غاز النيتروجين
- إنه عنصر كيميائي برمز الحرف N والرقم الذري 7.
- تم العثور على غاز النيتروجين في عناصر الفترتين الثانية والخامسة عشرة من الجدول الدوري لأنه العنصر الرئيسي لمجموعة النيتروجين.
- وهي من أهم الغازات الضرورية للحياة ، حيث توجد في جميع الأنظمة الحية في الطبيعة.
غاز النيتروجين في الطبيعة
- يشكل غاز النيتروجين أكبر نسبة من الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي للكوكب ، حيث تبلغ نسبته حوالي 08٪.
- غاز النيتروجين هو سابع أكثر العناصر الكيميائية وفرة من حيث الكتلة في مجرة درب التبانة وهو أحد أكثر العناصر شيوعًا في الكون.
- من حيث الكمية الموجودة في قشرة الأرض ، فهي كمية صغيرة نسبيًا لأن المعادن التي تحتوي على غاز النيتروجين تكون عادةً في شكل نترات الصوديوم أو نترات البوتاسيوم أو أملاح الأمونيوم.
- حيث تعتبر هذه الأملاح ذائبة ، وبالتالي تندر الترسبات المعدنية فيها ، ويوجد النيتروجين بكثرة في فضلات الحيوانات ، ويتواجد فيها على شكل يوريا ، وأملاح الأمونيوم ، وحمض البوليك.
دورة غازات النيتروجين في البيئة
- إنها الدورة التي يتم من خلالها تحويل غاز النيتروجين في الغلاف الجوي إلى مركبات عضوية ، وهذه الدورة هي إحدى العمليات التي تحدث في الطبيعة للحفاظ على حياة الكائنات الحية.
- لأن البكتيريا الموجودة في التربة تحول غاز النيتروجين إلى مركب الأمونيا الذي يحتاجه النبات للبقاء والنمو.
- تقوم بكتيريا أخرى بتحويل الأمونيا إلى أحماض أمينية وبروتينات تستهلكها الحيوانات التي تتغذى على هذه النباتات ثم تشكل مركبات نيتروجينية.
- ثم يتم إرجاع المركبات النيتروجينية إلى التربة من خلال فضلات الحيوانات ، فتقوم البكتيريا الموجودة في التربة بتحويل النيتروجين إلى غاز نيتروجين ، والذي يذهب إلى الغلاف الجوي ، وتستمر العملية على هذا النحو.
باستخدام غاز النيتروجين
- يتم استخدامه لتخزين المواد الغذائية والأدوية أثناء نقلها من مكان إلى آخر.
- يستخدم في إنتاج درجات الحرارة المنخفضة التي تستخدم في التجارب العلمية وخاصة تلك المتعلقة بالصناعات الدوائية ، لأن غاز النيتروجين يزيد من معدل التفاعلات الكيميائية.
- يتم استخدامه في إنتاج الأسمدة الزراعية ، حيث تعتبر الأمونيا من أكثر الأسمدة النيتروجينية استخدامًا في المنطقة الزراعية.
- يستخدم في إنتاج المنظفات المنزلية التي تحتوي على الأمونيا المخففة بالماء.
- يتم تضمينه أيضًا في حشوات المصباح الكهربائي كبديل للأرجون.
- كما يستخدم غاز النيتروجين في تصنيع بعض أنظمة وقود الطائرات لأنه يقلل من مخاطر اشتعال الوقود.
- كما يستخدم في إطارات السباق وإطارات السيارات وإطارات الطائرات لأن النيتروجين يقي من مخاطر الانفجارات التي تحدث في السيارات عالية السرعة أو عند إقلاع الطائرات وهبوطها بسبب الاحتكاك.
يستخدم غاز النيتروجين في العلوم والصناعة
هناك العديد من الاستخدامات لغاز النيتروجين ، حيث يتم استخدامه في العديد من الصناعات لما له من مجموعة واسعة من الاستخدامات مثل:
- النفط والغاز.
- إلكترونيات.
- تغليف المواد الغذائية والمشروبات.
- مختبرات.
- مكافحة الحريق.
- الأدوية.
- في القطاع البحري.
- في الصناعات العامة.
ضرر النيتروجين
- على الرغم من المزايا والفوائد الكبيرة لغاز النيتروجين بشكل طبيعي في البيئة أو من خلال استخدامه في الصناعات المختلفة واستخداماته العديدة المفيدة إلا أنه لا يزال يتضرر.
- يجب تجنب هذه المواقف من أجل الحفاظ على حياة الأفراد.
وحيث أن أضراره تشمل الآتي:
- عند إطلاقه بسرعة عالية في مكان مغلق ، فإنه يسبب الاختناق لأنه يأخذ الأكسجين من الموقع.
- يترك تأثير مخدر ، والذي يعرف بالتخدير العميق ، والذي يحدث عند استنشاق جزيئات الضغط العالي.
- والتي يمكن أن تصل إلى عمق أقل من 30 مترًا تحت مستوى سطح البحر ، مما يتسبب في فقد الغواص وعيه جزئيًا.
- في كثير من الأحيان يكون له تأثير سلبي على الكائن البشري لأنه يتسبب في انخفاض مفاجئ في ضغط الدم ، وهذا يحدث عندما يصل الغواص إلى سطح البحر ويسبب داء تخفيف الضغط.
استخدام النيتروجين السائل في الطب
- النيتروجين السائل هو غاز النيتروجين ، ولكن في شكل سائل عند درجة حرارة منخفضة للغاية.
- يتم إنتاج النيتروجين السائل أيضًا صناعيًا عن طريق التقطير الجزئي للهواء السائل وهو سائل عديم اللون بكثافة 807 جم / مل عند نقطة الغليان.
- غالبًا ما يشار إلى النيتروجين السائل باختصارات مثل LN و LIN و LN2.
- ظهر النيتروجين السائل لأول مرة في منتصف أبريل 1883 م في جامعة جاجيلونيان بواسطة علماء فيزيائيين بولنديين.
استخدام النيتروجين السائل
- مصدر مدمج ومحمول بسهولة للنيتروجين الجاف لأنه لا يحتاج إلى ضغط.
- كما أن لديها القدرة على الحفاظ على درجات حرارة أقل بكثير من خلال ذوبان الماء وهي مفيدة للغاية في التطبيقات العلمية ، في المقام الأول في عمليات التبريد المفتوحة.
حيث تستخدم:
- العلاج بالتبريد لإزالة الأنسجة الخبيثة أو الميتة في حالات سرطان الجلد والآفات الجلدية مثل التقرن السفعي والثآليل.
- كما أنها تستخدم لتخزين درجات الحرارة المنخفضة للخلايا في المختبرات.
- يتم استخدامه للتبريد العميق.
- تستخدم في عبوات البخار لإثبات التجميد السريع.
- كمصدر احتياطي للنيتروجين في أنظمة الحماية من الحرائق.
- كمصدر لغاز النيتروجين الجاف.
- لتجميد ونقع ونقل المنتجات الغذائية.
- التخزين البارد لعينات الدم وكذلك تخزين الخلايا التناسلية من البويضات والحيوانات المنوية وجميع العينات البيولوجية.
- حفظ عينات الأنسجة للجراحة للدراسات المستقبلية.
- يسهل حفظ الموارد الوراثية الحيوانية بالتبريد.
- يتم استخدامه لتجميد خطوط أنابيب النفط وأنابيب المياه لمعالجتها في الحالات التي لا يوجد فيها صمام لمنع تدفق السوائل إلى مساحة العمل ، وتعرف هذه الطريقة بعزل المبرد.
- يتم استخدامه في عملية التخلص من الموتى.
- يتم استخدامه للحفاظ على الخلايا الحية مبردة للإنعاش في المستقبل.
- تخفيض قطع غيار ماكينات اللحام.
يستخدم كمبرد في:
- أجهزة اقتران الشحن في علم الفلك.
- في عملية التوصيل الفائق ذات درجة الحرارة العالية لتحقيق الموصلية الفائقة.
- يتم استخدامه كجزء من حمامات التبريد التي تستخدم في تفاعلات مختلفة بدرجة حرارة منخفضة بشكل ملحوظ في الكيمياء.
- تستخدم أيضًا في الرؤوس الحساسة للأشعة تحت الحمراء من فالكون.
- تستخدم في أجهزة الكمبيوتر ورفع تردد التشغيل الشديد.
خصائص النيتروجين السائل
للنيتروجين السائل العديد من الخصائص أهمها:
- درجة غليانها 8 درجات مئوية.
- تعتبر مادة غير سامة.
- النيتروجين غاز خامل.
- تعتبر مادة غير قابلة للاشتعال.
- ليس لها لون أو رائحة.
- إنها مادة شديدة البرودة ، لأنها تسبب قضمة الصقيع عندما تلامس جلد الإنسان.
تلف النيتروجين السائل
- يسبب النيتروجين السائل بعض الضرر بسبب شدة البرودة بسبب انخفاض درجة غليانه لأنه يسبب حروق الجلد ، لذلك يجب التعامل مع هذا الغاز بحذر شديد.
- نظرًا لارتفاع معدل التمدد ، فإنه يتسبب أيضًا في خطر الاختناق ، لأنه عندما يتحول من سائل إلى بخار ، فإنه يتحول إلى غاز ليس له رائحة أو لون ، لذلك من الصعب ملاحظة أنه يتسرب مما يعرضه للخطر الحياة البشرية.
نسبة النيتروجين في جسم الإنسان
- تُرى الأجسام البشرية في حالة صلبة ، ولكن بداخلها الكثير من السوائل.
- ومع ذلك ، فإن كتلة الجسم تتكون من عدة عناصر ، بما في ذلك الغازات مثل الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين ، وكذلك المواد الهامة التي يتم الحصول عليها من الطعام مثل الكالسيوم والحديد والفوسفور والبوتاسيوم.
- النيتروجين هو أحد المكونات الرئيسية لجسم الإنسان ، حيث يتواجد في جسم الإنسان بنسبة 3٪.
- على الرغم من وجوده في الغلاف الجوي للأرض ، إلا أنه أحد المكونات الأساسية للأجسام البشرية.
- كونه عضوًا مهمًا في المركبات العضوية الموجودة في جسم الإنسان ، فهو موجود في جميع خلايا الجسم ، تمامًا مثل البروتينات والمركبات العضوية الأخرى.
حقائق غاز النيتروجين
هناك بعض المعلومات والحقائق المتعلقة بغاز النيتروجين ومنها:
- يحتوي غاز النيتروجين على 7 بروتونات في ذرة واحدة ووزنه الذري 0067 ، ويشكل غاز النيتروجين 78.1٪ من حجم الهواء على الأرض.
- يعتبر غاز النيتروجين أحد أهم العناصر على وجه الأرض.
- يصنف النيتروجين على أنه العنصر الخامس إلى السابع الموجود في النظام الشمسي وكذلك في درب التبانة.
- النيتروجين موصل ضعيف للكهرباء والحرارة.
- النيتروجين غاز خامل نسبيًا ، لكن البكتيريا الموجودة في التربة تذوبه بحيث يمكن للحيوانات والنباتات استخدامه لإنتاج البروتينات والأحماض الأمينية.
- توجد مركبات النيتروجين في السموم والأسمدة والمواد الغذائية والمتفجرات.
- يشكل النيتروجين 3٪ من جسم الإنسان.
- النيتروجين هو المسؤول عن الألوان التي تحدث في القطب ، وهي الشفق القطبي أو ما يسمى بالألوان القطبية القطبية ، وهي (أخضر ، أحمر ، برتقالي ، أزرق بنفسجي ، بنفسجي غامق).
لقد تعلمنا عن غاز وفير في الهواء الجوي وهو غاز النيتروجين ، وهو بطبيعة الحال مهم للغاية لأنه يستخدم في العديد من مجالات العلوم وفي مختلف الصناعات ، ولكن له أيضًا العديد من الأضرار.