Интересные факты об азоте и его соединениях

С азотом и его соединениями мы сталкиваемся постоянно. Они имеют большое значение для живых организмов и широко применяются в промышленности и технике. Что же интересного можно рассказать об этом химическом элементе? Все самые интересные факты об азоте мы собрали в этом посте.

Интересные факты об азоте

1) Азот — один из самых распространённых элементов во Вселенной, наряду с такими, как водород, гелий, углерод и кислород. На Земле в составе твёрдых пород его мало, зато азот в газообразном виде составляет основную часть (78%) земной атмосферы.

2) Как открыли азот? Заслуга в его открытии принадлежит нескольким химикам (Д. Резерфорд, Кавендиш, Шееле и др.). В конце 18 в., изучая воздух, они обнаружили, что он состоит из двух основных частей. Одна из составляющих поддерживает горение и дыхание живых организмов, другая — его не поддерживает. Эту вторую часть (которая как раз и была азотом) химики первоначально называли «удушливым» или «дурным» воздухом». Французский химик Лавуазье предложил для новооткрытого газа название «азот», что в переводе с греческого означает «безжизненный».

3) Позже химики поняли, что это название оказалось не очень удачным. На самом деле азот крайне важен для живых организмов. Этот элемент наряду с углеродом, водородом и кислородом входит в состав белков. Так что без азота жизнь невозможна. Например, организм человека примерно на 2,5% состоит из азота.

4) Газообразный азот состоит из двухатомных молекул, соединённых довольно прочной тройной связью. Так что при обычных условиях азот малоактивен и почти не вступает в химические реакции. Например, чтобы азот вступил в реакцию с кислородом, нужна температура около 2000 °C. Тем не менее некоторые количества оксида азота всё-таки регулярно образуются в атмосфере благодаря молниям.

5) Большинство живых организмов не способны усваивать азот напрямую из атмосферы. Но некоторые бактерии всё-таки научились это делать. А некоторые растения (например, из семейства бобовых) вступают в симбиоз с такими бактериями и таким образом также получают азот напрямую из воздуха. Так что капусте азотные удобрения нужны, а гороху — нет.

6) В 19 веке химики получали азот из его соединений. Основным источником азота была селитра, крупные запасы которой были обнаружены в Чили. Однако уже в конце 19 в. было подсчитано, что эта селитра скоро закончится, и английский ученый Уильям Крукс поднял тревогу. Исчерпание запасов селитры не только лишало химиков азота, но и грозило голодом жителям Европы! Химики занялись разработкой методов получения азота из воздуха, и самым подходящим оказался метод соединения азота с водородом в аммиак, открытый немецкими химиками в 1912 г.

7) Азот входит в состав подавляющего большинства взрывчатых веществ. Например, одной из главных составляющих пороха является калиевая селитра KNO₃. Поскольку запасы селитры в природе не очень велики и сосредоточены в основном в жарких странах, после распространения огнестрельного оружия некоторые страны испытывали дефицит селитры для производства пороха. Например, после Великой французской революции в конце 18 в. с такой ситуацией столкнулась Франция. Ей грозило поражение в войне с иностранными интервентами, но французский химик Гаспар Монж придумал способ получения селитры из навоза, и производство пороха было возобновлено.

8) Благодаря своей малоактивности азот используется вместо воздуха для создания инертной атмосферы в лампах накаливания и других устройствах. Также азотом накачивают шины авиалайнеров и гоночных автомобилей, чтобы они не загорелись при больших скоростях.

9) А ещё благодаря сравнительной инертности азот используется для тушения пожаров. Особенно эффективно такое тушение внутри помещений. Азот вытесняет кислород и пламя очень быстро гаснет. Главный недостаток метода в том, что для азота нужны большие резервуары, так что подобные установки обходятся довольно дорого.

Видео — блогер с Ютуба тушит жидким азотом горящую жидкость в своём бассейне:

10) При -196 °C азот становится жидкостью. В резервуарах с хорошей теплоизоляцией его можно хранить довольно долго. Сегодня жидкий азот широко используется везде, где нужно охладить что-то до низких температур или хранит при таких температурах длительное время. Жидким азотом замораживают продукты питания, используют для сохранения на длительное время клеток и органов, с его помощью удаляют бородавки на коже. Много применений у жидкого азота в промышленности и технике — им охлаждают мощные процессоры, режут металлы, в Большом адронном коллайдере жидкий азот используют для охлаждения сверхпроводящих магнитов, а во время строительства метро в Ленинграде жидким азотом замораживали грунт, чтобы туннели не размыло водой.

11) Т. к. при низких температурах меняются свойства многих веществ, при помощи жидкого азота можно провести немало зрелищных опытов. Например, в жидком азоте становятся хрупкими не только цветы и овощи, но даже резина и железо, а охладив в жидком азоте сверхпроводник, можно увидеть магнитную левитацию.

Видео — интересные опыты с жидким азотом:

Интересные факты об аммиаке

1) Аммиак NH₃ — одно из самых используемых веществ в химической промышленности. Хотя получать аммиак в промышленных масштабах научились лишь в начале 20 века, это вещество было известно людям давно. Его открыли ещё древнеегипетские жрецы, назвав в честь бога Амона — «аммониак». Позже название сократилось до «аммиак».

2) Аммиак имеет настолько резкий запах, что в медицине его используют, чтобы вывести человека из состояния обморока.

3) Примочки из раствора аммиака снимают боль и зуд при укусах насекомых.

4) Аммиак используют в сельском хозяйстве как азотное удобрение и для отпугивания насекомых-вредителей. Азот из аммиака растения усваивают лучше, чем из селитры и других азотных удобрений.

5) Аммиак — одно из немногих веществ, чья теплоёмкость (в жидком состоянии) больше, чем теплоёмкость воды. Она превышает 4500 Дж/(кг*°C), а у воды всего 4200.

6) Также у аммиака большая теплота испарения, т. е. испаряясь, он поглощает много тепла. Поэтому раньше его активно использовали как хладагент в холодильниках, в т. ч. домашних.

7) Аммиак может менять окраску цветов, а также придавать запах некоторым цветам, которые обычно не пахнут.

8) В быту аммиак можно использовать для дезинфекции помещений, отбеливания тканей и очистки предметов от жира и загрязнений.

9) При обычных условиях аммиак является газом, поэтому его обычно хранят в виде раствора аммиака в воде. Аммиак очень хорошо растворяется в воде  — всего один миллилитр воды может поглотить литр газообразного аммиака!

Видео — интересный опыт, основанный на способности аммиака растворяться в воде:

10) При помощи аммиака дерево можно легко сделать гибким. Аммиак разрушает водородные связи в молекулах целлюлозы, и они могут скользить друг относительно друга. Если дерево поместить в пары аммиака, его можно согнуть, а затем, когда аммиак испарится, оно снова станет твёрдым, сохранив приданную ему форму.

11) Жидкий аммиак — хороший растворитель. В нём можно растворить многие нерастворимые в воде вещества и даже металлы.

12) При помощи аммиака можно провести немало интересных опытов, например, «дым без огня». Увидеть подобный опыт можно в этом видео:

13) Аммиак можно использовать как топливо в двигателях внутреннего сгорания. Во время второй мировой войны рейсовые автобусы в Бельгии были переведены на аммиак, т. к. обычного бензина и дизеля в стране не было. Также аммиак может использоваться как топливо и в реактивных двигателях.

Интересные факты о других соединениях азота

1) При реакции азота с кислородом можно получить аж шесть разновидностей оксидов. Из них три оксида (N2O, NO и NO2) при обычных условиях — газы, один (N2O3) — жидкость, а ещё один (N2O5) — твёрдое вещество. Также при охлаждении оксида NO2   он начинает переходить в оксид с формулой N2O4.

2) Оксид N2O ещё называют закисью азота. У него довольно широкая сфера применения. Например, его используют в кулинарии для сохранения продуктов питания, а также при приготовлении взбитых сливок, пористого шоколада и т. п. В автоспорте закись азота иногда подают в двигатель вместо воздуха для увеличения его мощности. Но про закись азота можно рассказать ещё немало интересного.

Открыл закись азота ещё в конце 18 в. британский химик Джозеф Пристли. Вроде бы газ не представлял собой ничего особенного, но через некоторое время другие химики заметили, что после вдыхания газа их начинают смешить самые обычные вещи. После этого газ стали использовать артисты на представлениях, чтобы смешить зрителей, а закись азота стала известна как «веселящий газ». Но помимо этого у газа обнаружился ещё один интересный эффект — в больших концентрациях при его вдыхании человек перестаёт чувствовать боль и может даже заснуть. Узнав о таких свойствах газа, его начали использовать врачи, особенно стоматологи, т. к. других средств обезболивания тогда не было.

3) Раствор оксида азота N2O4 в азотной кислоте используют в качестве окислителя ракетного топлива.

4) Азотная кислота HNO3 — одна из самых сильных и химически активных кислот. Она реагирует почти со всеми металлами (даже с теми, с которыми не реагируют другие кислоты. А в смеси соляной и азотной кислот («царской водке») можно растворить даже такие химически инертные металлы, как золото и платину. Интересный факт — во время оккупации Дании один из датских химиков растворил в «царской водке» золотые Нобелевские медали своих коллег, чтобы спасти их от конфискации.

Видео — интересные опыты с азотной кислотой:

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Следующий пост →

Отправить комментарий

Разрешены HTML тэги: <a href="http://google.com">google</a> <strong>bold</strong> <em>emphasized</em> <code>code</code> <blockquote>
quote
</blockquote>

*