Nitróxeno
O nitróxeno, tamén chamado de xeito popular azote[2][3], é un elemento químico de número atómico 7, con símbolo N e de masa atómica 14,00674 u. En condicións normais forma un gas diatómico, incoloro, inodoro, insípido e principalmente inerte, que constitúe o 78,08% do ar atmosférico.[4] Pertence á familia das pnicóxenos. O nitróxeno foi descuberto polo médico escocés Daniel Rutherford no ano 1772, como compoñente separable do ar.
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Información xeral | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nome, símbolo, número | Nitróxeno, N, 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Serie química | Non metais | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupo, período, bloque | 15, 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Densidade | 1,2506 kg/m3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aparencia | Incoloro | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N° CAS | 7727-37-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades atómicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atómica | 14,00643 – 14,00728 [1] u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raio medio | 65 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raio atómico (calc) | 56 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raio covalente | 75 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raio de van der Waals | 155 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuración electrónica | [He] 2s2 2p3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electróns por nivel de enerxía | 2, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estado(s) de oxidación | ±3, 5, 4, 2, 1 (ácido forte) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estrutura cristalina | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estado ordinario | Gas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto de fusión | 63,14 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto de ebulición | 77,35 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpía de vaporización | 5,57 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpía de fusión | 0,3604 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura crítica | 126,19 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Presión crítica | 3.39 M Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varios | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegatividade (Pauling) | 3,04 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor específica | 1040 J/(K·kg) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Condutividade eléctrica | __ 106 S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Condutividade térmica | 0,02598 W/(K·m) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.ª Enerxía de ionización | 1402,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.ª Enerxía de ionización | 2856 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.ª Enerxía de ionización | 4578,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.ª Enerxía de ionización | 7475 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5.ª Enerxía de ionización | 9444,9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.ª Enerxía de ionización | 53266,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.ª Enerxía de ionización | 64360 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8.ª enerxía de ionización | {{{E_ionización8}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización9}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización10}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isótopos máis estables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Unidades segundo o SI e en condicións normais de presión e temperatura, salvo indicación contraria. |
O nitróxeno é un elemento común no Universo. Estímase que é o sétimo elemento máis abundante na Vía Láctea e no Sistema Solar. É sintetizado pola fusión de carbono e hidróxeno nas supernovas. Debido á volatilidade do nitróxeno elemental e dos seus compostos máis habituais, o nitróxeno é moito menos común nos planetas rochosos do sistema solar interior, ademais de ser un elemento relativamente raro na Terra en xeral. Con todo, do mesmo xeito que na Terra, o nitróxeno e os compostos do nitróxeno teñen unha gran presenza na atmosfera dos planetas e satélites que o teñen.
Moitos compostos de importancia industrial, como o amoníaco, o ácido nítrico, os nitratos orgánicos (propelentes e explosivos) así como os cianuros, conteñen nitróxeno. O enlace extremadamente forte do nitróxeno elemental domina a química do nitróxeno, facendo que resulte difícil tanto para os organismos como para a industria transformar o N2 en compostos útiles, liberando grandes cantidades de enerxía cando estes compostos se quéiman ou se degradan en gas nitróxeno. O amoníaco e os nitratos producidos sintéticamente son importantes fertilizantes industriais. Os nitratos fertilizantes son contaminantes que teñen un papel clave na eutrofización dos sistemas acuáticos.
Separadamente dos seus usos principais como fertilizantes e stocks de enerxía, o nitróxeno forma compostos orgánicos versátiles. O nitróxeno forma parte de materiais tan diversos como o kevlar e a supercola de cianoacrilato. O nitróxeno é parte integral das moléculas de todas as grandes clases de medicamento, incluíndo os antibióticos. Moitos medicamentos imitan ou son profármacos de moléculas de señalización que conteñen nitróxeno. Por exemplo, a nitroglicerina e o nitroprusiato, ambos nitratos orgánicos, controlan a presión sanguínea o metabolizarse en óxido nítrico natural. Os alcaloides vexetais (que a miúdo son substancias de defensa) conteñen nitróxeno por definición. Así pois, moitos fármacos importantes que conteñen nitróxeno, como a cafeína e a morfina, son ou ben alcaloides ou mímicos sintéticos que actúan (do mesmo xeito que moitos alcaloides vexetais) sobre os receptores dos neurotransmisores dos animais (por exemplo, as anfetaminas sintéticas).
O nitróxeno está presente en todos os seres vivos. É un elemento constituente dos aminoácidos, e xa que logo das proteínas, así como dos ácidos nucleicos (o ADN e a ARN). O corpo humano contén aproximadamente o 3% de nitróxeno do seu peso. Trátase do cuarto elemento máis abundante no corpo despois do osíxeno, o carbono e o hidróxeno. O ciclo do nitróxeno describe o movemento deste elemento desde a atmosfera cara á biosfera e os compostos orgánicos e a volta de novo cara á atmosfera.
EtimoloxíaEditar
Considérase que o nitróxeno (do latín nitrum -i, á súa vez do grego νίτρον, "nitro" -nome que historicamente se usou en forma vaga para referirse a diversos compostos de sodio e de potasio que conteñen nitróxeno-, e -geno, da raíz grega γεν-, "xerar"; é dicir, "que xera salitre"[5]) foi descuberto formalmente por Daniel Rutherford en 1772, ao dar a coñecer algunhas das súas propiedades (chamouno "aire floxisticado", en función do que observou no seu experimento dese ano.[5] Con todo, pola mesma época tamén se dedicaron ao seu estudo Carl Wilhelm Scheele (quen o illou), Henry Cavendish e Joseph Priestley.
O nitróxeno é un gas tan inerte que Antoine Lavoisier referíase a el co nome azote (do grego ázoe, que significa "sen vida".[5][6] Clasificouse entre os gases permanentes, sobre todo desde que Michael Faraday non conseguiu velo líquido a 50 atmosferas (atm) e –110 °C ata os experimentos de Raoul Pictet e Louis Paul Cailletet, quen en 1877 conseguiron licualo.
Os compostos de nitróxeno xa se coñecían na Idade Media; así, os alquimistas chamaban aqua fortis ao ácido nítrico e aqua rexia (auga rexia) á mestura de ácido nítrico e ácido clorhídrico, mestura coñecida pola súa capacidade para disolver o ouro e o platino.
Características principaisEditar
O nitróxeno é un gas inerte, non metal, incoloro, inodoro e insípido que constitúe aproximadamente as catro quintas partes do aire atmosférico, se ben non intervén na combustión nin na respiración. Ten unha elevada electronegatividade (3 na escala de Pauling) e 5 electróns no nivel máis externo comportándose como trivalente na maioría dos compostos que forma. Condensa a 77 K e solidifica a 63 K empregándose comunmente en aplicacións crioxénicas (nitróxeno líquido).
O ciclo deste elemento é bastante máis complexo que o do carbono, dado que está presente na atmosfera non só como N2 (78 %) senón tamén nunha grande diversidade de compostos. Pódese atopar principalmente como N2O, NO e NO2, os chamados NOx. Tamén forma outras combinacións con osíxeno tales como N2O3 e N2O5 (anhídridos), "precursores" dos ácidos nitroso e nítrico. Con hidróxeno forma amoníaco (NH3), composto gaseoso en condicións normais.
Abundancia e obtenciónEditar
O nitróxeno é a compoñente principal da atmosfera terrestre (78,1%) e obtense para usos industriais da destilación do ar líquido. Está presente tamén nos restos de animais, por exemplo no guano, usualmente na forma de urea, ácido úrico e compostos de ambos.
Observaronse compostos que conteñen nitróxeno no espazo exterior e o isótopo Nitróxeno-14 crease nos procesos de fusión nuclear das estrelas.
ProduciónEditar
O nitróxeno gas é un gas industrial producido mediante a destilación fraccional de aire líquido ou mediante un método mecánico que utiliza aire gaseoso (por exemplo, unha membrana osmótica inversa presurizada ou adsorción por oscilación de presión). O nitróxeno que se vende comercialmente é a miúdo un produto secundario do tratamento de aire para a concentración industrial de osíxeno para a siderurxia e outros fins. O nitróxeno provisto en forma comprimida a miúdo é coñecido como «NSO» (nitróxeno sen osíxeno).[7]
Nun laboratorio químico, pódese elaborar tratando unha solución acuosa de cloruro de amonio con nitrito de sodio.[8]
- NH4Cl(aq) + NaNO2(aq) → N2(g) + NaCl(aq) + 2 H2O (l)
A reacción tamén produce pequenas cantidades de NO e HNO3. Estas impurezas pódense eliminar facendo pasar o gas por ácido sulfúrico acuoso que conteña dicromato de potasio.[8] Pódese preparar nitróxeno puro mediante a descomposición de azida de bario ou azida de sodio.[9]
- 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2
AplicaciónsEditar
A máis importante aplicación comercial do nitróxeno é a obtención de amoníaco polo proceso de Haber. O amoníaco emprégase na fabricación de fertilizantes e ácido nítrico. Os sales do ácido nítrico inclúen importantes compostos coma o nitrato de potasio (empregado na fabricación da pólvora) e o nitrato de amonio fertilizante.
Os compostos orgánicos de nitróxeno como a nitroglicerina e o trinitrotolueno (TNT) son a miúdo explosivos. A hidracina e os seus derivados empréganse coma combustíbel en foguetes.
Tamén se usa, pola súa baixa reactividade, como atmosfera inerte en tanques de almacenamento de líquidos explosivos, durante a fabricación de compoñentes electrónicos (transistores, díodos, circuítos integrados etc.) e na fabricación do aceiro inoxidábel. O nitróxeno líquido, producido por destilación do ar líquido, úsase en crioxenia, xa que a presión atmosférica condensa a -195,8 °C; aplicación importante é tamén a de refrixerante, para a conxelación, o transporte de comida e a conservación de corpos e células reprodutivas (seme e óvulos) ou calquera outra mostras biolóxica.
HistoriaEditar
O nitróxeno (do latín nitrogenium e este do grego nitrum (νίτρον) (nome que historicamente foi usado ás veces para referirse a diversos compostos de sodio e de potasio que conteñen nitróxeno) e -xeno, da raíz grega γεν xerar) considérase que foi descuberto formalmente por Daniel Rutherford en 1772, quen o chamou "aire nocivo" ou "aire fixo", ó dar este a coñecer algunhas das súas propiedades, aínda que, pola mesma época tamén se dedicaron ao seu estudo Scheele o cal consegue illalo, Cavendish, e Priestley.
O nitróxeno é un gas tan inerte que Lavoisier denominou azote (ázoe) que significa sen vida[10] (ou talvez o chamou así por non ser apto para respirar[11]).). Clasificouse entre os gases permanentes, sobre todo desde que Faraday non conseguira velo líquido a 50 atm e -110 °C, ata os experimentos de Pictet e Cailletet que en 1877 coneguiron licualo.
Os compostos de nitróxeno xa se coñecían na Idade Media; así, os alquimistas chamaban aqua fortis ó ácido nítrico e aqua regia á mestura de ácido nítrico e clorhídrico, coñecida pola súa capacidade de disolver o ouro.
PrecauciónsEditar
Os fertilizantes nitroxenados son unha importante fonte de contaminación do solo e das augas. Os compostos que conteñen ión cianuro forman sales extremadamente tóxicos e son mortais para numerosos animais, entre eles os mamíferos.
NotasEditar
- ↑ CIAAW Standard atomic weights
- ↑ Definicións no Dicionario da Real Academia Galega e no Portal das Palabras para azote.
- ↑ Josefa Gómez de Enterría. "Ázoe, azote, nitrógeno" (PDF). Consultado o 6 de xuño de 2010.
- ↑ "NASA Earth Fact Sheet]" (en inglés). actualizado o 17 de novembro de 2010. Consultado o 24 de decembro do 2015.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Asimov, Isaac (2014). Breve historia de la química: Introducción a las ideas y conceptos de la química. Alianza Editorial (El Libro de Bolsillo). p. 81. ISBN 978-84-206-6421-7.
- ↑ Asimov, Isaac (1999). Momentos estelares de la ciencia: Antoine-Laurent Lavoisier (en castelán). Alianza. 842063980X.
- ↑ Reich, Murray.; Kapenekas, Harry (1957). "Nitrogen Purfication. Pilot Plant Removal of Oxygen". Industrial & Engineering Chemistry (en inglés) 49 (5): 869–873. doi:10.1021/ie50569a032.
- ↑ 8,0 8,1 "Analysis for nitrite by evolution of nitrogen: A general chemistry laboratory experiment". agosto de 2014. doi:10.1021/ed044p475.
- ↑ "Polymerization of nitrogen in sodium azide". agosto de 2014. doi:10.1063/1.1718250.
- ↑ Asimov, Isaac (1999). Momentos estelares de la Ciencia. Alianza. 842063980X.
- ↑ Salvat, Juan (1970). Diccionario Enciclopédico Salvat Universal. Salvat. 8434532212.
Véxase taménEditar
Wikimedia Commons ten máis contidos multimedia na categoría: Nitróxeno |
BibliografíaEditar
- "Táboa periódica dos elementos" (PDF). Consello da Cultura Galega, Xunta de Galicia, Real Academia Galega de Ciencias, Real Academia Galega e Ciencia Nosa. 2019.
- Bermejo, M. R.; González, A.; Vázquez, M. (2006). O nome e o símbolo dos elementos químicos (PDF). Xunta, Secretaría Xeral de Política Lingüística e CRPIH. ISBN 978-84-453-4325-8.
- Bermejo, M. R.; González, A.; Maneiro, M. (2018). Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións. Xunta de Galicia e CRPIH. ISBN 978-84-453-5297-7.
- Garrett, Reginald H.; Grisham, Charles M. (1999). Biochemistry (2ª ed.). Fort Worth: Saunders College Publ. ISBN 0030223180.
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. ISBN 0080220576.