البحث عن غاز النيتروجين وأهميته يعتبر غاز النيتروجين أحد العناصر الكيميائية ويوجد في حالته الطبيعية كغاز ويرمز له بالرمز N وهو عنصر غير معدني ويتواجد في الصورة. جزيئات النيتروجين يحتوي غاز النيتروجين على سبعة إلكترونات في مداراته وهو مكون للعديد من المركبات المهمة مثل الأمونيا، وهو غاز عديم اللون والرائحة، وهو مكون مهم من الأحماض النووية التي تحمل جينات وسمات الكائنات الحية المختلفة.
مقدمة عن غاز النيتروجين وأهميته
غاز النيتروجين عنصر غير فلزي ليس له لون ولا طعم، وهو أحد عناصر المجموعة الخامسة عشرة وله عدد ذري 7. إنه العنصر الأكثر وفرة في الغلاف الجوي للأرض بسبب تكوين الغلاف الجوي. يحتوي على أربعة أخماس النيتروجين، بالإضافة إلى أنه يحتل المرتبة السادسة بين أكثر العناصر وفرة في الكون، فهو موجود أيضًا في الغلاف الجوي بكميات صغيرة متغيرة على شكل أملاح الأمونيوم وحمض النيتريك وأكاسيد النيتروجين، كما أنه يحتوي على ايضا؛ توجد أيضًا في عدد من النيازك والغازات من المناجم والبراكين وبعض النجوم والسدم وبعض الينابيع المعدنية.
أنظر أيضا: ما هي استخدامات غاز النيتروجين؟
الكشف عن غاز النيتروجين
كان العالم دانيال رذرفورد أول من اكتشف عنصر النيتروجين، وقبله تعامل العالم جابر بن حيان مع مركبات النيتروجين مثل حمض النيتريك، وأطلق عليها اسم ماء النار، واستخدم عنصر النيتروجين في البارود وكان يسمى: غاز خامل أو مادة مطفأة للحريق، يُنسب اسمه الحالي إلى العالم أنطوان شابيتال الذي أطلق عليها هذا الاسم وعبّر عنها كسحابة صفراء زاهية.
نسبة غاز النيتروجين في الطبيعة
النيتروجين هو أكبر نسبة من الغازات في الغلاف الجوي المحيط بالأرض، حوالي 78.08٪، والنيتروجين هو سابع أكثر العناصر الكيميائية وفرة في مجرة درب التبانة من حيث الكتلة. وبالتالي فهو أحد العناصر المشتركة للكون. أما كميتها في قشرة الأرض فهي قليلة نسبيًا، لأن المعادن التي تحتوي عليها غالبًا ما تكون على شكل أملاح نترات الصوديوم أو أملاح الأمونيا أو طرطرات البوتاسيوم، وبالتالي تندر الترسبات المعدنية، ويوجد غاز النيتروجين بكثرة في فضلات الحيوانات على شكل حمض اليوريك واليوريا وأملاح الأمونيوم.
معلومات النيتروجين
- يشكل النيتروجين 95٪ من الغلاف الجوي لتيتان، أكبر أقمار زحل.
- يمكن إنتاج غاز النيتروجين عن طريق تسخين محلول مائي من نترات الأمونيوم، والذي يستخدم في صناعة الأسمدة.
- كتلة ذرية للنيتروجين 14.0067.
- في درجة حرارة الغرفة، يعتبر النيتروجين حالة غازية.
- اكتشف الكيميائي دانيال رذرفورد النيتروجين في عام 1772.
- عدد نظائر النيتروجين ستة عشر، اثنان منها ثابتان.
- أكاسيد النيتروجين هي مجموعة من سبعة غازات ومركبات تتكون من الأكسجين والنيتروجين، وأخطرها وأشيعها أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد النيتروجين.
أنظر أيضا: استخدام غازات الضحك كبديل للتخدير للولادة وعلاج الأسنان
أهمية غاز النيتروجين
يلعب النيتروجين دورًا حيويًا للغاية لأنه عنصر موجود في جميع الكائنات الحية وهو أحد مكونات الأحماض الأمينية، أي أنه يشارك في تكوين البروتينات والأحماض النووية، وهو مكون من جميع النواقل العصبية تقريبًا، وهو أيضًا المكون الرئيسي للقلويات. يدور النيتروجين عبر الكائنات الحية بشكل طبيعي في ما يعرف بدورة النيتروجين، حيث تحصل عليه النباتات والطحالب كمعيار، بينما تحصل عليه الحيوانات من خلال استهلاك الكائنات الحية الأخرى وميكروبات التربة. تحويل مركبات النيتروجين إلى عيار لاستخدامها لاحقًا، بالإضافة إلى البكتيريا المثبتة للنيتروجين التي تكمل التتر التي تزودها مباشرة من الغلاف الجوي.
أهمية النيتروجين في الصناعة
- يستخدم غاز النيتروجين في صناعة المصابيح وهو بديل أقل تكلفة للأرجون في المصابيح المتوهجة.
- يستخدم النيتروجين لإطفاء الحرائق المحتملة في التعدين عن طريق إزالة الأكسجين من الهواء، ويستخدم لضمان عدم انفجار المنطقة إذا أهملت، كما أنه يمنع الانفجارات في المناطق شديدة الخطورة مثل مرافق التصنيع.
- يساعد غاز النيتروجين على نفخ الإطارات ويمنحها عمرًا أطول عن طريق تقليل الأكسدة وكذلك يحسن ضغط الغاز المخزن فيها.
- يدخل غاز النيتروجين إلى صناعة النفط لأنه يستخدم لتفريغ الخزانات الكبيرة لتخزين النفط.
- يستخدم النيتروجين في إنتاج مواد مختلفة مثل المطاط والبلاستيك.
- تحتاج شركات الأدوية إلى غاز النيتروجين المنقى لاستخدامه في تخزين وصياغة المركبات الصيدلانية.
- يستخدم النيتروجين في تصنيع المكونات المتفجرة مثل الديناميت ويستخدم لتشكيل مجموعة متنوعة من المركبات شديدة التفاعل.
- يستخدم غاز النيتروجين في لحام الإلكترونيات.
- يتم إدخال النيتروجين في الفولاذ المقاوم للصدأ، حيث يتم استخدامه كطلاء، مما ينتج عنه فولاذ أقوى مقاوم للتآكل.
- يستخدم غاز النيتروجين في تغليف المواد الغذائية كبديل للأكسجين، ويمكن استخدامه أيضًا لحماية الطعام من التلف أثناء النقل.
- يستخدم غاز النيتروجين لتخليص السوائل من المركبات العضوية المتطايرة قبل التخلص منها، وبالتالي تقليل التلوث.
باستخدام النيتروجين السائل
غاز النيتروجين له استخدامات عديدة في الصناعة والحياة العملية ويستخدم بأشكاله الغازية والسائلة ومن أهم استخداماته في صورة السائل ما يلي:
- يستخدم النيتروجين السائل لتجميد بعض الأمراض، على سبيل المثال، ورم وعائي سطحي.
- يتم استخدامه لطبع العلامات التجارية على الماشية قبل بيعها.
- يستخدم لعلاج الندبات السطحية مثل ندبات حب الشباب.
- يتم استخدامه كمبرد فوري وسريع للمشروبات والطعام في بعض المطاعم.
- يستخدم النيتروجين السائل في صانعات الآيس كريم.
- يتم استخدامه لتبريد أجهزة الكمبيوتر.
- يتم استخدامه للحفاظ على العينات البيولوجية، مثل الحيوانات المنوية، من التلف.
- يستخدم لحفظ الطعام من التلف في درجات حرارة عالية.
أهمية النيتروجين للنباتات
- يمد غاز النيتروجين النباتات بالبروتين الذي تحتاجه، والذي يقطع شوطًا طويلاً في الحفاظ على النباتات خضراء. لذلك، تعتبر النباتات مصدرًا للنيتروجين وبالتالي فهي أيضًا مصدر جيد للبروتين.
- يساعد النيتروجين النباتات على إجراء عملية التمثيل الضوئي، ويعتبر غاز النيتروجين أحد أهم عناصر الأحماض النووية.
- يتوافر النيتروجين بوفرة داخل النبات لأنه يساعد النباتات على إنتاج الكمية التي تحتاجها من السكر الموجود في الماء، لذلك يجب الحرص على تناول الكثير من الأطعمة النباتية.
تلف غاز النيتروجين
بالرغم من أهمية غاز النيتروجين إلا أن هناك بعض الأضرار التي يمكن أن يسببها في بعض الحالات يجب تجنبها حفاظاً على حياة الأفراد وأضرارها هي كما يلي:
- يؤثر النيتروجين سلبًا على جسم الإنسان في بعض الحالات لأنه يتسبب في حدوث انخفاض مفاجئ في ضغط الدم، والذي يحدث عندما يرتفع الغواص إلى سطح البحر، مما يتسبب في انخفاض الضغط.
- ينتج النيتروجين تأثيرًا مخدرًا يعرف باسم التخدير العميق، والذي يحدث عند الاستنشاق تحت ضغط جزئي عالٍ.
- يسبب الاختناق إذا تم إطلاقه بسرعة عالية في مكان مغلق، ويحدث الاختناق نتيجة إزاحة الأكسجين من الموقع.
- يجب توخي الحذر عند استخدامه لإعداد بعض الأطعمة، مثل تجميد الآيس كريم، حيث يجب أن يتبخر النيتروجين تمامًا من الطعام أو الشراب قبل الأكل، حتى أن كمية صغيرة منه يمكن أن تسبب ضررًا خطيرًا لصحة الإنسان.
انظر أيضًا: ضرر غاز الفريون على البيئة
خاتمة البحث عن غاز النيتروجين وأهميته
في نهاية رحلتنا حول النيتروجين وأهميته، يعتبر غاز النيتروجين غاز مهم للغاية في الحياة وله العديد من الاستخدامات والفوائد، ولكن له أيضًا بعض الأضرار والمخاطر المرتبطة به، لذلك يجب تجنب استخدامه في بعض وفي النهاية قدمنا لكم بحثا عن غاز النيتروجين وأهميته واستخداماته المتعددة.