Hechos Sobre El Nitrógeno

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Propiedades, fuentes y usos del nitrógeno, uno de los gases más abundantes en la atmósfera terrestre.

El nitrógeno es esencial para la vida en la Tierra. Es un componente de todas las proteínas, y se puede encontrar en todos los sistemas vivos. Los compuestos de nitrógeno están presentes en materiales orgánicos, alimentos, fertilizantes, explosivos y venenos. El nitrógeno es crucial para la vida, pero en exceso también puede ser perjudicial para el medio ambiente.

Nombrado después de la palabra griega nitron, por "refresco nativo", y genes para "formar", el nitrógeno es el quinto elemento más abundante en el universo. El gas nitrógeno constituye el 78 por ciento del aire de la Tierra, según el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Por otro lado, la atmósfera de Marte es solo 2.6 por ciento de nitrógeno.

En su forma gaseosa, el nitrógeno es incoloro, inodoro y generalmente se considera inerte. En su forma líquida, el nitrógeno también es incoloro e inodoro, y se parece al agua, según Los Alamos.

Solo los hechos

  • Número atómico (número de protones en el núcleo): 7
  • Símbolo atómico (en la tabla periódica de elementos): N
  • Peso atómico (masa media del átomo): 14.0067
  • Densidad: 0.0012506 gramos por centímetro cúbico
  • Fase a temperatura ambiente: Gas.
  • Punto de fusión: menos 321 grados Fahrenheit (menos 210 grados Celsius)
  • Punto de ebullición: menos 320.42 F (menos 195.79 C)
  • Número de isótopos (átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones): 16 incluyendo 2 estables
  • Isótopos más comunes: Nitrógeno-14 (Abundancia: 99.63 por ciento)

Nitrógeno

Nitrógeno

Crédito: general-fmv, Andrei Marincas Shutterstock

Componente fertilizante

El nitrógeno fue descubierto en 1772 por el químico y médico Daniel Rutherford, cuando extrajo oxígeno y dióxido de carbono del aire, lo que demuestra que el gas residual no apoyaría a los organismos vivos o la combustión, según el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Otros científicos, entre ellos Carl Wilhelm Scheele y Joseph Priestly, estaban trabajando en el mismo problema y llamaron nitrógeno aire "quemado" o aire sin oxígeno. En 1786, Antoine Laurent de Lavoisier, llamado nitrógeno "azote", que significa "sin vida". Esto se basó en la observación de que es la parte del aire que no puede soportar la vida por sí sola.

Uno de los compuestos nitrogenados más importantes es el amoniaco (NH3), que puede producirse en el llamado proceso de Haber-Bosch, en el que el nitrógeno reacciona con hidrógeno. El gas de amoniaco incoloro con un olor acre puede licuarse fácilmente en un fertilizante nitrogenado. De hecho, alrededor del 80 por ciento del amoníaco que se produce se utiliza como fertilizante. También se utiliza como gas refrigerante; en la fabricación de plásticos, textiles, pesticidas y tintes; y en soluciones de limpieza, según el Departamento de Estado de Nueva York.

El ciclo del nitrogeno

El ciclo del nitrógeno, en el cual el nitrógeno atmosférico se convierte en diferentes compuestos orgánicos, es uno de los procesos naturales más cruciales para sostener a los organismos vivos. Durante el ciclo, las bacterias en el suelo procesan o "fijan" nitrógeno atmosférico en amoníaco, que las plantas necesitan para crecer. Otras bacterias convierten el amoníaco en aminoácidos y proteínas. Luego los animales comen las plantas y consumen la proteína. Los compuestos nitrogenados regresan al suelo a través de los desechos animales. Las bacterias convierten el nitrógeno residual de nuevo en gas nitrógeno, que regresa a la atmósfera.

En un esfuerzo por hacer que los cultivos crezcan más rápido, las personas usan nitrógeno en los fertilizantes. Sin embargo, el uso excesivo de esos fertilizantes en la agricultura ha tenido consecuencias devastadoras para el medio ambiente y la salud humana, ya que ha contribuido a la contaminación de las aguas subterráneas y superficiales. Según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), la contaminación de nutrientes causada por el exceso de nitrógeno y fósforo en el aire y el agua es uno de los problemas ambientales más generalizados, costosos y desafiantes.

Abordando el desequilibrio

Según Randy A. Dahlgren, profesor de ciencias del suelo en la Universidad de California en Davis, una de las soluciones al problema del exceso de nitrógeno reside en la agricultura sostenible, la agricultura orgánica y la sensibilización sobre estos problemas ambientales entre los agricultores.

"La idea sería tratar de eliminar el uso de estos fertilizantes comerciales y, en su lugar, utilizar los residuos orgánicos", por ejemplo, los residuos animales, dijo. Otro paso sería utilizar fertilizantes de liberación lenta que tengan recubrimientos plásticos y, en lugar de liberar el nitrógeno de inmediato, la liberación de nitrógeno se produce gradualmente a lo largo de la temporada de crecimiento ", tratando de igualar la liberación de nitrógeno del fertilizante recubierto de plástico con Las necesidades de la planta ", dijo.

Los microbiólogos de la Universidad de Alberta en Canadá y la Universidad de Viena en Austria pueden haber descubierto otra solución. En agosto de 2017, los investigadores anunciaron que habían identificado un microbio oxidante del amoníaco llamado Nitrospira inopinata.

Según los investigadores, Nitrospira inopinata Es una esponja de amonio, que supera esencialmente a casi todos los demás tipos de bacterias y arqueas (organismos unicelulares) en la oxidación del amonio en el medio ambiente. Debido a que este microbio es un oxidante tan eficiente, puede producir menos óxido nitroso en el proceso.

Los nuevos hallazgos, que aparecen en la revista científica Nature, podrían tener implicaciones importantes para la investigación del cambio climático. Los investigadores están listos para poner a prueba este microbio a través de una variedad de aplicaciones prácticas que podrían reducir los niveles de amonio en el suelo, el agua y la atmósfera.Algunas de estas aplicaciones podrían implicar cambios en nuestra agua potable, tratamientos de aguas residuales y purificación de suelos, según la Universidad de Alberta.

¿Quien sabe?

  • Aunque el término "nitrógeno" se usa en inglés para referirse al elemento, el término "azote" de Lavoisier todavía se usa en francés, y su forma está presente en "azoto" en italiano o "azot" en polaco.
  • El nitrógeno líquido se usa frecuentemente como refrigerante, por ejemplo, para almacenar esperma, óvulos y otras células utilizadas en investigaciones médicas o clínicas de fertilidad, de acuerdo con la Royal Society of Chemistry.
  • El nitrógeno líquido también se utiliza para congelar rápidamente los alimentos y ayudar a preservar su sabor, textura, humedad y sabor.
  • El nitrógeno constituye el 95 por ciento de la atmósfera de Titán (la luna más grande de Saturno), según el Laboratorio de Propulsión a Chorro.
  • El gas nitrógeno juega un papel en la formación de una aurora, un despliegue natural de luz en el cielo que puede ser observado predominantemente en las regiones ártica y antártica, lo que ocurre cuando los electrones del espacio que se mueven rápidamente chocan con el oxígeno y el nitrógeno en nuestra atmósfera, de acuerdo con NASA.
  • El nitrógeno gaseoso se puede obtener calentando una solución acuosa de nitrato de amonio (NH4NO3), un sólido cristalino que se usa comúnmente en fertilizantes.
  • Según la Royal Society of Chemistry, cada año se producen cerca de 150 toneladas de amoníaco utilizando el proceso de Haber.
  • Nitrógeno en forma de cloruro de amonio, NH4Cl, fue producido en el antiguo Egipto al calentar una mezcla de excrementos de animales, orina y sal, según la Royal Society of Chemistry.
  • La nitroglicerina, un explosivo violento utilizado en la producción de dinamita, es un líquido aceitoso e incoloro que contiene nitrógeno, oxígeno y carbono.

Reporte adicional por Traci Pedersen, colaboradora de WordsSideKick.com.

Recursos adicionales

  • Este sitio web describe lo que sucede cuando intenta colocar diferentes objetos en nitrógeno líquido.
  • Esta infografía ilustra la contaminación por nitrógeno en la bahía de Chesapeake.


Suplemento De Vídeo: Helado de nitrógeno: una delicia a 196 grados bajo cero.




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