Azoto

 

Azoto

O azoto, nitrogénio (português europeu) ou nitrogênio (português brasileiro) é um elemento químico com símbolo N, número atómico 7 e de massa atómica 14,00674 u (7 protões e 7 neutrões, com adição da pequena massa dos 7 eletrões), representado no grupo (ou família) 7 (antigo VO) da tabela periódica.

 Pertence à família dos pnicogénios. O nitrogénio foi descoberto pelo médico escocês Daniel Rutherford em 1772, como componente separável do ar. Em condições normais forma um gás diatómico (N2 ), incolor, inodoro, insípido e principalmente inerte, não participando da combustão e nem da respiração. Condensa a aproximadamente 77 K (-196 °C) e solidifica a aproximadamente 63 K (-210 °C). que constitui 78,08% do volume do ar atmosférico.

 Embora o nitrogênio dentro dos solos e da vegetação terrestre seja amplamente considerado proveniente da atmosfera, rochas resistidas contribui com 6% a 17% da provisão total de nitrogênio terrestre, ou 11 a 18 teragramas de nitrogênio anualmente.

O nitrogénio é um elemento comum no Universo. Estima-se que seja o sétimo elemento mais abundante na Via Láctea e no Sistema Solar. É sintetizado pela fusão de carbono e hidrogénio nas supernovas. Devido à volatilidade do nitrogénio elementar e dos seus compostos mais usuais, o nitrogénio é muito menos comum nos planetas rochosos do sistema solar interior, para além de ser, no geral, um elemento relativamente raro na Terra. Contudo, da mesma forma que na Terra, o nitrogénio e os compostos do nitrogénio possuem uma grande presença na atmosfera dos planetas e satélites que o têm. O nitrogênio no manto provavelmente existe desde a formação inicial do planeta.

Muitos compostos de importância industrial, como amoníaco, o ácido nítrico, os nitratos orgânicos (propelentes e explosivos), bem como cianetos, contêm nitrogénio. A ligação extremamente forte de nitrogénio elementar domina a química do nitrogénio, tornando difícil tanto para os organismos como para a indústria transformar o N2 em compostos úteis, libertando grandes quantidades de energia quando estes compostos são queimados ou se degradam em gás nitrogénio. O amoníaco e os nitratos produzidos sinteticamente são importantes fertilizantes industriais. Os nitratos fertilizantes são contaminantes que desempenham um papel significativo na eutrofização dos sistemas aquáticos.

Além de seus principais usos como fertilizantes e stocks de energia, o nitrogénio forma compostos orgânicos versáteis. O nitrogénio constitui parte de materiais tão diversos quanto o kevlar e a supercola de cianoacrilato. O nitrogénio é parte integrante das moléculas de todas as grandes classes de medicamentos, incluindo os antibióticos. Muitos medicamentos imitam ou são pró-fármacos de moléculas de sinalização que contêm nitrogénio. Por exemplo, nitroglicerina e nitroprussiato, ambos nitratos orgânicos, controlam a pressão sanguínea ao metabolizar-se em óxido nítrico natural. Os alcaloides vegetais (que são amiúde substâncias de defesa) contêm nitrogénio por definição.

Portanto, muitos fármacos importantes que contêm nitrogénio, como a cafeína e a morfina, são ou alcaloides ou imitadores sintéticos que actuam (da mesma forma que muitos alcaloides vegetais) sobre os receptores dos neurotransmissores dos animais (por exemplo, as anfetaminas sintéticas).

O nitrogénio está presente em todos os seres vivos. É um elemento constituinte do aminoácidos e, portanto, das proteínas, bem como dos ácidos nucleicos (o ADN e o ARN). O corpo humano possui cerca de 3% do seu peso em nitrogénio. Trata-se do quarto elemento mais abundante no corpo depois do oxigénio, carbono e hidrogénio. O ciclo de nitrogénio descreve o movimento deste elemento desde a atmosfera para a biosfera e os compostos orgânicos e o retorno à atmosfera novamente.

Considera-se que foi descoberto formalmente por Daniel Rutherford em 1772 ao determinar algumas de suas propriedades. Entretanto, pela mesma época, também se dedicou ao seu estudo Scheele que o isolou.

História

O nitrogênio (do latim nitrogenium e este do grego νίτρον = nitro, e -genio, da raiz grega γεν = gerar) considera-se que foi descoberto formalmente por Daniel Rutherford em 1772 ao determinar algumas de suas propriedades. Entretanto, pela mesma época, também se dedicaram ao seu estudo Scheele que o isolou, Cavendish, e Priestley. O nitrogênio é um gás tão inerte que Lavoisier se referia a ele como azote, que é uma palavra formada pelas raizes gregas a (negativo) e zote (vivo), ou seja, sem-vida, devido ao fato de que ele não é utilizado para a vida na Terra como o oxigênio. Em francês, o termo azote é utilizado no lugar de nitrogênio.

Alguns anos depois, em 1790, foi chamado de nitrogénio, por Jean Antoine Chaptal, que significa “formador de salitre”.

Foi classificado entre os gases permanentes desde que Faraday não conseguiu torná-lo líquido a 50 atm e -110 °C. Mais tarde, em 1877, Pictet e Cailletet conseguiram liquefazê-lo.

Alguns compostos de nitrogênio já eram conhecidos na Idade Média: os alquimistas chamavam de aqua fortis o ácido nítrico e aqua regia a mistura de ácido nítrico e clorídrico, conhecida pela sua capacidade de dissolver o ouro.

Características principais

Ocorre como um gás inerte (N2 ), não metal, incolor, inodoro e insípido, constituindo cerca de 4/5 da composição do ar atmosférico, não participando da combustão e nem da respiração. Como elemento (N) tem uma elevada eletronegatividade (3 na escala de Pauling) e 5 electrões no nível mais externo (camada de valência), comportando-se como ião trivalente na maioria dos compostos que forma. Condensa a aproximadamente 77 K (-196 °C) e solidifica a aproximadamente 63 K (-210 °C).

O nitrogénio é o principal componente da atmosfera terrestre. Este elemento chega ao solo através de compostos orgânicos (restos vegetais e animais) e/ou inorgânicos. Sua fixação pode ser biológica (simbiótica ou não) ou por descargas elétricas. No solo o N se encontra na forma orgânica ou inorgânica, podendo se mudar de forma (ou vice-versa) pelo fenômeno da mineralização ou imobilização.

Aplicações

A mais importante aplicação comercial do nitrogênio é na obtenção do gás amoníaco pelo processo Haber. O amoníaco é usado, posteriormente, para a fabricação de fertilizantes e ácido nítrico.

É usado, devido a sua baixa reatividade, como atmosfera inertizada em tanques de armazenamento de óleos vegetais e animais. Também é usado em tanques de líquidos explosivos, durante a fabricação de componentes eletrônicos (transistores, diodos, circuitos integrados, etc.) e na fabricação do aço inoxidável. O uso de nitrogênio como atmosfera inerte geralmente é feito com a substituição do ar de um ambiente fechado por nitrogênio puro (a pureza necessária vai depender da criticidade do processo) e consequente diminuição nessa atmosfera dos contaminantes e do oxigênio presente no ar.

O nitrogênio líquido, obtido pela destilação do ar líquido, se usa em criogenia, já que na pressão atmosférica condensa a -196 °C.

É usado como fator refrigerante, para o congelamento e transporte de alimentos, conservação de corpos e células reprodutivas sexuais, masculinas e femininas ou quaisquer outras amostras biológicas.

Entre os sais do ácido nítrico estão incluídos importantes compostos como o nitrato de potássio (nitro ou salitre empregado na fabricação de pólvora) e o nitrato de amônio como fertilizante.

Os compostos orgânicos de nitrogênio como a nitroglicerina e o trinitrotolueno (TNT) são muito explosivos. A hidrazina e seus derivados são usados como combustível em foguetes.

Na medicina nuclear, o 13N (lê-se nitrogênio 13), radioativo com emissão de positrão, é usado no exame PET.

Na indústria automobilística é utilizado para inflar pneus de alto desempenho.

Na vulcanologia, pesquisadores descobriram que analisar isótopos de nitrogênio  "agrupados" é uma maneira útil de monitorar a atividade de vulcões.

O nitrogênio como adubo

O nitrogênio é o elemento que as plantas necessitam em maior quantidade. É um macronutriente primário ou nobre. No entanto, devido à multiplicidade de reações químicas e biológicas, à dependência das condições ambientais e ao seu efeito no rendimento das culturas, o nitrogênio é também o elemento que apresenta maiores dificuldades de manejo na produção agrícola mesmo em propriedades tecnicamente orientadas.

As formas preferenciais de absorção de nitrogênio pelas plantas são a amônia (NH4+) e o nitrato (NO3-).

Compostos nitrogenados simples, como ureia e alguns aminoácidos, também podem ser absorvidos, mas são poucos encontrados na forma livre no solo.

Mas, apesar de ser o nutriente mais abundante da atmosfera terrestre, o N não figura como constituinte de qualquer rocha terrestre. Talvez, seja por este motivo ele é o elemento mais caro dos fertilizantes, pois, para sua formação são necessárias diversas reações químicas, as quais necessitam de muita energia. Tal afirmação é justificada pelo fato da difícil síntese e alto custo energético da formação do NH3.

As formas em que o N se apresenta nos adubo nitrogenados são: Nítricas (Ex. Nitrato de Cálcio), amoniacal (Ou ambas como e o caso do Nitrato de Amônia), orgânica e amídica (Uréia). A concentração de N nos adubos podem variar desde 82% na amônia anidra até alguns décimo de 1% nos adubos orgânicos.

Abundância e obtenção

O nitrogênio é o componente principal da atmosfera terrestre (78,1% em volume). É obtido, para usos industriais, pela destilação do ar líquido ou pelo enriquecimento através de filtros moleculares. O elemento está presente na composição de substâncias excretadas pelos animais, usualmente na forma de ureia e ácido úrico.

Tem-se observado compostos que contém nitrogênio no espaço exterior. O isótopo 14N se cria nos processos de fusão nuclear das estrelas.

Compostos

Com o hidrogênio forma o amoníaco ( NH3) e a hidrazina ( N2H4 ). O amoníaco líquido — anfótero como a água — atua como uma base em solução aquosa formando íons amônio ( NH4+). O mesmo amoníaco comporta-se como um ácido em ausência de água, cedendo um próton a uma base, dando lugar ao ânion amida (NH2-). Também se conhece largas cadeias e compostos cíclicos de nitrogênio, porém, são muito instáveis.

Com o oxigênio forma vários óxidos como o óxido nitroso ( N2O) ou gás hilariante, o óxido nítrico (NO) e o dióxido de nitrogênio ( NO2 ), estes dois últimos são representados genericamente por NOx e são produtos de processos de combustão, contribuindo para o aparecimento de contaminantes (smog fotoquímico). Outros óxidos são o trióxido de dinitrogênio ( N2O3 ) e o pentóxido de dinitrogênio (N2O5 ), ambos muito instáveis e explosivos, cujos respectivos ácidos são o ácido nitroso (HNO2 ) e o ácido nítrico (HNO3 ) que, por sua vez, formam os sais nitritos e nitratos.

Papel biológico

O azoto é o componente essencial dos aminoácidos e dos ácidos nucleicos, vitais para os seres vivos. As leguminosas são capazes de desenvolver simbiose com certas bactérias do solo chamadas de rizóbios, estas bactérias absorvem o azoto diretamente do ar, sendo este transformado em amoníaco que logo é absorvido pela planta. Na planta o amoníaco é reduzido a nitrito pela enzima nitrito redutase e logo em seguida é reduzido a nitrato pela enzima nitrato redutase. O nitrato é posteriormente utilizado pela planta para formar o grupo amino dos aminoácidos das proteínas que, finalmente, se incorporam à cadeia trófica. Um bom exemplo deste processo é observado na soja, sendo esta uma cultura que dispensa adubação nitrogenada. (veja: ciclo do nitrogênio). Em 2015, pesquisadores da Universidade Cornell desenvolveram um forma de vida livre de oxigênio com base em metano chamada "azotosoma" que, teoricamente, pode existir no ambiente frio e agreste da lua gigante do planeta Saturno, Titã, desafiando a ideia de que a água é necessária à vida.

Isótopos

Há dois isótopos estáveis do azoto: 14N e 15N. O mais comum é o 14N, com uma abundância relativa de 99,634%, sendo o restante preenchido pelo 15N.

No universo, o 14N é produzida pelo ciclo carbono-azoto das estrelas.

Dos dez isótopos artificiais do nitrogênio (sintetizados em laboratório), o 13N tem uma vida média de nove minutos enquanto que os demais isótopos, da ordem de segundos ou menos.

As reações biológicas de nitrificação e desnitrificação contribuem, de maneira determinante, na dinâmica do azoto no solo, quase sempre produzindo um enriquecimento em 15N do substrato.

Precauções

Os fertilizantes azotados são uma poderosa fonte de contaminação do solo e das águas. Os compostos que contêm iões cianeto formam sais extremadamente tóxicos e são mortais para numerosos animais, entre os quais os mamíferos.

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Aviso!

Espaço reservado para a informação acadêmica do assunto. Conhecimento aplicado no livro Eternidade 1 - Fatos 2020 e 2021.

Com o tempo posso preencher esse espaço adicionando informação e novos direcionamentos para meus livros.

Tentarei facilitar, mostrando o significado e o caminho, para que consiga entender com base científica tudo sobre a Eternidade 1.

Você tem que saber ou pelo menos conhecer, para aplicar o conhecimento na realidade.

Se chegou até aqui, peço desculpas pela falta de informações.

Obrigado pela atenção, agradeço a Deus, tenho esperança no futuro melhor.

Em construção...

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