البحث عن النيتروجين الغازي وأهميته. غاز النيتروجين هو أحد العناصر الكيميائية ويكون على شكل غاز في الحالة الطبيعية ويرمز له بالرمز N وهو عنصر غير معدني ويتواجد على شكل N2 Molecule غاز النيتروجين يحتوي على سبعة إلكترونات بداخله مدارات وهو مكون للعديد من المركبات الهامة، مثل الأمونيا، وهو غاز عديم اللون والرائحة، وهو مكون مهم للأحماض النووية التي تحمل جينات وسمات الكائنات الحية المختلفة.
الإلمام بالنيتروجين وأهميته
غاز النيتروجين عنصر غير معدني عديم اللون ولا طعم له. وهو أحد عناصر المجموعة الخامسة عشرة وله العدد الذري 7. وهو العنصر الأكثر وفرة في الغلاف الجوي للأرض، حيث أن تكوين الغلاف الجوي يحتوي على أربعة أخماس النيتروجين، وبالإضافة إلى ذلك فهو العنصر السادس. عنصر الوفرة الكونية، فهو موجود أيضًا في الغلاف الجوي على شكل كميات صغيرة متطايرة من أملاح الأمونيوم وحمض النيتريك وأكاسيد النيتروجين، كما تم العثور عليه في عدد من النيازك، في غازات المناجم والبراكين. في بعض النجوم والسدم وبعض الينابيع المعدنية.
أنظر أيضا: ما هي استخدامات النيتروجين؟
اكتشاف النيتروز
كان العالم دانيال رذرفورد أول من اكتشف عنصر النيتروجين، وقبله تعامل العالم جابر بن حيان مع مركبات النيتروجين مثل حمض النيتريك وأطلق عليها النار، وكان عنصر النيتروجين يستخدم في البارود وكان يسمى غاز خامل أو مادة تطفئ اللهب، وينسب اسمه الحالي إلى العالم أنطوان شابيتال الذي أطلق عليها الاسم وعبّر عنها كسحابة صفراء زاهية.
نسبة محتوى النيتروجين في الطبيعة
يشكل النيتروجين الغازي الحصة الأكبر بين حصص الغازات التي تشكل الغلاف الجوي المحيط بالأرض، بحصة تبلغ حوالي 78.08٪. يعتبر غاز النيتروجين سابع أكثر العناصر الكيميائية وفرة من حيث الكتلة في مجرة درب التبانة، وبالتالي فهو من أكثر العناصر وفرة في الكون، أما بالنسبة لوفرة في قشرة الأرض فهو صغير نسبيًا لأن المعادن التي يتكون منها، توجد غالبًا على شكل أملاح نترات الصوديوم أو ملح الأمونيا أو طرطرات البوتاسيوم، ولهذا السبب تندر الترسبات المعدنية فيها، ويوجد غاز النيتروجين بكميات كبيرة في فضلات الحيوانات على شكل حمض اليوريك أو اليوريا وأملاح الأمونيوم.
معلومات عن النيتروجين
- يشكل النيتروجين 95٪ من الغلاف الجوي لتيتان، أكبر أقمار زحل.
- يمكن الحصول على غاز النيتروجين عن طريق تسخين محلول مائي من نترات الأمونيوم، والذي يستخدم في صناعة الأسمدة.
- كتلة ذرية للنيتروجين 14.0067.
- حالة النيتروجين في درجة حرارة الغرفة هي حالة غازية.
- اكتشف الكيميائي دانيال رذرفورد النيتروجين في عام 1772 بعد الميلاد.
- عدد نظائر النيتروجين ستة عشر، اثنان منها ثابتان.
- تشكل أكاسيد النيتروجين مجموعة من سبعة غازات ومركبات تتكون من الأكسجين والنيتروجين، مع أكسيد النيتروز وثاني أكسيد النيتروجين هما الأكثر خطورة وشيوعًا.
أنظر أيضا: استخدام أكسيد النيتروز كبديل للتخدير في الولادة وعلاج الأسنان
أهمية غاز النيتروجين
يلعب النيتروجين دورًا حيويًا للغاية، فهو عنصر موجود في جميع الكائنات الحية، وأحد مكونات الأحماض الأمينية، أي أنه يشارك في تكوين البروتينات والأحماض النووية، وهو أحد مكونات جميع الكائنات الحية تقريبًا. الناقلات العصبية، وهي أيضًا مكون رئيسي للقلويات. يمر النيتروجين عبر الكائنات الحية بشكل طبيعي، والمعروفة باسم دورة النيتروجين، حيث تحصل عليه النباتات والطحالب كمعيار، بينما تحصل عليه الحيوانات من خلال امتصاص الكائنات الحية الأخرى وتحويل ميكروبات التربة النيتروجين. مركبات في التتر لمزيد من الاستخدام، بالإضافة إلى البكتيريا المثبتة للنيتروجين التي تعيد تغذية مخزون التتر مباشرة من الغلاف الجوي.
قيمة النيتروجين في الصناعة
- يستخدم غاز النيتروجين في صناعة المصابيح الكهربائية وهو بديل أقل تكلفة للأرجون في المصابيح المتوهجة.
- يستخدم النيتروجين لإطفاء حرائق التعدين المحتملة عن طريق إزالة الأكسجين من الهواء ومنع المنطقة من الانفجار إذا أهملت، كما أنه يمنع الانفجارات في المواقع شديدة الخطورة مثل المصانع.
- يساعد غاز النيتروجين على نفخ الإطارات وإطالة عمرها عن طريق تقليل الأكسدة وتحسين ضغط الغاز الموجود فيها.
- يدخل غاز النيتروجين إلى صناعة النفط حيث يتم استخدامه لتفريغ الخزانات الكبيرة لإعدادها لتخزين النفط.
- يستخدم النيتروجين في إنتاج مواد مختلفة مثل المطاط والبلاستيك.
- تحتاج شركات الأدوية إلى نيتروجين منقى لاستخدامه في تخزين وتحضير المركبات الطبية.
- يستخدم النيتروجين في إنتاج المكونات المتفجرة مثل الديناميت ويستخدم لتشكيل مجموعة متنوعة من المركبات شديدة التفاعل.
- يستخدم غاز النيتروجين في لحام الإلكترونيات.
- يتم حقن النيتروجين في الفولاذ المقاوم للصدأ، واستخدامه كطلاء، مما يجعل الفولاذ أقوى وأكثر مقاومة للتآكل.
- يستخدم غاز النيتروجين في تغليف المواد الغذائية كبديل للأكسجين ويمكن استخدامه أيضًا لحماية الطعام من التلف أثناء النقل.
- يستخدم غاز النيتروجين لتنظيف السوائل من المركبات العضوية المتطايرة قبل التخلص منها، مما يقلل التلوث.
يستخدم النيتروجين السائل
غاز النيتروجين له تطبيقات عديدة في الصناعة والحياة العملية، ويستخدم في الأشكال الغازية والسائلة، ومن أهم التطبيقات في الحالة السائلة ما يلي:
- يستخدم النيتروجين السائل لتجميد بعض الأمراض، مثل الورم الوعائي السطحي.
- يتم استخدامه لطباعة العلامات التجارية على الحيوان قبل بيعه.
- يستخدم في علاج الندبات السطحية مثل ندبات حب الشباب.
- يتم استخدامه كمبرد فوري وسريع للمشروبات والطعام في بعض المطاعم.
- يستخدم النيتروجين السائل في صالات الآيس كريم.
- يتم استخدامه لتبريد أجهزة الكمبيوتر.
- يتم استخدامه للحفاظ على العينات البيولوجية، مثل الحيوانات المنوية، من التلف.
- يتم استخدامه للحفاظ على المنتجات الغذائية من التلف في درجات الحرارة العالية.
أهمية النيتروجين للنباتات
- يزود غاز النيتروجين النباتات بالبروتين الأساسي، وهو مفيد جدًا في الحفاظ على النباتات خضراء، وبالتالي، تعتبر النباتات مصدرًا للنيتروجين وبالتالي فهي مصدر جيد للبروتين.
- يساعد النيتروجين النباتات على إجراء عملية التمثيل الضوئي، ويعتبر غاز النيتروجين أحد أهم عناصر الأحماض النووية.
- يوجد الكثير من النيتروجين داخل النبات مما يساعد النبات على إنتاج الكمية اللازمة من السكر من الماء، لذلك يجب الحرص على تناول كميات كبيرة من الغذاء النباتي.
تلف غاز النيتروجين
على الرغم من أهمية غاز النيتروجين، إلا أن هناك بعض الحالات التي يمكن أن تسبب ضررًا يجب تجنبه لإنقاذ حياة الناس، وهي كالتالي:
- يكون للنيتروجين في بعض الحالات تأثير سلبي على جسم الإنسان، حيث يتسبب في حدوث انخفاض مفاجئ في ضغط الدم، والذي يحدث عندما يرتفع الغطاس إلى سطح البحر، مما يتسبب في انخفاض الضغط.
- يترك النيتروجين تأثيرًا مخدرًا يعرف باسم التخدير العميق، والذي يحدث عند الاستنشاق تحت ضغط جزئي مرتفع.
- يسبب الاختناق عند إطلاقه بسرعة عالية في مكان مغلق، ويحدث الاختناق نتيجة إزاحة الأكسجين.
- يجب توخي الحذر عند استخدامه في تحضير بعض المنتجات، مثل تجميد الآيس كريم، حيث يجب أن يتبخر النيتروجين تمامًا من الطعام أو الشراب قبل الاستهلاك، لأنه حتى كمية صغيرة منه يمكن أن تسبب ضررًا خطيرًا لصحة الإنسان.
أنظر أيضا: الفريون الذي يضر بالبيئة
اختتام البحث عن النيتروجين وأهميته
في نهاية رحلتنا مع البحث عن النيتروجين وأهميته، يعتبر النيتروجين غاز ذو أهمية كبيرة في الحياة وله العديد من الاستخدامات والفوائد، ولكن له أيضًا بعض الأضرار والمخاطر المرتبطة به، لذلك يجب أن نتجنب في بعض الحالات استخداماته وأخيراً قدمنا لكم دراسة عن النيتروجين وأهميته واستخداماته المتعددة.