الهواء
من بديع صُنع الله في هذا الكون أنّه أحاط الكرة الأرضية وغَلَّفَها بطبقةٍ من الهواء تَمتَد مسافة 880كم فوق سطح الأرض؛ لتَحمِيها من الأشعّة الضارّة، وتُخَفّف من حِدةِ حرارة الشَّمس، كما أنّ هذا الهواء ضروري لعيش وتنفّس الكائنات الحيّة، وحركة السُّفن، والقضاء على الميكروبات وتلقيح النباتات، ومهم لدورة الماء في الطبيعة.
تتكوّن طبقات الهواء من عنصرين رئيسيين هما: غاز الأكسجين بنسبة 21%، وغاز النيتروجين بنسبة78%، وما تبقّى هو خليطٌ من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة كالأرجون والنيون.
غاز النيتروجين
يعدّ النيتروجين المُكَون الأساسيّ للهواء بنسبةٍ تصل إلى 78%، وهو أحد عناصر الجدول الدوري الكيميائي، ويقع في المجموعة الخامسة، وفي الدورة الثانية، ويَحمِل الرمز N، عدده الذريّ هو 7، ووزنه الذريّ 14، وهو عنصر لا فلزّي يوجد على شَكل جزيء في الطبيعة N 2 على هيئة غاز.
خواص غاز النيتروجين
الخواص الفيزيائية
- النيتروجين أحد الغازات الخاملة (قليلة الدخول في التفاعلات الكيميائية).
- النيتروجين غاز بلا طعمٍ أو رائحةٍ أو لونٍ.
- درجة غليان النيتروجين _196°م، ويتجمّد عند درجة _210°م، وهو غاز عند درجة حرارة وضغط عاديين.
الخواص الكيميائية
- يوجد في الطَّبيعة على شكل جزيءٍ مكوّن من ذرتي نيتروجين متّحدتين مع بعضهما البعض برابطةٍ تساهميةٍ ثلاثيةٍ N ≡ N.
- يمتلك العديد من أرقام الأكسدة حسب التفاعل الّذي يدخل فيه، وهذه الأرقام تكون ما بين _3 و +5.
- أهم تفاعلاته؛ أنّه يتفاعل مع الأكسجين ليُنتِج أكاسيد النيتروجين، ويتفاعل مع غاز الهيدروجين ليُنتِج النشادر والهيدارزين والآزوت، ويتفاعل مع عنصر الليثيوم ليُنتِج نيتريد الليثيوم.
أهمية غاز اليتروجين
- النيتروجين من أهمّ العناصر لجميع الكائنات الحية؛ فهو المكون الأساسيّ لبروتين الخليّة النباتية والحيوانية والّتي يحصل عليها الإنسان عن طريق تناول البروتين النباتيّ كالفول والقمح، وغيرها والبروتين الحيوانيّ من اللحوم ومشتقاته.
- يُستخدم النيتروجين في صناعة الأمونيا التي تُشَّكِل أهم أنواع الأسمدة الزراعيّة، وإحدى أهم عناصر زيادة خصوبة التربة.
- يدخل النيتروجين في صناعة المتفجّرات والأحماض القويّة المستخدمة في ذلك، وأهمّها حامض النيتريك القوي.
- يستخدم في الصناعات الغذائيّة بشكل سائلٍ للتبريد عن طريق الغمر، كما يُستخدم كوسيلة لنقل الخلايا والأجزاء الحيّة للمحافظة على بقائها حية كالحيوانات المنويّة والبويضات، ويُستخدم الغاز المسال في عمليات الحفظ والتبريد والتخزين.
- تعبئة إطارات السيارات بغاز النيتروجين يُقَلل من حرارة الإطارات، ويُخَفِض استهلاك الوقود ويعمل على تبريد المكابح.
- يستخدم النيتروجين المسال في خفض درجة الحرارة خاصّةً للعلماء والباحثين في مجال الأدوية أو بيئات البحث والتجريب الّتي تحتاج إلى درجات حرارةٍ متدنيةٍ ليتمّ التفاعل بنجاحٍ.
