Nitrogen

Nitrogen (eldre nemning kvelstoff eller kvæve) er eit ikkje-metall i gruppe 15 i det periodiske systemet. Grunnstoffet finst i naturen som gassen N₂ og i ei rekkje sambindingar. Nitrogen har berre ei allotrop form, ein fargelaus, luktfri, ugiftig og lite reaktiv diatomisk gass. Nitrogen har høgare elektronegativitet enn andre grunnstoff i gruppe 15.

Bruk

Flytande nitrogen

Sidan nitrogengass er så lite reaktiv, vert han brukt som inert atmosfære ved lagring og bruk av særs reaktive kjemikaliar. Gassen vert nytta i stålproduksjon og i oljeraffineri.

Innan vitskapen vert flytande nitrogen brukt som kjølemiddel.

Ammoniakk og nitrat vert brukt for å laga kunstgjødsel.

Natriumazid (NaN₃) vert brukt i kollosjonsputer. Reaksjonen som får putene til å blåsa seg opp er: 2 NaN₃(s) → 2 Na (l) + 3 N₂ Fleire metodar kan nyttast for å bli kvitt flytande natrium.

Historie

Daniel Rutherford oppdaga nitrogen i 1772. Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, og Joseph Priestley studerte gassen på omtrent same tid.

Sambindingar av nitrogen var kjende i mellomalderen.

Biologisk rolle

DNA, aminosyrer og protein inneheld nitrogen.

Nitrogen er nødvendig for plantar. I nitrogenkrinsløpet omdannar bakteriar nitrogengass frå atmosfæren ved hjelp av enzym som nitrogenase. Slike bakteriar lever på røtene til mellom anna bønneplantar. Dyr skil ut nitrogen gjennom urinen.

Førekomst og framstilling

Atmosfæren inneheld ca. 78 % nitrogengass (N₂) eller dinitrogen.

Industrielt vert dinitrogen framstilt ved å varma flytande luft sakte. På denne måten kan N₂, som har kokepunkt -196 grader Celsius, frå O₂ med kokepunkt -183 grader Celsius.

I mindre skala er det mogleg å bruka ein zeolitt til å skilja nitrogen frå atmosfæren.

På laboratoriet kan nitrogengass dannast ved oppvarming av ammoniumnitrat. NH₄NO₂(aq) -> N₂(g) + 2 H₂O(l)

Kjemi og sambindingar

Nitrogen finst i både organiske og uorganiske sambindingar. Grunnstoffet kan ha fleire ulike oksidasjonstal i sambindingar. Stoffgruppene amid, amin, aminosyrer og sambindinga urea er eksempel på organiske sambindingar med nitrogen. Mellom dei uorganiske sambindingane finn ein ammoniakk (NH₃), blåsyre eller hydrogencyanid (HCN), ulike nitrogenoksid og salpetersyre (HNO₃)

Dinitrogenmolekylet (N₂) er særs stabilt, men er likevel reaktant i nokre få reaksjonar. Gassen kan reagera med litium og jordalkalimetall. Ved å tenna på ei blanding av nitrogen og oksygen er det mogleg å danna nitrogendioksid. N₂(g) + 2O₂(g) = 2NO₂(g) Denne reaksjonen skjer i lyn. Ammoniakk vert danna i ein likevektsreaksjon mellom nitrogen- og hydrogengass.

I motsetnad til fosfor dannar nitrogen berre eit fluorid, NF₃.

Isotopar

Nitrogen har to naturlege isotopar, ¹⁴N og ¹⁵N.

Tryggleik

Nitrogen kan, som alle gassar, fortrenga oksygen viss konsentrasjonen vert for høg.

Bakgrunnsstoff

Geoff Rayner-Canham: Descriptive Inorganic Chemistry 2.ed. New York, 2000
Webelements om nitrogen
Nitrogen Arkivert 2005-02-07 ved Wayback Machine.

Wikimedia Commons har multimedia som gjeld: Nitrogen

Denne kjemiartikkelen er ei spire. Du kan hjelpe Nynorsk Wikipedia gjennom å utvide han.