اين يوجد اعلى تركيز من النيتروجين

يوجد اعلى تركيز من النيتروجين في

الغلاف الجوي .

النيتروجين هو غاز عديم اللون والطعم والرائحة، يوجد بنسبة 78% في الغلاف الجوي، لذلك يُعد أعلى تركيز من النيتروجين يوجد في الغلاف الجوي، أي أن حوالي أربع أخماس هواء الأرض من النيتروجين، وأظهر العالم الكيميائي السويدي “كارل شيل” أن الهواء يتكون من غازين وأطلق عليهم اسمين: هواء النار وهواء كريه، وبالطبع المقصود بهواء النار هو “غاز الأكسجين” لأنه يساعد في عملية الاحتراق، والهواء الكريه هو “غاز النيتروجين”، وأظهر البحث والعمل على غاز النيتروجين من قِبل العلماء أن النيتروجين هو أحد مكونات النتر (نترات البوتاسيوم


KNO


3


) وبناءًا عليه أطلق عليه العالم الكيميائي الفرنسي “جان أنطوان” اسم غاز النيتروجين، يظهر النيتروجين في المرتبة السادسة من حيث الوفرة الكونية، وتم العثور على النيتروجين الحر في عدد من النيازك و غازات البراكين والمناجم وكذلك في الشمس والسدم ويشكل حوالي 16%  من وزن المركبات العضوية المعقدة، ويتم إنتاج النيتروجين من خلال دورة بيئية متكاملة بين الهواء والنبات والتربة والحيوانات ويعود مجددًا إلى التربة التي تُعيده إلى الهواء مجددًا في توازن بيئي دقيق ومتكامل صُنع بيد الله.

كيف يستخدم النيتروجين

• 
  في الصناعات الكيميائية.
  
• 
  في الصناعات الكهربائية.
  
• 
  في الصناعات الغذائية.
  
• 
  في الأغراض الطبية.
  
• 
  في الصناعات الأخرى.
  

استخدام النيتروجين في الصناعات الكيميائية

:

يستخدم غاز النيتروجين

في الصناعات الكيميائية مثل: صناعة الأسمدة وحمض النيتريك والنايلون والأصباغ والمتفجرات، وتتم هذه الصناعات عن طريق تفاعل النيتروجين مع الهيدروجين لإنتاج الأمونيا عن طريق عملية هابر بوش وهي عملية كيميائية.

استخدام النيتروجين في الصناعات الكهربائية

: يستخدم النيتروجين في هذه الصناعات لمنع الأكسدة والتفاعلات الكيميائية، ويستخدم أيضًا في ضغط أغطية الكابلات والمحركات للحفاظ عليها لتشغيلها أطول فترة ممكنة.

استخدام النيتروجين في الصناعات الغذائية

: يستخدم النيتروجين كجو غير نشط  لمنع التلف من خلال الأكسدة أو العفن أو الحشرات وبذلك يمكنه المساهمة في الحفاظ على الأطعمة الغذائية، ويستخدم النيتروجين السائل في تجميد الطعام بشكل أسرع مع المحافظة على طعمه ورائحته.

استخدام النيتروجين في الأغراض الطبية

: يستخدم غاز النيتروجين السائل كمبرد لحفظ الحيوانات المنوية والبويضات والخلايا الأخرى الخاصة بالأبحاث الطبية وتكنولوجيا الإنجاب، والحفاظ على الدم ونخاع العظام والأنسجة والبكتيريا.

استخدام النيتروجين في الصناعات الأخرى

: يستخدم غاز النيتروجين في صناعة الإلكترونيات مثل: الترانزيستور والثنائيات، وكذلك تستخدم كمية كبيرة من النيتروجين في تلدين الفولاذ المقاوم للصدأ ومنتجات مصانع الصلب الأخرى، والتلدين: هو عملية معالجة حرارية تجعل تشكيل الفولاذ أسهل، ويستخدم النيتروجين أيضًا في صناعة البلاستيك والمطاط وضغط الوقود السائل. [1] [2]

دورة النيتروجين

يدخل النيتروجين في أغلب النظم البيئية عن طريق أنواع معينة من البكتيريا الموجودة في التربة وجذور النباتات هذه البكتيريا تحول النيتروجين إلى أمونيا في عملية تُعرف بعملية “تثبيت النيتروجين”، بعد تثبيت الهيدروجين تبدأ أنواع بكتيريا أخرى في تحويل هذه الأمونيا إلى نترات ونتريت تتغذى عليها الحيوانات الآكلة للعشب من النباتات والحيوانات المفترسة من الحيوانات التي يأكلونها، ومجددًا يعود النيتروجين إلى التربة عن طريق فضلات هذه الحيوانات أو بموت هذه الحيوانات وتحللها بسبب البكتيريا والفطريات، فيعود النيتروجين مجددًا إلى التربة ويتم إطلاقه في الغلاف الجوي عن طريق أن تتغذى عليه البكتيريا وتحصل على طاقتها عن طريق تكسير النترات والنيتريت فيه وتسمى هذه الطريقة بـ “نزع النيتروجين”. [3]

خصائص النيتروجين

• 
  غاز النيتروجين عديم اللون والطعم والرائحة.
  
• 
  يتكثف عند درجة حرارة 195.8 درجة مئوية إلى سائل عديم اللون.
  
• 
  يوجد كجزئ يعبر عنه بـ N2.
  
• 
  يحتاج إلى طاقة تنشيط عالية جدًا.
  
• 
  جزئ النيتروجين ثابت بشكل كبير.
  
• 
  جزيئات النيتروجين قادرة على عمل روابط في مركبات معقدة.
  
• 
  يمكن عمل شكل نشط من النيتروجين يحتوي على ذرات نيتروجين حرة.
  

يحتاج إلى طاقة تنشيط عالية جدًا:


يحتاج غاز النيروجين إلى طاقة تنشيط عالية جدًا لتفاعل النيتروجين الجزيئي وذلك سببًا في أن النيتروجين خامل في أغلب الكواشف في الظروف العادية.

جزئ النيتروجين ثابت بشكل كبير:

وبسبب ذلك فإنه ينتج عنه عدم استقرار ديناميكي حراري للعديد من مركبات النيتروجين وبالرغم من أن الروابط قوية لكنها أقل بكثير من الروابط في النيتروجين الجزيئي؛ لذلك يعتبر النيتروجين خافي لحقيقة تفاعلات ذراته الفردية.

يمكن عمل شكل نشط من النيتروجين يحتوي على ذرات نيتروجين حرة:

عن طريق مرور غاز النيتروجين في ضغط منخفض بالإضافة إلى تفريغ كهربائي عالي التوتر والذي ينتج من هذه العملية يُعد أكثر تفاعلًا من ذرات النيتروجين الجزيئي العادي، لأنه يتحد النيتروجين مع الهيدروجين والكبريت والفوسفور ومعادن أخرى فيضي المنتج باللون الأصفر ويكون هذا المنتج الجديد قادر على تحلل أكسيد النيتريك.

أهمية النيتروجين

وجود النيتروجين هام في المادة الحية .

لأن معظم مركبات النيتروجين العضوية نشطة فسيولوجيًا، ولكن مع العلم أن أغلب الكائنات الحية تحاول الوصول إلى مركبات النيتروجين لاستخدامه وذلك لأنها تعجز عن استخدام النيتروجين بشكل مباشر، ولذلك فإن عملية تثبيت النيتروجين مهمة للغاية حتى تقدر الكائنات الحية على استخدامه.

طرق تثبيت النيتروجين

• 
  تأثير الطاقة الكهربائية على الغلاف الجوي.
  
• 
  البقوليات.
  

تأثير الطاقة الكهربائية على الغلاف الجوي

: وعن طريق هذه العملية يتم فصل النيتروجين عن الأكسجين في هواء الغلاف الجوي وعند الفصل تستطيع الذرات الحرة تكوين أكسيد النيتريك، وأكسيد النيتروجين، وثاني أكسيد النيتروجين يتفاعل مع الماء وينتج حمض النيتريك ويذوب عند وصوله إلى الأرض عن طريق المطر ويكون عبارة عن محلول خفيف، فيأتي النيتروجين إلى التربة ويتم تعزيز التربة التي تحتوي على نيتروجين بواسطة أسمدة تحتوي على نترات وأملاح الأمونيوم، إضافة إلى فضلات الحيوانات وجثثها فيعود النيتروجين إلى التربة والهواء مرة أخرى كما ذكرنا سابقًا.

البقوليات

: وهي عملية خاصة بنباتات وخضروات معينة تُعرف بالبقوليات، وبالتعاون بين البكتيريا وهذه النباتات يتم تحويل النيتروجين الجوي مباشرة إلى مركبات النيتروجين وهما النيتريت والنترات.

خطورة النيتروجين

يظهر ضرره عندما يُتنفس تحت الضغط .

النيتروجين كغاز خامل لا يُشكل أي خطورة على الإنسان أبدًا ولكن يظهر ضرره عندما يُتنفس تحت الضغط، وهنا يذوب غاز النيتروجين في الدم وسوائل الجسم بشكل ونسبة أكبر من المعتاد عليها الجسم لأنه يتواجد بكميات معينة في أجسامنا، فعند تنفس النيتروجين تحت الضغط يبدأ في الزيادة في جسمك وينتج عن هذه الزيادة في معدل النيتروجين في جسمك تأثير مخدر، وإذا تم تقليل الضغط بسرعة كبيرة فهذا النيتروجين الزائد في جسدك يتحول إلى شكل فقاعات غازية في جسدك ويمكنها أن تسبب مخاطر التهاب المفاصل وآلام العضلات والإغماء والشلل الجزئي وقد تصل إلى الموت وتُعرف هذه الأعراض باسم “الانحناءات” أو “مرض تخفيف الضغط”، لذلك يُنصح الطيارون والغواصون لأنهم يتعرضون لضغط الهواء أن يحذروا من انخفاض الضغط بشكل سريع، لكن عليهم أن يحرصوا على انخفاض الضغط ببطء وهذا يتيح للنيتروجين المتنفس في هذا الضغط أن يخرج من الجسم عبر الرئتين دون ضرر عليك ودون تكوين فقاعات قد تؤدي إلى الوفاة. [1]