بحث عن عنصر النيتروجين
مقدمة
عنصر النيتروجين هو العنصر الكيميائي الذي يحمل العدد الذري 7 ويرمز له بالرمز N. وهو من العناصر الأساسية اللازمة للحياة على الأرض، إذ يدخل في تركيب البروتينات والأحماض النووية وكذلك الكلوروفيل (الصبغة الخضراء في النباتات). يوجد النيتروجين في الغلاف الجوي للأرض بنسبة 78%، ولكنه غير قابل للاستخدام مباشرة من قبل الكائنات الحية، حيث يجب أن يكون مرتبطًا بالهيدروجين أو الأكسجين أو الكربون حتى يمكن استخدامه.
خصائص عنصر النيتروجين
اللون: غاز عديم اللون
الرائحة: غاز عديم الرائحة
الكثافة: 0.001251 جرام/سم مكعب
درجة الانصهار: -210.0 درجة مئوية
درجة الغليان: -195.8 درجة مئوية
الذوبان في الماء: 2.3 مجم/لتر
تطبيقات عنصر النيتروجين
الأسمدة: يستخدم النيتروجين في إنتاج الأسمدة التي تساعد على زيادة إنتاجية المحاصيل الزراعية.
المتفجرات: يستخدم النيتروجين في إنتاج المتفجرات مثل الديناميت والنتروجليسرين.
التبريد: يستخدم النيتروجين في تبريد الأطعمة والأدوية والمواد الكيميائية.
الإضاءة: يستخدم النيتروجين في إنتاج مصابيح النيون والليزر.
الصناعات الكيميائية: يستخدم النيتروجين في إنتاج العديد من المواد الكيميائية مثل الأمونيا وحمض النيتريك واليوريا.
دورة النيتروجين
تُعرف دورة النيتروجين بأنها سلسلة من العمليات التي يتم من خلالها تحويل النيتروجين الجوي إلى أشكال يمكن أن تستخدمها الكائنات الحية، ثم إعادته إلى الجو مرة أخرى. وتتكون دورة النيتروجين من الخطوات التالية:
تثبيت النيتروجين: هو عملية تحويل النيتروجين الجوي غير النشط إلى أمونيا، ويتم ذلك عن طريق البكتيريا التي تعيش في التربة أو على جذور النباتات.
نترات النيتروجين: هي عملية تحويل الأمونيا إلى نترات، ويتم ذلك عن طريق البكتيريا التي تعيش في التربة.
استيعاب النيتروجين: هو عملية امتصاص النباتات للنترات من التربة واستخدامها في بناء البروتينات والأحماض النووية والكلوروفيل.
تحلل النيتروجين: هو عملية تحويل المواد العضوية التي تحتوي على النيتروجين إلى أمونيا، ويتم ذلك عن طريق البكتيريا والفطريات التي تعيش في التربة.
إزالة النيتروجين: هي عملية تحويل الأمونيا إلى نيتروجين جوي، ويتم ذلك عن طريق البكتيريا التي تعيش في التربة أو على سطح الماء.
أهمية النيتروجين في الغلاف الجوي
للنيتروجين دور مهم في الغلاف الجوي للأرض، حيث:
يعمل على تخفيف تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي، مما يجعله مناسبًا للحياة على الأرض.
يساعد على تنظيم درجة حرارة الأرض عن طريق امتصاص الحرارة الزائدة.
يساعد على حماية الأرض من الإشعاع الشمسي الضار.
آثار النشاط البشري على دورة النيتروجين
لقد أدى النشاط البشري إلى حدوث العديد من التغيرات في دورة النيتروجين، ومن أهم هذه التغيرات:
زيادة إنتاج الأسمدة النيتروجينية: أدى استخدام الأسمدة النيتروجينية في الزراعة إلى زيادة كمية النيتروجين في التربة والمياه، مما أدى إلى حدوث مشاكل بيئية مثل تلوث المياه الجوفية والانهيار الساحلي.
حرق الوقود الأحفوري: يؤدي حرق الوقود الأحفوري إلى إطلاق أكاسيد النيتروجين في الهواء، والتي تتفاعل مع الماء والأكسجين لتكوين حمض النيتريك، مما يؤدي إلى حدوث مشاكل بيئية مثل الأمطار الحمضية وتلوث الهواء.
الاستخدامات الطبية للنيتروجين
يستخدم النيتروجين السائل في تخزين الحيوانات المنوية والبويضات والأجنة.
يستخدم النيتروجين في تخدير المرضى أثناء العمليات الجراحية.
يستخدم النيتروجين في علاج بعض الأمراض الجلدية مثل الثآليل والندوب.
استخدامات النيتروجين في الصناعات الغذائية
يستخدم النيتروجين في تعبئة الأطعمة الجاهزة لمنع دخول الأكسجين إليها وإفسادها.
يستخدم النيتروجين في صناعة المشروبات الغازية لإعطائها الفوران.
يستخدم النيتروجين في صناعة الآيس كريم والحلويات الأخرى لإعطائها قوامًا كريميًا.
خاتمة
عنصر النيتروجين هو عنصر أساسي للحياة على الأرض، حيث يدخل في تركيب البروتينات والأحماض النووية والكلوروفيل. يوجد النيتروجين في الغلاف الجوي للأرض بنسبة 78%، ولكنه غير قابل للاستخدام مباشرة من قبل الكائنات الحية، حيث يجب أن يكون مرتبطًا بالهيدروجين أو الأكسجين أو الكربون حتى يمكن استخدامه. يستخدم النيتروجين في العديد من التطبيقات مثل الأسمدة والمتفجرات والتبريد والإضاءة والصناعات الكيميائية.