ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                                  აზოტი

თხევადი აზოტი

(ლათ. Nitrogenium; ბერძ. άζωτο „აზოტო“) — ქიმიური ელემენტი, უფერული აირი, რომელსაც არ აქვს სუნი და გემო და ხელს არ უწყობს წვას; ჰაერის ერთ-ერთი ძირითადი შემადგენელი ნაწილია (78 %). ქიმიური სიმბოლო — N და მისი ატომური რიცხვია 7. მენდელეევის ელემენტების პერიოდული სისტემის მე-2 პერიოდის მე-5 ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი.

                                                                     

აზოტ (ძვ. ბერძნ. ἄζωτος — უსიცოცხლო, ლათ. nitrogenium), წინა სახელწოდებებთან ერთად («ფლოგისტირული», «საზიანო» და «გაფუჭებული» ჰაერი) 1787 წ. ლავუაზიემ შესთავაზა, რომელიც იმ დროს სხვა ფრანგ მეცნიერებთან ერთად ამუშავებდა ქიმიური ნომენკლატურის პრინციპებს. როგორც ზემოთ არის აღნიშნული, იმ დროისათვის უკვე იყო ცნობილი, რომ აზოტი ხელს არ უწყობს არც წვას და არც სუნთქვას. ეს თვისებები ჩათვალეს ყველაზე მნიშვნელოვნად. მაგრამ შემდეგ ცნობილი გახდა, რომ აზოტი პირიქით, აუცილებელია ყველა ცოცხალი არსებისათვის, სახელწოდება შემორჩა ფრანგულ, რუსულ, უკრაინულ და ქართულ ენებში.

არსებობს სხვა ვერსიაც. სიტყვა «აზოტი» არაა ლავუაზიეს მოგონილი და არც მისი კოლეგებისა ნომენკლატურული კომისიიდან; ის შევიდა ალქიმიურ ლიტერატურაში უკვე ადრე შუა საუკუნეებში და გამოიყენებოდა «ლითონების პირველადი მატერიის» აღსანიშნავად, რომელსაც თვლიდნენ ყველა არსებულის «ალფა და ომეგად». ეს გამოთქმა ნასესხებია აპოკალიფსიდან: «მე ვარ ალფა და ომეგა, დასაწყისი და დასასრული». სიტყვა შედგენილია სამი ენის ლათინურის, ბერძნულის და ძველებრაული ანბანის პირველ და ბოლო ასოებისაგან, — რომლებიც ითვლებოდა «წმინდა» ასოებად, რადგან, სახარების მიხედვით, ქრისტეს ჯვარცმისას ჯვარზე წარწერა იყო გაკეთებული ამ ენებზე (ა, ალფა, ალეფ და ზეტ, ომეგა, ტავ — AAAZOTH). ახალი ქიმიური ნომენკლატურის შემდგენლებმა კარგად იცოდნენ ამ სიტყვის არსებობის შესახებ; მისი შექმნის ინიციატორი ლუი ბერნარ გიტონ დე მორვო აღნიშნავდა თავის «მეთოდურ ენციკლოპედიაში»(1786) ტერმინის ალქიმიურ მნიშვნელობაზე.

ლათინურად აზოტს «nitrogenium» ეწოდება, ანუ «სელიტრის (ნიტრატის) გამჩენს»; ინგლისური სახელწოდება ლათინურიდან მოდის. გერმანულში გამოიყენება Stickstoff, რაც ნიშნავს «მახრობელა ნივთიერებას».

იხ. ვიდეო

ბუნებრივი აზოტი შედგება ორი სტაბილური იზოტოპოსაგანв ¹⁴N — 99,635 % და ¹⁵N — 0,365 %.

ხელოვნურად მიღებულია თოთხმეტი რადიოაქტიური აზოტის იზოტოპი მასური რიცხვებით 10-დან 13-მდე და 16-დან 25-მდე. ყველა ისინი არიან ძალიან მოკლე არსებობის მქონე იზოტოპები. ყველაზე სტაბილური მათ შორის არის ¹³N ნახევრად დაშლის პერიოდი 10 წთ-ს შეადგენს.

აზოტის სტაბილური იზოტოპის ბირთვის სპინი: ¹⁴N — 1; ¹⁵N — 1/2

დედამიწის გარეთ აზოტი აღმოჩენილია მზის ატმოსფეროს აიროვან ნისლში, პლანეტა ურანზე, ნეპტუნზე, ვარსკვლავთაშორისო გარემოში და სხვა. აზოტი — გავრცელების მიხედვით მეოთხე ელემენტია მზის სისტემაში (წყალბადის, ჰელიუმის და ჟანგბადის შემდეგ).

აზოტი, ორატომიანი მოლეკულის ფორმით N₂ დედამიწის ატმოსფეროს უმეტეს ნაწილს 75,6 %-ს (მასით) და 78,084 % (მოცულობით) შეადგენს, ანუ მიახლოებით 3,87×10¹⁵ ტ.

აზოტის შემცველობა დედამიწის ქერქში, სხვადასხვა ავტორების მონაცემით, შეადგენს (0,7—1,5)×10¹⁵ ტ (ამასთან ჰუმუსში — მმიახლოებით 6×10¹⁰ ტ), დედამიწის მანტიაში — 1,3×10¹⁶ ტ. მასების ასეთი შეფარდება იძლევა საშუალებას ვივარაუდოდ, რომ მანტიის ზედა ნაწილი აზოტის მთავარ წყაროს წარმოადგენს, საიდანაც ის ხვდება დედამიწის სხვა ფენაში ვულკანების ამოფრქვევების შედეგად.

ჰიდროსფეროში არსებული აზოტის წონა, იმის გათვალისწინებით, რომ ერთდროულად ხდება ატმოსფეროს აზოტის გახსნა წყალში და მისი გამოყოფა ატმოსფეროში, შეადგენს მიახლოებით 2×10¹³ ტ, ამას გარდა მიახლოებით 7×10¹¹ ტ. აზოტი მდებარეობს ნაერთების სახით ჰიდროსფეროში.

იხ. ვიდეო

აზოტი წარმოადგენს აუცილებელ ელემენტს ცოცხალი არსებებისთვისა და მცენარეებისათვის, ის შედის ცილების (მასის 16—18 %), ამინომჟავების, ნუკლეინური მჟავების, ნუკლეოპროტეიდების, ქლოროფილების, ჰემოგლობინის და სხვათა შემადგენლობაში. ცოცხალი უჯრედების შემადგენლობაში აზოტის ატომების მიხედვით მიხლოებით 2%, მასური წილის - მიახლოებით 2,5 % (მეოთხე ადგილი წყალბადის, ნახშირბადის და ჟანგბადის შემდეგ). აქედან გამომდინარე დაკავშირებული აზოტის ატომების მნიშვნელოვანი ნაწილი არსებობს ცოცხალ ორგანიზმების შემადგენლობაში, «მკვდარ ორგანიკაში» და ოკენეებისა და ზღვების დისპერსულ ნივთიერებებში. ეს რაოდენობა მიახლოებით 1,9×10¹¹ ტ-ით განისაზღვრება. აზოტიანი ორგანიკის ლპობისა და გახრწნის შედეგად, ხელშემწყობი ფაქტორების არსებობისას შეიძლება წარმოიშვას ბუნებრივი წიაღისელის საბადოები რომლებიც აზოტს შეიცავენ, მაგალითად, «ჩილიური სელიტრა» (ნატრიუმის სელიტრა (ნატრიუმის ნიტრატი) სხვა ნაერთების მინარევებით), ნორვეგიული, ინდური სელიტრა

                                                                        

ატმოსფერული აზოტის ფიქსაცია ბუნებაში მიმდინარეობს ორი ძირითადი მიმართულებით — აბიოგენური და ბიოგენური. პირველი მიმართულება ძირითადად მოიცავს აზოტის რეაქციას ჟანგბადთან. რადგანაც აზოტი ქიმიურად საკმაოდ ინერტულია, მისი დაჟანგვისათვის საჭიროა ენერგიის დიდი რაოდენობა (მაღალი ტემპერატურა). ასეთი პირობები იქმნება ჭექა-ქუხილის დროს ელვის განმუხტვისას, როდესაც ტემპერატურა აღწევს 25000 °C. ამ დროს ხდება სხვადასხვა აზოტის ოქსიდების წარმოქმნა.

მაგრამ მოლეკულური აზოტის ძირითადი ნაწილი (მიახლოებით 1,4×10⁸ ტ/წ.) ფიქსირდება ბიოტიკური გზით. დიდი დროის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ მოლეკულური აზოტის დაკავშირება შეუძლიათ მხოლოდ მიკროორგანიზმების სახეობების მცირე რაოდენობას (მაგრამ მიწის ზედაპირზე ფართოდ გავრცელებულებს): ბაქტერიები Azotobacter და Clostridium, ლობიოსებრთა მცენარეების ბოლქვების ბაქტერიები Rhizobium, ციანობაქტერიები Anabaena, Nostoc და სხვა. ახლა ცნობილია, რომ ასეთი თვისებები ახასიათებთ ბევრ სხვა ორგანიზმებს წყალში და ნიადაგში, მაგალითად, აქტინომიცეტები მურყანის ბოლქვებში და სხვა ხეებშიც (სულ 160 სახეობა). ყველა ისინი მოლეკულურ აზოტს გარდაქმნიან ამონიუმის ნაერთებად (NH₄⁺). ეს პროცესი საჭიროებს ენერგიის საკმაო რაოდენობას (1 გ. ატმოსფერული აზოტის ფიქსაციისათვის ლობიოს ბოლქვის ბაქტერიები ხარჯავენ მიახლოებით 167,5 კჯ, ანუ ჟანგავენ მიახლოებით 10 გ. გლუკოზას). ასე რომ აშკარაა, ურთიერთ სარგებლიანობა სიმბიოზი მცენარისა და აზოტფიქსირებად ბაქტერიას შორის — პირველი აძლევს მეორეს «საცხოვრებელ ადგილს» და ამარაგებენ ფოტოსინთეზის შედეგად მიღებული «საწვავით» — გლუკოზით, მეორე კი უზრუნველყოფს მცენარისათვის საჭირო ათვისებადი ფორმის აზოტით.

აზოტი ამიაკის ფორმით და ამონიუმის ნაერთები, რომლებიც მიიღება ბიოგენური აზოტფიქსაციის პროცესში, მალე იჟანგებიან ნიტრატებამდე და ნიტრიტებამდე (ამ პროცესს ნიტროფიკაციას უწოდებენ). ისინი, მცენარის ნაჭრებისაგან თავისუფალნი (და შემდეგ საკვები ჯაჭვის მიხედვით ჯერ ბალახის მძოველ და შემდეგ მტაცებელ ცხოველებში გადადიან), დიდი ხნით რჩებიან ნიადაგში. ნიტრატებისა და ნიტრიტების უმრავლესობა კარგად ხსნადია, ამიტომაც წყლით ირეცხებიან და საბოლოოდ ხვდებიაბ მსოფლიო ოკეანეში (ეს ნაკადი შეფასებულია 2,5—8×10⁷ ტ/წ.).

აზოტი, რომელიც მცენარისა და ცხოველის შემადგენლობაშია, მათი სიკვდილის შემდეგ ამონიფიკაციას განიცდიან (აზოტის შემცველი რთული შენაერთების დაშლით ამიაკისა და ამონიუმის იონების გამოყოფით) და დენიტრიფიკაციას ანუ ატომური აზოტის და ასევე მისი ოქსიდების გამოყოფას განიცდიან. ეს პროცესები მთლიანად მიკროორგანიზმების დახმარებით ხდება, აერობულ და ანაერობულ პირობებში.

ადამიანის ჩაურევლობის დროს აზოტის დაკავშირების და ნიტრიფიკაციის პროცესები პრაქტიკულად მთლიანად გაწონასწორებულია დენიტრიფიკაციის საპირისპირო რეაქციებით. აზოტის ნაწილი ხვდება ატმოსფეროში მანტიიდან ვულკანების ამოფრქვევის დროს, ნაწილი კი მკვიდრად ფიქსირდება ნიადაგებში და მინერალებში, ამას გარდა ყოველთვის ხდება აზოტის გაჟონვა ატმოსფეროს ზედა ფენებიდან პლანეტათშორისო სივრცეში.

გამოყენება - თხევადი აზოტი გამოიყენება კრიოთერაპიისთვის. აიროვანი აზოტის გამოყენება მრეწველობაში განპირობებულია მისი ინერტობით. აიროვანი აზოტი ხანძარ-საწინააღმდეგო და არააფეთგებად საშიში თვისებებით ხასიათდება, ხელს უშლის ჟანგვასა და ლპობას. ნავთობქიმიაში გამოიყენება რეზერვუარებისა და მილების ჩასაბერად, მილსადენების სამუშაოების შესამოწმებლად მაღალი წნევის ქვეშ. ქვანახშირის მოპოვებისას აზოტი გამოიყენება ფეთქებადსაწინააღმდეგო გარემოს შესაქმნელად, ქანების პლასტების გასაწევად. ელექტრონიკის წარმოებაში გამოიყენება განყოფილებების ჩასაბერად, დამჟანგავი ჟანგბადის დაუშვებლობისას. თუ კი პროცესის დროს, რომელიც მიმდინარეობს ჰაერის გამოყენებით, ჟანგვა და ლპობა, გახრწნა არის ნეგატიური ფაქტორი — აზოტს შეუძლია წარმატებით შეცვალოს ჰაერი.

აზოტის გამოყენების მნიშვნელოვან მიმართულებას წარმოადგენს მისი შემდგომი სინთეზი სხვადასხვაგვარი შენაერთების მისაღებად, როგორებიცაა ამიაკი, აზოტიანი სასუქები, ასაფეთქებელი ნივთიერებები, საღებავები და სხვა.

აზოტის დიდი რაოდენობა გამოიყენება კოქსიის წარმოებაში («კოქსის მშრალი ქრობა») კოქსის ბატარეიდან კოქსის გადმოტვირთვისას, ასევე საწვავის «გადატუმბვისას» ტანკებიდან ტუმბებში და ძრავებში რაკეტებში.

კვების მრეწველობაში აზოტი დარეგისტრირებულია როგორც საკვები დანამატი E941, როგორც აიროვანი გარემო შეფითვისათვის და შენახვისათვის, მაცივარი საშუალება, თხევადი აზოტი გამოიყენება ზეთის და არაგაზირებული სასმელების ჩამოსხმისას, ზედმეტი წნევისა და ინერტული გარემოს შესაქმნელად რბილ ტარაში .

თხევადი აზოტის დემონსტრირება ხდება როგორც ნივთიერების რომლითაც შეიძლება დიდი სხეულებია მყისიერი გაყინვა ეს ფართოდ გავრცელებული არასწორი წარმოდგენაა. ყვავილის გასაყინათაც საკმაოდ დიდი დროა საჭირო . ეს დაკავშირებულია აზოტის მატად დაბალი თბიტევადობაზე.

1 ლიტრი თხევადი აზოტი, აორთქლებისა და გახურებისას 20 °C-მდე, წარმოქმნის 700 ლიტრ აირს. ამიტომაც თხევად აზოტს ინახავენ სპეციალურ დიურერის ჭურჭელში ღია ტიპის ვაკუუმური იზოლაციით ან კრიოგენურ ჭურჭლებში წნევის ქვეშ. ამ ფაქტზეა დაფუძნებული ხანძრის ქრობაც თხევადი აზოტით. აორთქლებისას, აზოტი აძევებს ჟანგბადს, რომელიც საჭიროა წვისთვის, და ხანძარიც ქრება. რადგანაც აზოტი მხოლოდ ორთქლდება წყლისაგან განსხვავებით ქრობის დროს ის უფრო ეფექტურია.

ცოცხალი არსებების გაყინვა თხევადი აზოტით შემდეგი მათი დნობით პრობლემატურია. პრობლემა ისაა რომ შეუძლებელია მათი ჩქარი გაყინვა და გალღვობა.

ბალონების მარკირება - აზოტიანი ბალონები შეღებილია შავ ფრად , უნდა ჰქონდეს ყვითელის ფერის წარწერა და ყავისფერი ზოლი

NFPA 704

0 3 0

ჩვეულებრისვ მდგოარეობაში აზოტი არ არის ტოქსიკური, მაგრამ ატმოფერული წნევის მომატებისას შეუძლია გამოწვიოს აზტის მოწამვლა. უმრავლესობა აზტის შენართები ჯარმთელობისთვის საშიშია. აზოტი მიეკუთვნება მე-2კლასს საშიშროებას.