Ciclo Del Nitrogeno

NITRÓGENO

1. Historia

Descubierto en 1772 por Daniel Rutherford cuando estudiaba la respiración. Scheele y Lavoisier demostraron su existencia libre en el aire y la proporción en volumen en que se encuentra en este, mezclado con el oxígeno 4/5 partes.

El nitrógeno es un elemento químico, que se encuentra en el grupo xv, en el periodo 2, de número atómico 7, símbolo N y en condiciones normales forma un gas diatómico. (N2).

En forma natural el nitrógeno se encuentra abundantemente en el aire, como nitrógeno gaseoso (N2), una forma muy estable y que no puede ser aprovechada directamente por las plantas. También se encuentra en el suelo y constituye el 78% del aire atmosférico.

2. Usos

La mayor parte del nitrógeno utilizado en la industria química se obtiene por destilación fraccionada del aire líquido, y se usa para sintetizar amoníaco. A partir de este amoníaco se preparan una gran variedad de productos químicos, como fertilizantes, ácido nítrico, urea, hidracina y aminas.

 Destilación fraccionada del oxígeno y el nitrógeno

El aire líquido se guarda en vasos Dewar, muy similares a un termo y luego se somete al aire a destilación fraccionada. El nitrógeno hierve a -195°,8 C y el oxígeno a -182,5°C. El aire líquido lo hace a temperaturas intermedias próximas a -190°C, por lo que el producto es mayormente nitrógeno. Cuando la temperatura aumenta hasta -183 destila oxígeno en una proporción del 95%.

 Síntesis industrial del amoniaco

El NH3 se obtiene por el método denominado proceso Haber-Bosch (Fritz Haber y Carl Bosch recibieron el Premio Nobel de Química en los años 1918 y 1931). El proceso consiste en la reacción directa entre el dinitrógeno y el dihidrógeno gaseosos.

2N2(g) + 3H2O(g) 2NH3(g) ΔH = -92.2 KJ

El amoniaco se utiliza de modo análogo al agua:

2NH3(l) NH4+ + NH2-

NH3(l) H+ + NH2-

El NH2- se denomina ion amida.

3. CARACTERÍSTICAS

• Gas incoloro, inodoro e insípido

• Elevada electronegatividad

• Punto de fusión -210ºC y puntos de ebullición -196ºC

• Presente en restos de animales

• 3% de la composición del cuerpo humano; Se encuentra, por ejemplo, en los aminoácidos que forman las proteínas y en los ácidos nucleicos de nuestro ADN y el ARN.

• La molécula N2 tiene un triple enlace que lo hace más estable, sin embargo el nitrógeno forma un gran número de compuestos con el hidrogeno y el oxígeno en los que el número de oxidación varía entre -3 a +5.

• La mayoría de los compuestos de nitrógeno son covalentes.

• El nitrógeno con ciertos metales forma “nitruros” iónicos:

6Li(s) + N2(g) 3Li3N(s)

• El ion nitruro (N-3) es una base de bronsted fuerte y reacciona con el agua para producir amoniaco.

N-3(ac) + 3H2O(l) NH3(g) + 3OH-(ac)

ÓXIDOS DEL NITRÓGENO

OXIACIDOS DEL NITRÓGENO

ÁCIDO NÍTRICO

El ácido nítrico es un liquido que ebulle a 82.6°C. No existe como liquido puro porque en alguna medida se descompone espontáneamente como sigue

4HNO3 (l) 4NO2 (g) + 2H2O (l) + O2 (g)

4. CICLO DEL NITRÓGENO

Es el proceso mediante el cual este elemento se toma del aire en estado gaseoso y es modificarlo por los organismos vivos para ser devuelto a la atmosfera

 Procesos del ciclo del nitrógeno

• Fijación

El nitrógeno es fijado por la acción de bacterias del suelo que se encuentran en las raíces de algunas plantas estos microorganismos combinan el nitrógeno con el hidrogeno para formar el amoniaco

• Nitrificación

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