجن کے کردار نامیاتی مرکبات کی اس کے جسمانی سرگرمی کی تصدیق. سب سے زیادہ زندہ حیاتیات اس کے مرکبات تک رسائی حاصل کرنا چاہئے اس کیمیائی عنصر خود استعمال نہیں کر سکتے. لہذا، نائٹروجن تعین کلیدی اہمیت کا حامل ہے. میں فطرت ہے، اس وقت ہوتی ہے کے طور پر ایک نتیجہ کے دو بنیادی عمل. ایک مفت ایٹموں کی کوئی شکل و NO ₂ کی اجازت دی ہے، اس لیے کہ نائیٹروجن اور آکسیجن انو الگ، ماحول کے لئے برقی توانائی کا اثر _ہے. ڈائی آکسائیڈ کے بعد پانی کے ساتھ رائے: 3NO ₂ + H ₂ O NO 2HNO → ₃ +.

HNO ₃ تحلیل اور کمزور شراب کی شکل میں بارش سے زمین پر آتا ہے. بالآخر تیزاب ملا کر مٹی نائٹروجن نائٹریٹ اور نائٹریٹس کی تشکیل کے لئے neutralized ہے جس کا حصہ بن جاتا ہے. کاشت زمین میں ن مواد کو عام طور پر nitrates اور امونیم نمک پر مشتمل کھاد کے تعارف کے ذریعے برآمد کیا جاتا ہے. جانوروں اور پودوں اور ان کے سڑن کی سلیکشن مٹی اور ہوا میں نائیٹروجنی مرکبات واپس.

ایک اور اہم قدرتی فکسنگ عمل ہے اہم سرگرمی کی فلیان. بیکٹیریا کے ساتھ symbiosis کی وجہ سے، ان ثقافتوں اس کے مرکبات میں براہ راست وایمنڈلیی نائٹروجن تبدیل کرنے کے قابل ہیں. ایسے Azotobacter Chroococcum اور کلعثٹرادیوم pasteurianum طور پر کچھ سوکشمجیووں،، ان کے اپنے N. ٹھیک کرنے کے قابل ہیں

گیس کی خود،، اکری کوئی نقصان نہیں پہنچاتی، سوائے وہ دباؤ کے تحت سانس لیتے ہیں، اور یہ زیادہ تعداد میں خون اور دیگر جسم کے سیال میں تحلیل ہے جب جا رہا ہے. یہ منشیات کے اثر کا سبب بنتا ہے، اور اگر دباؤ بہت جلدی کم ہے، اضافی نائٹروجن کے جسم کے مختلف مقامات پر گیس کے غبارے کے طور پر جاری کی گئی ہے. یہ پٹھوں اور جوڑوں، فرماتے، جزوی فالج اور موت بھی میں درد پیدا کر سکتا ہے. یہ علامات کی decompression بیماری کہا جاتا ہے. لہذا، اس طرح کے حالات میں ہوا سانس لینے کے لئے مجبور کیا جاتا ہے جو ان لوگوں کے بلبلوں کی تشکیل کے بغیر پھیپھڑوں کے ذریعے اضافی نائٹروجن کے لئے ایک معمول پر دباؤ کم کرنے کے لئے بہت سست ہونا لازمی ہے. ایک بہتر متبادل آکسیجن اور ہیلیم کا ایک سانس لینے کے مرکب کا استعمال کرتے ہیں کے لئے ہے. ہیلیم جسم کے سیال میں بہت کم گھلنشیل ہے، اور خطرے کو کم کیا جاتا ہے.

جاء

نائٹروجن دو مستحکم ہم جاء ¹⁴ ن (99،63٪) اور ¹⁵ ن (0،37٪) کے طور پر موجود ہے. وہ کیمیائی تبادلے کی طرف سے یا تھرمل بازی کی طرف سے الگ کیا جا سکتا ہے. مصنوعی تابکار آاسوٹوپ کی شکل میں نائٹروجن کی بڑے پیمانے کی حد 10-13 اور 16-24 میں ہے. 10 منٹ کے سب سے زیادہ مستحکم نصف زندگی. پہلا مصنوعی افزائی جوہری transmutation برطانوی ماہر طبیعیات کی طرف سے 1919 میں بنایا گیا تھا ارنسٹ ردرفورڈ، نائٹروجن-14 الفا ذرات حاصل نابیک-17 آکسیجن اور پروٹانوں بمباری جس میں.

خواص

آخر میں نائٹروجن کی بنیادی خصوصیات کی فہرست:

• جوہری نمبر: 7.
• نائٹروجن کے جوہری وزن: 14،0067.
• پگھلنے پوائنٹ: -209،86 ° C.
• نقطہ کھولاؤ: -195،8 ° C.
• کثافت (1 ATM، 0 ° C): فی لیٹر نائٹروجن کے 1،2506 گرام.
• -3، +3، +5 کے روایتی آکسیکرن ریاست.
• برقیہ ترتیب: 1S 2S ^{2 2 3} 2P.