Dušik je kemijski element koji se u prirodi nalazi u obliku dvoatomnog plina, što znači da se sastoji od dva međusobno povezana atoma dušika (N₂). Njegov simbol na periodnom sustavu je "N" i glavna je komponenta Zemljine atmosfere, čineći približno 78% njezinog sastava. To ga čini najzastupljenijim plinom u našem zraku. Mnogi ljudi ne znaju što svojstva dušika.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti tome da vam kažemo koja su glavna svojstva dušika, njegove karakteristike i važnost.
Glavne osobine
Temeljna karakteristika dušika je njegov inertan karakter bez mirisa. Na sobnoj temperaturi i uvjetima normalnog tlaka, dušik je plin bez boje i okusa. Ovaj nedostatak reaktivnosti čini ga vrijednim u mnogim industrijskim primjenama, kao što je hlađenje i čuvanje hrane i materijala. Osim toga, dušik igra ključnu ulogu u ciklus dušika, omogućujući živim organizmima pristup ovom bitnom elementu, kao i u proizvodnji gnojiva.
Iako je dušik neophodan za život na Zemlji, atmosferski dušik u svom plinovitom obliku živi organizmi ne mogu izravno koristiti. Da bi živa bića mogla iskoristiti ovaj element, on se prvo mora pretvoriti u topive i asimilirajuće dušikove spojeve. To se događa zahvaljujući procesima poput fiksacije dušika, gdje određene vrste bakterija i biljaka mogu transformirati atmosferski dušik u korisne oblike, kao što su nitrati i proteini.
U industrijskom smislu, tekući dušik se koristi u raznim rashladnim aplikacijama, kao što su krioprezervacija bioloških uzoraka i materijala osjetljivih na toplinu. Osim toga, dušik je ključna komponenta u proizvodnji mnogih kemikalija, uključujući gnojiva, koja su neophodna za poboljšanje poljoprivredne produktivnosti. i rast biljaka.
Svojstva dušika
Fizikalna svojstva dušika
Dušik je plin bez mirisa, boje i okusa koji čini 78% zraka koji udišemo. To je nemetal koji je plinovit pri normalnom tlaku i temperaturi. Talište mu je -210°C, a vrelište -195,79°C. S druge strane, ima gustoću od 1,25046 kg/m3 i nije dobar vodič struje ili topline. Osim toga, važno je uzeti u obzir kemijske promjene koji se mogu dogoditi u vašoj državi, uključujući njihova svojstva i primjene.
izotopi dušika
Stabilni izotopi dušika su 14N i 15N, pri čemu je prvi mnogo zastupljeniji od drugog. Osim toga, mogu se pronaći i drugi radioaktivni izotopi poput 12N, 13N, 16N i 17N, koji su važni u raznim znanstvenim primjenama.
atomska svojstva
- Atomska težina: 14,0067 amu (jedinica atomske mase)
- Atomski broj: 7
- Simbol: N
- Atomski radijus: 56 pm (pikometar)
- Oksidacijski stupanj: -3, +1, +2, +3, +4, +5
Status nakupljanja dušika
U prirodi dušik postoji u plinovitom stanju. Međutim, ljudi su uspjeli transformirati ovo stanje u tekućine i krutine kroz promjene temperature i tlaka. Iako je njegova najistaknutija upotreba u tekućem obliku, vrijedno je napomenuti da se tekući dušik smije koristiti samo u posebne svrhe i uz odgovarajuće mjere opreza. Zbog vrlo niske temperature tekućine može oštetiti kožu i izazvati ozebline. Ovo je ključno u primjenama krioprezervacije.
Kako se dobiva
Dušik se može dobiti iz raznih izvora, ali najčešći način za njegovu proizvodnju u velikim količinama je proces frakcijske destilacije iz zraka. Atmosfera sadrži značajnu koncentraciju dušika u obliku dvoatomnog plina (N₂), zajedno s kisikom, argonom i drugim plinovima.
Proces dobivanja dušika počinje kompresijom atmosferskog zraka. Komprimirani zrak se hladi rashladnim sustavom, što uzrokuje kondenzaciju i stvaranje tekućine. Kroz niz destilacijskih tornjeva, tekući zrak prolazi kroz frakcijsko odvajanje na temelju svojih vrelišta.
Budući da dušik ima nižu točku vrelišta od kisika i drugih komponenti zraka, on isparava prije i koncentrira se na vrhu destilacijskih tornjeva. Stoga se plinoviti dušik skuplja i skladišti za industrijsku uporabu i specijalizirane primjene.
Osim frakcijske destilacije zraka, postoje i druge metode za dobivanje dušika u manjim količinama ili pod određenim uvjetima. Na primjer, određene bakterije i biljke mogu fiksirati atmosferski dušik biološkim procesima, što je korisno za poboljšanje plodnosti tla i poljoprivredne produktivnosti.
.
Uloge dušika u prirodi i čovjeku
Dušik daje važan doprinos okolišu: bez ovog elementa život na Zemlji ne bi bio moguć. Ovaj element je dio proteina i nukleinskih kiselina (DNA i RNA), pa je dio osnove života.
Iako je plinoviti dušik obilno prisutan u Zemljinoj atmosferi, biljke ga teško apsorbiraju na ovaj način, pa asimiliraju ga kao amonijeve ione ili nitrate. Stoga neke bakterije pretvaraju dušik u oblik koji biljke mogu apsorbirati tako da životinje mogu progutati biljke i apsorbirati dušik kroz proces. To ga čini vitalnim za poljoprivredu, uz njegovu važnu ulogu u proizvodnji gnojiva.
Drugim riječima, bakterije ne mogu pretvoriti tlo u plodnu podlogu za biljke bez prisutnosti dušika. Stoga se vjeruje da dušik ometa životni ciklus ekosustava.
Među funkcijama dušika za ljude nalazimo sljedeće:
- Kao konzervans u pakiranoj hrani jer zaustavlja oksidaciju.
- Žarulje sadrže dušik, koji je lakše dostupan nego kad se prije koristio argon.
- Koristi se u tekućim eksplozivima kako bi se spriječila njihova detonacija.
- Koristi se za izradu elektroničkih dijelova kao što su tranzistori ili integrirani krugovi.
- Koristi se u mlaznom gorivu jer pomaže u sprječavanju opasnosti od požara.
- tekući dušik pomaže u očuvanju krvi i trombocita.
- Prisutan je u gotovo svim lijekovima koji se konzumiraju (dušikov oksid se koristi kao anestetik).
- Koristi se za izradu nehrđajućeg čelika.
- Koristi se u proizvodnji gnojiva i druge kemikalije.
Kako djeluje na tijelo
Ispostavilo se da ovaj složeni dušik nije toliko koristan za zdravlje. Neke od njegovih glavnih funkcija su sljedeće:
- Smanjena opskrba kisikom u krvi.
- Usporiti rad štitnjače.
- Ne dopušta pravilno fiksiranje vitamina A u tijelu.
- Pospješuje proizvodnju tvari zvanih nitrozamini, koje uzrokuju mutacije u stanicama (rak).
