Home > Não-metais > Nitrogênio          

Nitrogênio

Para acessar o desenho artístico do elemento nitrogênio, clique aqui.

7
14,0067
-195,8
-210
-081
±3,5,4,2

N

Nitrogênio

Nitrato de sódio, fonte de nitrogênio.
Nitrato de sódio, fonte de nitrogênio.

Os animais obtêm nitrogênio para a elaboração das proteínas essenciais à vida a partir dos vegetais ou de outras proteínas animais presentes nos alimentos, enquanto as plantas sintetizam suas proteínas a partir de compostos nitrogenados inorgânicos que retiram do solo e, até certo ponto, do nitrogênio livre na atmosfera.

O nitrogênio é um ametal do grupo Va da tabela periódica, de símbolo químico N. É o elemento mais abundante da atmosfera terrestre e está presente em todos os seres vivos. Apresenta dois isótopos estáveis e forma o gás nitrogênio (N2), insípido, inodoro e incolor. Por sua alta energia de ligação, o nitrogênio molecular não reage facilmente com outras substâncias e, sob condições normais, é relativamente inerte à maioria dos reagentes.

Atribui-se a Daniel Rutherford a descoberta do nitrogênio em 1772, porque o cientista foi o primeiro a publicar suas descobertas, mas, na Grã-Bretanha, os químicos Joseph Priestley e Henry Cavendish e, na Suécia, Carl Wilhelm Scheele também descobriram o elemento na mesma época. Lavoisier, o primeiro a reconhecer que se tratava de um elemento químico independente e a identificá-lo em certos compostos minerais, deu-lhe o nome de azoto (do grego a, “sem”, e zoe, “vida”) em razão de sua incapacidade para manter a vida e alimentar a combustão. O nome nitrogênio foi criado em 1790, por Jean-Antoine Chaptal, após a descoberta de sua relação com o ácido nítrico.

Ocorrência:

Entre os elementos, o nitrogênio é o sexto em abundância no universo. Constitui cerca de 78% do volume atmosférico. Encontra-se nitrogênio livre em muitos meteoritos, nos gases de vulcões, minas e em algumas fontes minerais, no Sol, em estrelas e nebulosas. Em combinação com outros elementos, ocorre nas proteínas; no salitre do Chile (nitrato de sódio, NaNO3), muito usado como fertilizante; na atmosfera, na chuva, no solo e no guano (adubo natural formado a partir da decomposição dos excrementos e cadáveres de aves marinhas), sob a forma de amônia e sais de amônio; e na água do mar, como íons de amônio (NH4+), nitrito (NO2¯) e nitrato (NO3¯).

Obtenção:

A produção comercial de nitrogênio se realiza por destilação fracionada do ar líquido, mediante a qual se elimina o oxigênio da mistura. Esse processo é possível graças à grande diferença entre os pontos de ebulição de ambos os elementos. Em escala reduzida, o nitrogênio puro é obtido em laboratório por inúmeras reações de oxidação da amônia e seus derivados ou por redução de compostos oxigenados do nitrogênio. Entre os mais comuns, citam-se a decomposição térmica do dicromato de amônio e do nitrito de amônio.

Aplicações:

Quase inerte, o nitrogênio gasoso se emprega na indústria química como solvente, como protetor de outros produtos contra eventuais riscos de oxidação ou deterioração ou como inibidor de possíveis combustões e explosões.

Na indústria alimentícia, é utilizado em estado gasoso para prevenir a oxidação e o aparecimento de mofo ou insetos. Em estado líquido, é usado nos sistemas de refrigeração e como congelante seco. O baixo ponto de ebulição do nitrogênio recomenda seu uso como agente criogênico para a maioria das substâncias químicas e proporciona valiosos dados sobre o comportamento da matéria a baixas temperaturas.

As indústrias metalúrgica e elétrica recorrem ao nitrogênio para prevenir a oxidação. O caráter estável e a baixa reatividade do nitrogênio gasoso recomendam seu emprego no fabrico de espumas de borracha e plásticos, na obtenção de aerossóis e na pressurização de propulsores líquidos para jatos de reação. Na medicina, a substância também é largamente aproveitada, por seu rápido congelamento, como conservante de sangue, sêmen, tecidos, bactérias etc.

Ciclo do nitrogênio:

O nitrogênio é um dos elementos indispensáveis à vida. Incapazes de assimilar nitrogênio livre ou proveniente de compostos inorgânicos, os animais retiram-no de outros animais ou de vegetais, estes sim capazes de assimilar compostos nitrogenados inorgânicos extraídos do solo. O consumo do nitrogênio do solo se compensa pela adição de fertilizantes ou por processos naturais: o nitrogênio do ar pode ser fixado por meio de descarga elétrica na atmosfera; forma-se ácido nítrico, que é conduzido pela chuva ao solo, onde forma nitratos.

Outra forma de fixação do nitrogênio pode ser observada em dois tipos de bactérias: (1) as do gênero Rhizobium, que se alojam nos nódulos das raízes das leguminosas e sintetizam, com o nitrogênio do ar, compostos orgânicos nitrogenados utilizados pela planta na síntese das proteínas; (2) as saprófitas (Azotobacter e Clostridium), que combinam o nitrogênio atmosférico com carboidratos. Na decomposição de restos animais e vegetais, o nitrogênio dos mesmos se transforma principalmente em amônia (amonificação), por ação das bactérias amonificantes. A amônia formada pode ser atacada pelas bactérias nitrificantes, para produzir nitrito. Este, sob a ação das Nitrobacter, passa a nitrato. As bactérias desnitrificantes podem reduzir nitratos novamente a nitrogênio, que retorna à atmosfera.

Fixação do nitrogênio:

Como as jazidas de salitre do Chile têm capacidade limitada, tornou-se necessário utilizar o nitrogênio atmosférico, que é praticamente inesgotável. Esse aproveitamento exige a fixação do nitrogênio, isto é, sua combinação com outros elementos.

Método da descarga elétrica:

A passagem de uma descarga elétrica através do ar provoca a combinação do nitrogênio com o oxigênio para formar NO, que passa depois a NO2. O NO2 dissolvido em água produz ácido nítrico. Em água de cal produz nitrato de cálcio.

Método da cianamida cálcica:

Submetido a temperatura elevada, o nitrogênio produz, com carbureto de cálcio, a cianamida cálcica: CaC2 + N2 ® CaCN2 + C. O carbureto de cálcio se obtém por aquecimento da cal em forno elétrico. O nitrogênio, que deve ter a pureza de pelo menos 99,8%, é obtido do ar líquido. A hidrólise da cianamida produz amoníaco: CaCN2 + 3H2O ® 2NH3 + CaCO3.

Método de cianeto de sódio:

Quando se passa nitrogênio sobre uma mistura de carbono e carbonato de sódio aquecida ao rubro, obtém-se cianeto de sódio, segundo a equação: Na2CO3 + 4C + N2 ® 2NaCN + 3CO. O ferro age como catalisador. As tentativas de aplicação industrial não obtiveram sucesso.

Método da síntese direta do amoníaco:

O nitrogênio combina-se com o hidrogênio, no principal processo de obtenção de NH3, segundo a reação: 2N2 + 3H2 ® 2NH3.

Compostos nitrogenados:

O amoníaco (NH3), conhecido pelo odor característico e irritante, é um gás incolor resultante da combinação direta do nitrogênio com o hidrogênio sob temperatura elevada, comercializado normalmente como solução aquosa. Se emprega como fertilizante e como fonte de vários compostos nitrogenados comercialmente importantes. O principal método comercial de síntese de amoníaco é o processo de Haber-Bosch.

Outro composto nitrogenado, o ácido nítrico (HNO3) é um ácido forte, também de larga aplicação científica e industrial. O caráter oxidante, comparável ao do ácido sulfúrico, justifica seu uso nos processos de oxidação-redução de metais para produzir sais (nitratos). Prata, mercúrio e cobre reagem com o ácido concentrado para produzir NO2 e com ácido diluído para dar origem a NO. Ouro, platina, irídio, ródio, lantânio e titânio não são atacados. Misturado ao ácido clorídrico na proporção de um para três, é chamado água-régia, pois ataca os metais nobres, inclusive o ouro.

De menor ação corrosiva, o ácido nitroso não existe em estado puro, mas só em solução resultante da decomposição à temperatura ambiente em óxido, ácido nítrico e água. Os nitritos e nitratos, sais respectivamente derivados dos ácidos nitroso e nítrico, são habitualmente usados em fertilizantes.

Os óxidos nitroso e nítrico são substâncias de alta reatividade, enquanto o dióxido de nitrogênio apresenta maior estabilidade interna. Juntamente com o óxido nítrico, o dióxido de nitrogênio se encontra em pequena proporção na atmosfera. Oriundo de resíduos industriais da indústria química, é um poderoso agente de contaminação ambiental.

Propriedades físicas e químicas do nitrogênio:

Número atômico: 7
Peso atômico: 14,0067
Ponto de fusão: -210º C
Ponto de ebulição: -195,8º C
Densidade (20º): 1,250 g/l
Estados de oxidação: -3, +3, +5
Configuração eletrônica: 1s22s22p3
 

 

 

 

 

   Desenhos Artísticos | Versões | Versão para Impressão | Vídeos | Família dos Elementos | História | Links | Contato 

  © 2011 Tabela Periódica Online | Termos de Uso | Mapa do Site                       

 

 

Objetivos do site Tabela Periódica Online:

O site Tabela Periódica Online é um site educacional, cujo objetivo é promover a difusão de conhecimentos acerca da química, especificamente sobre a tabela periódica e seus elementos, auxiliando alunos de ensino médio e superior em seus estudos. Este site também visa auxiliar professores no processo de educação de seus alunos, atuando como objeto facilitador, como ferramenta na preparação de suas aulas, exposição de conteúdos de uma forma interativa e atrativa ao aluno, utilizando tecnologias modernas de ensino, que englobam ferramentas como computador, multimídia, internet, informática, estudos online, educação à distância.

Público alvo deste site:

Estudantes do ensino / educação superior (faculdade, universidade), do ensino médio (colégio, escola pública ou particular), alunos que estão se preparando para o vestibular (cursinho, curso pré-vestibular, terceirão), alunos de curso de capacitação, curso preparatório para concurso público e vestibular, cursos online, educação à distância, cursos de preparação para o mercado de trabalho, treinamento empresarial, empregos e melhoria de currículo. Professores de ensino médio e educação superior, interessados em atualizar suas aulas com métodos modernos e atuais de educação, utilizando internet, laboratório de informática, computador e multimídia.

Ao utilizar este site em seus estudos, você deverá ser capaz de:

Localizar o elemento químico dentro da tabela periódica, citando seu nome, símbolo, sua família, grupo, número atômico e massa atômica. Identificar as principais características e funções do elemento em questão, como cor, densidade, abundância na natureza, localização no meio ambiente e aplicações. Deverá também conhecer dados históricos do elemento estudado, como o nome do cientista que o descobriu, data e local.

Envie sua colaboração: sugestões ou correções de conteúdo:  

Caso você queira dar sugestões de conteúdos relacionados com as informações acima, enviar correções ou atualizações pertinentes ao tema do site, entre em contato e envie-nos um e-mail com sua colaboração. Para isso, clique aqui.