Азот

Азот ( гр. ázōos – тіршіліксіз) — химиялық элемент – түссіз, иіссіз, дәмсіз – суда аз еритін газ. Бұл элемент аминқышқылдарының амидтердің ақуыздардың-нуклейін қышқылдарының-нуклеотидтердің және өмірде өте маңызды басқада көптеген органикалық қоспалардың құрамына енеді.[1] N – элементтердің периодты жүйесінің V тобындағы химиялық элемент, реттік нөмірі – 7, атом салмағы – 14.0067. Табиғатта екі изотопы кездеседі: 14N (99.635%), 15N (0.365%).
Мазмұны
1 Жалпы мәліметтер
2 Физикалық қасиеттері
3 Құрылысы
4 Биологиялық маңызы
5 Химиялық қасиеттері
6 Қолданылуы
7 Түрлері
8 Азот қышқылы
9 Азот фиксациясы
10 Азот өлшегіш
11 Азоттау
12 Азоттың табиғаттағы айналымы.
13 Пайдаланылған әдебиеттер
14 Сілметемелер
Жалпы мәліметтер
Азотты 1772 жылы ағылшын ғалымы Даниэль Резерфорд ашқан. Жер қыртысындағы азоттың мөлшері 0.03%. Табиғатта азот дербес және қосылыстар күйінде кездеседі және негізгі қоры екі атомнан тұратын молекула түрінде ауа құрамында болады. Азоттың ауадағы салмақ үлесі 75.6% , көлем үлесі 78.1%. Жер қыртысының 1 т массасына 1 кг азоттан келеді, әрі ол бейорганикалық және органикалық қосылыстар күйінде кездеседі. Оның бейорганикалық қосылыстарының негізгілеріне натрий нитраты (чили селитрі), калий нитраты (үнді селитрі) жатады. Органикалық қосылыстар күйіндегі азоттың негізгі қоры барлық тірі ағзалардың ақуыздарында құрамына кіреді. Кезінде жанбайтын қасиетіне байланысты “тіршіліксіз” деп аталып кеткенімен азот тіршілікке өте керек элемент. Қалыпты температурада азот түссіз, иіссіз газ. Қайнау температурасы – 196 °C, қату температурасы – 210 °C. Су бір өлшем көлемінде (20 °C-та) 0.0154 көлем азот ериді, яғни азоттың суда ерігіштігі оттектің ерігігтігінен төмен. Ауадан аздап жеңіл болады. [2]
Азот молекуласының атомдары өзара үш байланыспен тартылатындықтан, оларды бір-бірінен ажыратуға көп энергия керек. Сол себепті азот кәдімгі жағдайда тұрақты болып келеді де, литийден басқа ешқандай жай және күржелі затпен әрекеттеспейді. Химиялық белсенділігінің төмендіг жөнінен азот инертті газдардан кейінгі орынды иемденеді. Азотты қыздырса, көптеген металдармен әрекеттесіп, нитридтер түзеді. Бейметалдармен аса жоғары температурада ғана әрекеттеседі. Мысалы, оның оттекпен әрекеттесуі 3000-4000 °C-та басталады. Өнеркәсіпте азот ауаны сұйылту арқылы алынса, лабораториялық жағдайда аммоний нитритін немесе бихроматын қыздырып алады. Азот негізінен аммиак өндіруге, ал инертті болғандықтан, электр шамдарын толтыруға қолданылады. Химиялық элементтердің периодтық жүйесінде азот II периодта, V топтың негізгі топшасында орналасқан. Азоттан басқа ол топшаны, фосфор Р, мышьяк As, сурьма Sb және висмут Ві элементтері кұрайды. Азотты алғаш рет 1772 жылы ағылшын ғалымы Д. Резерфорд ашты. Азот грекше «өмірді қуаттамайды» деген мағына береді.
Периодтық жүйедегі орны. Азот екінші периодтың, бесінші топтың негізгі топшасының элементі, реттік нөмірі 7. Олай болса азоттың ядросында 7 протон мен 7 нейтрон бар. Электрондарының жалпы саны да 7. Осы 7 электрон екі электрондық қабатта былай бөлініп орналасқан: 1s22s22p3.
Сондықтан азот қосылыстарында үш валентті, негізгі жағдайдағы қосылыстарында азоттың тотығу дәрежелері -3, 0, +3 болады, мысалы:
NH3, N2, N2O3
Қосылыс түзген кезде азот атомында бос d қабаты болмағандықтан 2s деңгейшесіндегі электрон жұбы ажырайды. Байланыс түзу үшін бір электрон электртерістілігі басымырақ элементке ауысып, азоттың тотығу дәрежесі +1, әрі қарай +2, +3, +4, +5-ке дейін жетеді.
Бұл тізбеде N2О мен NО тұз тұзбейтін оксидтер. Қалғандары қышқылдық оксидтер; оларға сәйкес қышқылдарының формулалары HNО2 – азотты қышқыл, HNО3 – азот кышқылы.
Физикалық қасиеттері
Азот көлемі бойынша ауаның 78%-ын құрайды. Ол – түссіз, иіссіз, суда нашар еритін, ауадан сәл ғана жеңіл D (ауа) = 0,97,D (H2) = 14 болатын, жануды қолдамайтын, тыныс алуға жарамсыз газ. уада1 л азот газының массасы 1,25 г. Азот -196°С-та сұйылады, -210°С-та қар тектес
Құрылысы
Азот молекуласында екі азот атомы өзара үш еселі байланыспен байланысқан, сондықтан оның химиялық, белсенділігі төмен газ. Азот – 19б°С температурада сұйықка айналады.
Ол тіпті ауадағы күшті тотықтырғыш оттегімен де әрекеттеспейді, бірақ найзағай отында мына реакция жүреді: N2 + О2 = 2NO
Азоттың маңызды қосылыстары селитралар: NaNО3 (чили селитрасы), KNO3 (үнді селитрасы). Топырақта нитраттар күйінде кездеседі. Өсімдік пен жануарлар ағзасында маңызды рөл атқарады.
Биологиялық маңызы
Азот нәруызды заттардың негізгі құрам бөлігі болғандықтан, тіршілік үшін аса маңызды элемент. Ауа азотын сіңіре алатын кейбір азот бактериялары болмаса, басқа тірі организмдер азотты қосылыс түрінде ғана сіңіре алады. Өсімдіктер топырақтан азотты нитрат және аммоний тұздары түрінде алады. қосып алып, -3 дәрежесі +5. жай зат түзеді. Жануарлар организмінде азот мөлшері 1%-тен 10%-ке, ал малдың мүйізінде, жүнінде 15%-ке дейін жетеді. Азот адам денесінің 3%-ін құрайды.Адам азотты ауадан емес, азотты қосылысы бар тағамдар арқылы алады. «Нәруызсыз тіршілік жоқ, азотсыз нәруыз жоқ» деген қағидалы сөз осының дәлелі болса керек.
Химиялық қасиеттері
Aзот химиялық реакцияларда әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш. Азот оттегімен, фтормен әрекеттескенде тотықсыздандырғыш болса; фосформен, сутегімен, алюминиймен әрекеттескенде тотықтырғыш болады. Азот молекуласы өте берік болуына байланысты реакцияга түсу қабілеті төмен, химиялык енжар зат. Жоғары температура мен кысымда, өршіткі (катализатор) қатысында азот сутекпен тікелей әрекеттесіп, аммиак түзеді:
Бос күйдегі азот оттекпен электр ұшқыны кезінде әрекеттеседі:
Табиғатта бұл реакция найзағай жарқылдағанда жүреді. Бөлме температурасында азот тотықтырғыш ретінде тек металл литиймен әрекеттеседі:
Қыздырғанда басқа металдармен де осылайша әрекеттеседі:
Қолданылуы
Азот химиялық синтезде инертті атмосфера жасау үшін пайдаланылады. Тоңазытқышта, медицинада, аммиак алу үшін қолданылады. Сұйық азот салқындаткыш жүйелер саласында кеңінен қолданылады. Азот, негізінен, аммиак алуға, одан әрі азот қышкылы және азот тыңайтқыштарын алу үшін қолданылады. Азотты салғырт (инертті) атмосфералық орта жасау үшін де пайдаланады (электр лампасын толтыруға, т.б.).
Азот молекуласы — берік қосылыс. Ол тотықтырғыш ретінде ерекше жағдайда металлдармен, сутекпен әрекеттеседі. Табиғатта азот бос күйінде кездеседі, ол ауаның негізгі құрам бөлігі. Селигралардың құрамында болады. Азот адам және жануарлар, өсімдіктер организмінде маңызды тіршілік процестерін жүзеге асыратын нәруыздың құрамына кіреді.
Түрлері
Байланысқан азот — молекулалық азоттан басқа кез келген химиялық қосылыстың құрамына кіретін азот.
Молекулалық азот – N2 молекуласы түріндегі азот.
Нәруыздық азот — нәруыз құрамындағы азот.
Нитраттық азот – қосылыстардың құрамына нитротоп түрінде кіретін азот.
Сіңімтал азот— өсімдіктер сіңіре алатын түрдегі азот.[6]
Азот қышқылы
Азот қышқылы — күшті бір негізді қышқыл, түссіз сұйықтық.
Азот фиксациясы
Азот фиксациясы — ауадағы азотты химиялық қосылыстар түзе байланыстыру процесі; ауадағы молекулалық азотты өсімдіктерге сіңімтал азотты қосылыстарға ауыстыру, табиғи жағдайда арнайы микроорганизмдердің көмегімен іске асады.
Азот өлшегіш
Азот өлшегіш — реакция нәтижесінде бөлініп шыққан бос азотты өлшеуге арналған аспап.
Азоттау
Азоттау — металл бұйымдарының беткі қабатын азотпен қанықтыру процесі; олардың қаттылығын, жемірілуге тұрақтылығын және тозуға беріктігін арттыру үшін қолданылады.[6]
Азоттың табиғаттағы айналымы.
Азот табиғатта өте көп тараған элементтің бірі болып есептеледі. Жер бетіндегі оның негізгі түрлері — литосферадағы байланысқан және атмосферадағы молекулалық азот. Атмосферадағы бос азотты өсімдіктер өздігінен сіңіре алмайды. Органикалық заттар шірігенде ондағы азоттың біраз белігі аммиакқа айналады. Топырақтағы нитрлеуші бактериялардың көмегімен сол аммиак азот қышқылына дейін тотығады. Өз кезегінде топырақтағы карбонаттар СаС03 қышқылмен реакцияға түсіп, нитратқа айналады да өсімдікке сіңеді. Шіру процесі кезінде азоттың біраз бөлігі атмосфераға бос күйінде бөлініп отырады. Табиғи жағдайда топырақтағы байланысқан азоттың мөлшері кемімейді. Ауадағы бос азот та түрлі себептермен толықтырылып отырады. Мысалы, ағаш, шымтезек (торф), таскөмірді жаққанда, органикалық заттар шірігенде, атмосфераға азот бөлінеді. Топырақта тіршілік ететін кейбір бактериялар да ауа жетіспейтін жағдайда нитраттардан оттекті өзіне тартып, атмосфераға бос азот бөледі. Осы процестер нәтижесінде табиғатта үздіксіз азот айналымы жүріп отырады.
Азот — өсімдікке қажетгі қоректік элемент. Азот қышқылының тұздары — нитраттар және аммоний тұздары минералдық тыңайтқыштар ретінде қолданылады. Күміс нитраты хлорид ионын табуға қажетті реактив. Ағаш, таскөмір, органикалық заттар жанғанда, шірігенде ауаға бос азот бөлінеді. Организмдегі азот нәруыз (белок) синтездеуге қатысады.
Пайдаланылған әдебиеттер
↑ Орысша-қазақша түсіндірме сөздік: Биология / Жалпы редакциясын басқарған э.ғ.д., профессор Е. Арын – Павлодар: «ЭКО» ҒӨФ. 2007. – 1028 б. ISBN9965-08-286-3
↑ Полиграфия, өлшеу техникасы, ағаш өңдеу жабдықтары және металл өңдеу техникасы мен технологиясы: Қазақша-орысша терминдердің түсіндірме сөздігі.
↑ «Қазақ Энциклопедиясы»
↑ Химия: Усманова М. Б., Сақариянова Қ. Н. Жалпы білім беретін мектептің 9-сыныбына арналған оқулық, 2-басылымы, өңделген, толықтырылған. – Алматы: Атамұра, 2009. – 288 бет. ISBN 9965-34-929-0
↑ Химия: Жалпы білім беретін мектептің 9-сыныбына арналған оқулық. Өңделген, толықтырылған 2-бас. / Н. Нұрахметов, К. Сарманова, К. Жексембина, т.б. – Алматы: «Мектеп» баспасы, 2009. — 208 бет: суретті. ISBN 9965-36-702-7
↑ 6,0 6,1 6,2 Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: Химия. Н.Нұрахметов, А.Ниязбаева, Р.Рысқалиева, Н.Далабаева. — Алматы: «Мектеп» баспасы, 2007. — 336 бет. ISBN 9965-36-416-8
↑ Химия: Жалпы білім беретін мектептің 9-сыныбына арналған оқулық. Өңделген, толықтырылған 2-бас. / Н. Нұрахметов, К. Сарманова, К. Жексембина, т.б. – Алматы: «Мектеп» баспасы, 2009. — 208 бет: суретті. ISBN 9965-36-702-7