معلومات عن عنصر النيتروجين

النيتروجين هو غاز عديم اللون والرائحة وغير متفاعل، وهو سابع أكثر العناصر وفرة، حيث يشكل النيتروجين نسبة 78% من إجمالي حجم الهواء، ويتم الحصول عليه عن طريق تقطير الهواء السائل، حيث يتم استخراج حوالي 45 مليون طن كل عام بهذه الطريقة، ويمكن إنتاج النيتروجين على نطاق واسع عن طريق حرق الكربون أو الهيدروكربونات في الهواء وفصل ثاني أكسيد الكربون الناتج والماء عن النيتروجين المتبقي، كما يمكن أيضًا إنتاج النيتروجين مخبريًا، ومن أشهر الأمثلة على ذلك تسخين محاليل نتريت الأمونيوم (NH4NO2)، وأكسدة الأمونيا بواسطة ماء البروم، وأكسدة الأمونيا بواسطة أكسيد النحاس الساخن.[١][٢]


ويوجد النيتروجين أيضًا كمركب في الطبيعية، وفي جميع الكائنات الحية، وفي الفحم وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى، ويتميز بالخصائص الآتية:[١]

  • العدد الذري: 7.
  • الوزن الذري: 14.0067.
  • نقطة الانصهار: −209.86 درجة مئوية (−345.8 درجة فهرنهايت).
  • نقطة الغليان: −195.8 درجة مئوية (−320.4 درجة فهرنهايت).
  • الكثافة: 1.2506 جرام / لتر عند 1 ضغط جوي، 0 درجة مئوية.


استخدامات عنصر النيتروجين

للنيتروجين استخدامات مهمة ومتعددة في عدة مجالات، فيما يلي أهمها وأشهرها:[١][٢][٣][٤]


حفظ الأغذية

يستخدم النيتروجين بشكل شائع في حفظ المواد الغذائية وتغليفها أثناء تخزينها وشحنها من مكان لآخر، إذ للنيتروجين خاصية تمنع الأطعمة من التأكسد، مما يحافظ عليها طازجة، ويقلل من فرص تلفها قبل أن تصل إلى وجهتها النهائية.


التطبيقات الطبية

يستخدم غاز النيتروجين على نطاق واسع في صناعة الأدوية مثل المضادات الحيوية والمسكنات، وفي الطب، يمكن استخدام النيتروجين السائل للحفاظ على العينات البيولوجية عن طريق تجميدها مثل الدم ونخاع العظام والأنسجة والبكتيريا والسائل المنوي.


التصنيع والبناء

يستخدم النيتروجين في عمليات البناء والتصنيع، تحديدًا في عملية تسمى (shrink fitting)، وفيها يتم تبريد الجزء الداخلي من المعدن باستخدام النيتروجين السائل، مما يجعله يتقلص بشكل أكبر، ويستخدم النيتروجين بشكل شائع أيضًا في بناء الأنفاق، وذلك عبر ضخ النيتروجين السائل عبر الأنابيب للتربة، حيث يترسب النيتروجين فيها، ويتبخر مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارتها وتجمدها.


صناعة الإلكترونيات

يلعب النيتروجين دورًا كبيرًا جدًا في صناعة الإلكترونيات، إذ يساعد في إيجاد بيئة خاملة بفضل خصائصه التي تمنع أكسدة المواد، وهذا ما يجعله أحد العوامل المساعدة التي تعمل على منع حدوث أي نوع من الأعطال الكهربائية.


الصناعات الأخرى

يستخدم النيتروجين في عمليات صناعية مختلفة ومتنوعة، من أبرزها:

  • تقليل مخاطر الحريق في بعض أنظمة وقود الطائرات.
  • إنتاج الأسمدة وحمض النيتريك والنايلون والأصباغ والمتفجرات.
  • إنتاج الأمونيا، حيث يؤدي تفاعل النيتروجين مع الهيدروجين إنتاج الأمونيا، وبهذه الطريقة يتم إنتاج 150 مليون طن من الأمونيا سنويًا.
  • يتم استخدام كميات كبيرة من النيتروجين في تلدين الفولاذ المقاوم للصدأ ومنتجات مصانع الصلب الأخرى، والتلدين هو معالجة حرارية تجعل الفولاذ أسهل في العمل.



المراجع

  1. ^ أ ب ت "nitrogen", britannica, Retrieved 5/6/2023. Edited.
  2. ^ أ ب is important to the,done by the Haber process. "Nitrogen", rsc, Retrieved 4/6/2023. Edited.
  3. ↑ "What are the uses of nitrogen?", byjus, Retrieved 4/6/2023. Edited.
  4. ↑ "What Are the Four Major Uses of Nitrogen?", nexair, Retrieved 4/6/2023. Edited.