Dusík

Existuje mnoho azidů kovů. Existuje několik syntetických cest:

Reakce mezi kovem a dusíkem za horka

Reakce mezi kovem a amoniakem při vysoké teplotě

Rozklad amidů

Přenosové reakce

Provoz a použití

Dinitrogen

Dnes se plynný nebo dinitrogenní dusík obecně získává zkapalňováním vzduchu , jehož je hlavní složkou s koncentrací 78,06% objemových a 75,5% hmotnostních. Světová produkce se pohybuje kolem 150 milionů tun ročně.

Samotný plynný dusík má zejména následující aplikace:

• Balení potravin ( MAP ): Inertování balených potravin zvyšuje jejich trvanlivost nahrazením okolního vzduchu (obsahujícího kyslík) dusíkem (čistota 95 až 99,5%) * plyn „neutrální“ používaný k ochraně (díky složení uzavřeného inertní atmosféra ) výrobky, předměty nebo nádoby (např. cisterny) v průmyslu, muzeích nebo na jiných místech: ochrana proti korozi, hmyzu, plísním ...
• V biologii se kapalný dusík používá jako médium pro zmrazování buněk a pro ruční mletí tkání během extrakce DNA nebo proteinů.
• Plyn používaný jako jemný pesticid k eliminaci červů nebo určitých organismů (např. Malých červů ) zadušením, které kolonizovaly křehké staré předměty (rámy, sochy a dřevěné předměty, prvotisky, pergameny, rytiny atd.);
• Pneumatika nahuštění plynu . I když je vzduch již obsahuje 78% dusíku ( dusný přesněji), některé letectví nebo Formule 1 odborníky (například), zvýšení tohoto podílu a huštění pneumatik dusíkem téměř čistého. Tento plyn, který má tu vlastnost, že je inertní a stabilní, udržuje konstantní tlak i v případě intenzivního zahřívání pneumatiky . Spory se vedou také o zavedení této metody pro osobní vozidla . Ve skutečnosti jsou vystaveny mnohem menšímu namáhání, díky čemuž je rozdíl se vzduchem méně patrný. Na druhou stranu je inflace zpoplatněna a je často kritizována za neodůvodněnou cenu (inflace se vzduchem je často zdarma a považuje se za uspokojivou). Ti, kdo jej používají, by v zásadě měli inflaci upravovat zřídka, měli by však tlaky pravidelně kontrolovat.
• Plyn vhodný pro nafukování hydraulických akumulátorů kvůli jeho pasivitě vůči olejům.
• Mechanická konstrukce: Mnoho moderních řezacích strojů pracuje s laserovým paprskem, který vyžaduje dusík jako hnací plyn nebo jako inertní plyn.
• Hasicí prostředek: legovaný 50% argonem a někdy oxidem uhličitým , je přítomen v některých automatických hasicích zařízeních chránících počítačové místnosti nebo konkrétní sklady, které nesmí být poškozeny ohněm, práškem nebo vodou. Uchovává se v kovových lahvích pod tlakem přibližně 200 barů a uvolňuje se do místnosti, kde byl zjištěn začátek požáru . Vstřikovaný objem dusíku nahrazuje část atmosféry v místnosti a způsobuje pokles hladiny kyslíku ve vzduchu. Obecně udržovaná hladina 15% oxidačního činidla přerušuje jev spalování bez letálního účinku na lidské dýchání.
• Metalurgie: Dusík se pravidelně vstřikuje do pecí na výrobu vysoce oxidovatelných kovů (např. Hliníku a jeho slitin), aby se zabránilo jeho reakci s kyslíkem ve vzduchu. Používá se také k prevenci koroze během pájení (např. Pájení mědí).
• Kapalný dusík: chladivo.

Dusík nemá , na rozdíl od halogenovaných chemických inhibitorů, plyny a CFC a priori žádné škodlivé účinky na životní prostředí (žádný vliv na skleníkový efekt nebo na ozonovou vrstvu ). Vyžaduje však objemné nádrže, vhodné potrubí a konstruktivní opatření, aby bylo možné vyrovnat se s náhlým rozšířením o ekvivalent 40 až 50% chráněného objemu.

Nebezpečí plynného dusíku: použití dinitrogenu k vytvoření uzavřené inertní atmosféry je příčinou několika úmrtí zadušením, když člověk vstoupí, aniž by si to uvědomil v inertním krytu; je nutné před vstupem do těchto uzavřených prostor ověřit přítomnost dostatečného podílu kyslíku v těchto uzavřených prostorách, nebo musí být vybaven izolačním dýchacím přístrojem.

Při potápění je dusík obsažený ve vzduchu dýchaném pod tlakem původcem fenoménu narkózy. Je to patrné z PpN2 = 3,2 barů (tj. 30 metrů pro potápění ve vzduchu na hladině moře) pro nejcitlivější lidi a častěji v 40 až 60 metrů zóně. Stává se „toxickým“ pro organismus z PpN2 = 5,6 barů (tj. 60 m pro potápění ve vzduchu na hladině moře). Z tohoto důvodu je potápění ve Francii omezeno na 60 metrů.

Dusík je také jediným prvkem určujícím délku a hloubku dekompresních zastávek při vzdušném ponoru.

Použití sloučenin dusíku

Paradoxně, navzdory svému názvu, je chemický prvek „dusík“ (spolu s uhlíkem , kyslíkem a vodíkem ) jednou z hlavních složek živých organismů a ekosystémů i agrosystémů . Je součástí složení bílkovin (asi 15%). Dusík je přítomen ve velkém množství chemikálií, včetně některých takzvaných „substituovaných močovin“ pesticidů .

Dusík byl a stále je využíván jako přírodní hnojivo v živočišné (nebo lidské) močovině a guanu (výkaly suchých ptáků nebo netopýrů ), zejména v Chile , Peru , Indii , v Bolívii , Španělsku , Itálii a Rusku . Niter (přírodní minerální dusičnan) byl kdysi sklizen za účelem výroby střelného prachu .

Dnes se jeho sloučeniny vyrábějí hlavně průmyslově chemickou syntézou pro mnoho použití, včetně:

• zemědělská hnojiva ( hnojiva ); amonné soli jsou absorbovány rostlinami, které jsou pak nuceny absorbovat více vody (osmotická rovnováha). Tyto soli tak nutí rostlinu růst. Pokud jsou v dostatečném množství přítomny jiné minerály (zejména fosfor, draslík), tento dusík podporuje růst pěstovaných rostlin. Dusík proto použit jako dusičnan z amonia , NH 4 NO 3 , na síran amonný , (NH 4 ) 2 SO 4 , z dihydrogenfosforečnanu amonného , NH 4 H 2 PO 4 , nebo močoviny CO (NH 2 ) 2 . Dnes je to hlavní využití dusíku na světě, které je také zodpovědné za všeobecné znečištění ( eutrofizaci , dystrofizaci ) životního prostředí (podzemní vody, ústí řek, některá pobřeží), přičemž výskyt velkých mrtvých zón v oceánech považuje za velmi znepokojivý UN ).
• farmaceutické výrobky:
  • určité organické nitrosloučeniny, jako je nitroglycerin , se používají k léčbě určitých kardiovaskulárních stavů;
  • oxid dusný (rajský plyn) se používá jako anestetikum  ;
• amoniak NH 3 , který se používá jako surovina pro výrobu polymerů , výbušniny, hnojiva, nebo jako chladiva v některých průmyslových zařízení;
• paliva ( hydrazin a jiné deriváty jako raketová paliva);
• výbušniny (organické chemikálie, které mají několik -ONO 2 skupinnebo -NO 2 : dynamit );
• pohonné hmoty pro aerosolové plechovky (N 2 O) nebo airbrush;
• konzervační látka ( dusitan sodný , NaNO 2, pod číslem E E250);
• azid sodný , který se používá k okamžitému nafouknutí airbagů (například v automobilu) v případě nárazu.

Dusíkatá bilance

Hlavní zdroj dietního dusíku se nachází v aminokyselinách . Jediné organismy schopné využívat atmosférický dusík jsou bakterie. Dusíková bilance je jediný známý způsob, jak měřit dusík neinvazivně . Například v geologii se oblázky ozařují, aby se kvantifikoval atomový obsah určitých prvků, jako je dusík. To není u lidí z etických důvodů reprodukovatelné.

Dusíkatá bilance se odvodí na základě vstupů a ztrát dusíku.

V praxi se dusíková bilance odhaduje podle vylučování močoviny močí podle dvou vzorců:

• vzorec Lee a Hartley
• vzorec MacKenzie

Poznámky a odkazy

Poznámky

1. Přesné podíly různých plynů v atmosféře jsou takové, jaké má suchý vzduch, protože podíl vodní páry je významný, ale velmi proměnlivý.

Reference

1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  s. , Vázaná kniha ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
2. (in) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia a Santiago Barragan Alvarez , „  Covalent radii revisited  “ , Dalton Transactions ,2008, str.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j )
3. Paul Arnaud, Brigitte Jamart, Jacques Bodiguel, Nicolas Brosse, Organic Chemistry 1 st Cyklus / licence, PCEM, lékárna, hřiště, MCQ a aplikací , Dunod,8. července 2004, 710  s. , Měkká vazba ( ISBN  2100070355 )
4. „Ionizační energie atomů a atomových iontů“ v příručce CRC Handbook of Chemistry and Physics, 91. vydání (internetová verze 2011), WM Haynes, ed., CRC Press / Taylor a Francis, Boca Raton, FL., P. 10-203
5. Entry „Dusík“ v chemickém databáze GESTIS na IFA (německý orgán odpovědný za bezpečnost a ochranu zdraví) ( německý , anglický ), přístupné 22.srpna 2018 (povinné JavaScript)
6. Paul Depovere, Periodická tabulka prvků. Základní zázrak vesmíru , De Boeck Supérieur ,2002, str.  99.
7. DULONG (Pierre - Louis) Francie. Encyklopedický slovník, s. 770
8. (in) Dulong, Pierre-Louis Encyclopedia.com (Scribner, 2008)
9. Greenwood N. a Earnwhaw A. (2003). Chemistry of the elements, 2. vyd. Elsevier, str.  443 .
10. http://www.technofluid.be
11. Alain Foret, Plongée Plaisir 4, 8. vydání , Challes-les-Eaux, Gap,2015, 409  s. ( ISBN  978-2-7417-0536-9 ) , str.  110
12. „  Vyhláška ze dne 28. srpna 2000 o technických a bezpečnostních pravidlech v zařízeních organizujících nácvik a výuku sportovních a volnočasových aktivit při potápění s jinými než vzduchovými směsmi  “ , na legifrance.gouv.fr ,28. srpna 2000

Podívejte se také

Bibliografie

• Reich PB & al. (2006) Omezení dusíkem omezuje udržitelnost reakce ekosystému na CO 2 . Nature 440, 922–925. (v)
• Stevenson FJ (1982) Anorganické formy dusíku v půdě ( odkaz na editora ) (en)

Související články

• Dusíkový cyklus

externí odkazy

• (en) „  Technické údaje pro dusík  “ (zpřístupněno 23. dubna 2016 ) , se známými údaji pro každý izotop na podstránkách
• fr ) Portál mezinárodní pracovní skupiny pro znečištění dusíkem ( OSN ), rámcovaný Globálním akčním programem na ochranu mořského prostředí před pozemními činnostmi (UN / PNUED )