Азот

В чём «успех» и «неудача» азотных удобрений?

Это прежде всего урожайность и качество продукции. Но не все культуры одинаково реагируют на азот. Например, качество зерновых и бобовых культур с наличием азота в почве улучшается.

Но не всегда это можно отнести к овощным культурам. Дело в том, что овощные культуры выращиваются для получения углеводов и витаминов. Но при избыточном содержании азота в почве количество витаминов и углеводов в овощах снижается.

В чем причина снижения качества урожая под действием азота? Причина в том, что когда азот в избыточном количестве содержится в почве, не весь он идет на питание растений — большая часть его накапливается в виде нитратов. Нитраты же превращаются в растениях в нитриты.

Вырабатываемый нитритами фермент приводит к очень негативному эффекту у всех теплокровных животных и людей, употребляющих в пищу такие овощи — блокируются красные кровяные тельца.

Красные кровяные тельца, которые переносят кислород по организму,  недостаточно снабжают кислородом клетки. В следствие этого происходит гипертрофирование клеток, которое может вызвать необратимые последствия для организма. Поэтому избыток азота всегда вреден.

Промышленное производство

В настоящее время в основном используют три технологии для получения инертного азота, основанные на разделении атмосферного воздуха:

• криогенная;
• мембранная;
• адсорбционная.

Разделяющие криогенные установки функционируют по принципу сжижения воздуха. Сначала он сжимается компрессором, затем проходит через теплообменники и расширяется в детандере. В результате охлажденный воздух становится жидкостью. За счет разной температуры кипения кислорода и азота происходит их разделение. Процесс многократно повторяется на специальных ректификационных тарелках. Завершается он получением чистейшего кислорода, аргона и азота. Данный способ наиболее эффективен для крупных предприятий по причине значительных габаритов системы, сложности ее пуска и обслуживания. Достоинство метода состоит в том, что можно получить азот наивысшей чистоты, как жидкий, так и газообразный, в любых количествах. При этом расход энергии на изготовление 1 л вещества составляет 0,4-1,6 кВт/ч (в зависимости от технологической схемы установки).

Мембранная технология разделения газов начала применяться в 70-х годах прошлого века. Высокая экономичность и эффективность данного метода послужила достойной альтернативой криогенному и адсорбционному способам получения чистого азота. Сегодня в установках используются мембраны последнего поколения высокой производительности. Теперь это не пленка, а тысячи полых волокон, на которые нанесен селективный слой. Подвижные составляющие в установке отсутствуют, поэтому значительно увеличивается продолжительность ее эксплуатации без поломок. Отфильтрованный воздух подается в систему. Кислород беспрепятственно проходит сквозь нее, а азот выводится под давлением через противоположную сторону мембраны и направляется в накопитель. С помощью данных установок изготавливается вещество с чистотой до 99,95%. Таким образом осуществляется производство азота из атмосферного воздуха. Ограниченная чистота получаемого азота не позволяет применять данный метод крупным изготовителям с большими потребностями высокочистого азота.

На тех предприятиях, где востребован азот высокой чистоты в больших объемах, применяется установка для разделения газовых смесей при помощи адсорбентов. Конструктивно она представляет собой две колонны. В каждой из них находится вещество, селективно поглощающее газовую смесь. Для функционирования установок по производству азота требуется атмосферный воздух, электроэнергия.

Изначально воздух попадает в компрессор, где происходит его сжатие. Затем он подается в ресивер, который выравнивает его давление. Так как воздух не должен содержать водяных паров, пыли, двуокиси углерода, окислов азота, ацетилена, а также других примесей, его фильтруют. Наступает основной этап адсорбционного разделения газовой смеси. Поток воздуха пропускается через одну колонну с углеродными молекулярными ситами до тех пор, пока они способны поглощать кислород. После этого поверхность адсорбента необходимо очистить, то есть регенерировать, путем сброса давления или повышением температуры. А воздух направляется во вторую колонну. В это время азот проходит сквозь агрегат и накапливается в ресивере. Продолжительность циклов адсорбции и регенерации составляет всего несколько минут. Чистота получаемого по данной технологии азота составляет 99,9995%.

Преимущества адсорбционных установок:

• быстрый пуск и остановка;
• возможность дистанционного управления;
• высокая разделительная способность;
• низкое энергопотребление;
• возможность оперативной переналадки;
• автоматическое регулирование режима;
• низкие затраты на обслуживание.

Последствия нехватки азота для растений

Чаще всего это можно наблюдать ранней весной, когда земля еще не успевает прогреться. Низкая температура препятствует процессу минерализации, из-за чего возникающий дефицит азота приходится на ранний этап развития растения.

• у яблонь заметно уменьшается количество плодовых завязей, листья мельчают, не достигая нужного размера;
• земляника не дает нормальных побегов, листья желтеют раньше срока;
• нижние листья картофеля и помидоров желтеют и опадают, не успев вырасти;
• недозревшие плоды помидоров опадают даже при небольшом ветре;
• у семечковых растений листья заметно сужаются;
• замедляется рост новых побегов у роз;
• у плодовых уменьшается содержание хлорофилла, что приводит к изменению цвета листьев, мелкие плоды имеют яркий окрас и легко осыпаются;
• капуста может испытывать хлороз, который сопровождается желтизной листьев вокруг прожилок;
• у свеклы листья желтеют, становятся вялыми и опадают.

Как определить, что растение нуждается в подкормке?

Недостаток азота

• цвет листвы теряет насыщенность зеленого цвета;
• листья желтеют и опадают;
• замедляется рост растения;
• размер листьев мельчает;
• прекращается рост побегов и ветвей у деревьев;
• завязь или недозревшие плоды опадают;
• у косточковых культур может наблюдаться покраснение коры.

Однако избыток азота также небезопасен для растений:

• наблюдается неестественное увеличение листьев;
• зелень приобретает насыщенный темно-зеленый оттенок;
• цветение, завязь и созревание значительно опаздывает по срокам.

Получение азота в адсорбционных установках

Производство азота в промышленности методом адсорбции активно применяется с конца XX столетия. Технология основана на способности пористых твердых веществ удерживать газы за счет сил межмолекулярного притяжения.

Основной элемент установки — адсорбер. В него подается воздух под давлением. Сорбент поглощает кислород, а азот поступает к потребителям. Остаточное давление целевого газа составляет 7 — 12 атмосфер. Поскольку азот в промышленности добывают как для собственных нужд, так и для сторонних потребителей, адсорбционные установки могут комплектоваться бустерами, позволяющими закачивать баллоны под давлением более 300 атмосфер.

Производительность таких генераторов достигает нескольких сотен кубометров в час, а срок эксплуатации установки до замены сорбента — до 15 лет. Содержание примесей составляет 5 — 0, 0005%. Установки работают в непрерывном режиме под автоматическим управлением, имеют сравнительно небольшие размеры и низкое энергопотребление.

Так как получают азот в промышленности разными способами, выбор оборудования должен быть основан на максимальных потребностях предприятия и его энергетических возможностях.

Минеральные удобрения с нитратной формой азота

К нитратным минеральным удобрениям относятся следующие соли:

• Кальциевая селитра. Легкорастворимое соединение, пригодное для быстрых корневых подкормок в виде водного раствора на кислых грунтах. Для приготовления раствора берётся 20-30 г селитры на 10 л воды. Растения поливаются в начальной фазе вегетации с интервалом 15 дней. Узнайте более подробно → применение кальциевой селитры как удобрение, как разводить и поливать.
• Натриевая (натронная) селитра. Популярное удобрение для весеннего основного внесения в почву. Ощелачивает кислый грунт. Вносится при весенней обработки почвы по 40 г на 1 м2. Узнайте более подробно → как использовать натриевую селитру в качестве подкормки + отзывы.

Нитратные удобрения широко используются сельскохозяйственными производителями в средней полосе России, где преобладают кислые подзолы. В зоне Черноземья эти соли неэффективны.

Каковы же основные источники азота для растений? Производство и внесение азотных удобрений

Навоз

Азот в навозе входит в состав медленно разлагающихся химических соединений, из которых он превращается в аммиак и частично улетучивается. При внесении в почву навоза микроорганизмы используют азот на свои нужды, перерабатывая его в органическую форму, которая опять-таки недоступна растениям. Из-за медленной скорости минерализации навоз не может обеспечить интенсивное питание для растений без добавления минеральных удобрений.

Качество навоза как удобрения можно повысить следующими методами:

• разложение навоза до перегноя;
• компостирование;
• заблаговременное внесение навоза — например, осенью
• обогащением навоза минеральными удобрениями.

Когда навоз полностью разлагается, он теряет почти половину своей массы. В виде перегноя навоз наиболее питателен и полезен растениям. Перегной можно расходовать экономно с наибольшей эффективностью при добавлении его в рассадный грунт или мульчировании посевов при внесении при посадке в лунку. На единицу своей массы перегной содержит в два-три раза больше доступного растениям азота, чем первоначальный навоз.

Сапропель

Большую ценность, как удобрения, несут илы — сапропель, из которых наиболее значимым азотным удобрением является озерный ил. Озерный ил содержит до 2,5% азота. В качестве удобрения ил можно использовать только из чистых рек, в которые не ведут слив отходов промышленные предприятия, и не поступают вредные стоки.

Перед применением чистый ил необходимо проветрить, что необходимо для снижения влажности и полного окисления в нём вредных и токсичных соединений алюминия и железа.

Питательная ценность  сапропеля значительно возрастает при компостировании. Дозы внесения сапропеля в качестве удобрения зависят от его состава, выращиваемой культуры, типа почвы и колеблются от 6 до 12 килограмм на 1 квадратный метр.  При этом его благоприятное влияние на почву сохраняется 12 лет.

Компост

Еще одним ценным органическим удобрением, которое содержит от 0,8 до 1,5 процентов азота является компост.

Компост это идеальный источник обогащения почвы, который получается в результате перегнивания органических веществ при воздействии микроорганизмов.

Его можно с легкостью приготовить на любом участке. Компостировать можно всё: Листья, как зеленые, так и сухие, ботву, сорняки, мелкие веточки, опилки, в общем все, в чем содержится хотя бы немного органического вещества, может быть использовано для производства компоста.

Сидераты

Сидераты — так называемое  зеленое удобрение — это растения выращиваемые специально для их последующего погружения в почву для обогащения ее азотом, а также улучшения структуры почвы и подавления роста сорняков.

Горох, как и все бобовые культуры, имеют короткий вегетационный период и удивительную способность связывать свободный азот атмосферы благодаря обитающим на их корнях азотфиксирующим бактериям. К концу вегетации на корнях бобовых растений, например, тот же горох накапливает до 1 кг азота в пересчете на 1 сотку, что равняется внесению 150-200 кг навоза.

Эффективность такого способа насыщения азотом участка можно еще повысить, если после сбора урожая заделать в почву измельченные остатки стебля и листьев бобовых.

Азот усваивается растениями постепенно — по мере распада органического вещества с течением времени, а это означает, что он не вымывается из почвы, в отличие от других удобрений.

Полная автоматизация процесса производства азота

Генераторы азота полностью автоматические, и не требуют постоянного присутствия персонала.

Все операции управляются специализированным интеллектуальным контроллером, обеспечивающим выполнение заданных алгоритмов и параметров. Контроль остаточного кислорода в азоте производится с помощью встроенного датчика анализатора.

Система управления генератора азота. Русифицированный дисплей, интуитивно понятный интерфейс.

АСУ ТП генератора азота — система автоматического управления технологическими процессами NEOS с функцией smart control. Эта АСУ ТП входит в базовую комплектацию оборудования с панелью Siemens.

АСУ ТП NEOS предназначена для управления линией по производству азота. Включает в себя управление воздушным компрессором, осушителем, генератором азота, дожимным азотным компрессором (если такое оборудование имеется). Управление осуществляется автоматически, слежение осуществляется при участии оператора.

Функции управления технологическим процессом:

• автоматическое управление агрегатами азотной станции с контролем их состояния на всех режимах, предусмотренных технологической программой;
• дистанционное управление агрегатами станции, блокировка дистанционного управления в соответствии с алгоритмами управления, блокировка недопустимых действий оператора;
• контроль состояния оборудования объекта управления. Непрерывный контроль значений технологических параметров. Автоматическое обнаружение, отображение и звуковая сигнализация срабатывания предупредительных и аварийных установок по технологическим параметрам;
• проверка пусковой готовности, интеллектуальный пуск/останов/стоп;
• формирование отчетов за определенный период времени и вывод их на печать по расписанию и по требованию;
• обеспечение защиты базы данных и программного обеспечения от несанкционированного доступа;
• диагностика и выдача сообщений по отказам элементов комплекса технических средств.

Контролируемые параметры:

• содержание остаточного кислорода в продуктовом азоте;
• данные по наработке часов;
• данные по давлению азота;
• тенденции чистоты и давлению азота;
• данные по расходу азота нм3/ч;
• данные по точке росы азота;
• данные по точке росы сжатого воздуха;
• данные по температуре сжатого воздуха и окружающей среды;
• данные по работе воздушного компрессора, отображение всех основных его параметров;
• данные по работе осушителя, отображение всех основных его параметров;
• информация об ошибках при работе оборудования.

Информационные функции:

• Предоставление на экране значений параметров в цифровой форме.
• Хранение долгосрочных архивов данных, предназначенных для дальнейшего анализа.
• Вычисление значений расчетных параметров.

Возможности удалённого доступа

Система удалённого доступа позволяет мониторить и контролировать все необходимые параметры станции с возможностью вывода на печать.

В состав системы удалённого доступа входит:

• моноблок с ЖК-дисплеем, диагональ не менее 22 дюймов;
• программное обеспечение для поставляемой станции (установленное на ПК);
• необходимые сенсоры.

Система управления позволяет контролировать работу станции без специального образования и предварительного обучения.

Чтобы купить генератор азота, а также уточнить цену на оборудование, позвоните по указанным на сайте телефонам или направьте запрос. Наши менеджеры ответят на все интересующие вопросы и окажут квалифицированную помощь при выборе продукции.

Признаки недостатка удобрений

Нехватку того или иного элемента растению можно определить по следующим признакам:

1. Азот: бледная, иногда желтоватая, розоватая ботва. Само растение медленно развивается. Листья мелкие, деформированные, могут скручиваться и опадать.
2. Фосфор: ботва приобретает неестественный фиолетовый, синеватый оттенок, отдельные листья скручиваются вверх.
3. Калий: по краям листовых пластин появляются будто бы ожоги. Сама зелень деформируется, закручивается вниз. Если растение зацветает, его бутоны засыхают, опадают без образования плода.
4. Магний: о недостатке элемента свидетельствует пожелтение листьев по краям.
5. Медь: листовая пластина неестественно бледнеет практически до белого оттенка.
6. Цинк: листва становится мелкой, заостренной, покрывается темными пятнами.

Если трудно определить нехватку определенного элемента, советую осторожно использовать комплексный состав

Какие трудности могут возникнуть при подкормке огорода весной

При весеннем удобрении можно перестараться – перекормить растения. Характерные признаки переизбытка элементов:

1. Азот. «Могучая» зеленая масса, темно-зеленая ботва, задержка цветения и плодоношения. Для огурцов, томатов избыток элемента опасен концентрацией нитратов в овощах.
2. Фосфор. Пожелтение, опадение листвы, появление некротических пятен. Растение на глазах стареет, иссыхает.
3. Калий. Неестественно длинные междоузлия, осветление листьев, задержка роста.
4. Магний. Листья становятся черно-зелеными, скручиваются.
5. Кальций. Побеги быстро растут, но скоро увядают. На ботве – белые пятна, иногда наполненные жидкостью.

Самый простой способ устранения проблемы – обильный полив до 12-15 л воды на 1 м2. Такая экстренная мера позволяет смыть лишние активные вещества в глубокие пласты субстрата, где они уже не усваиваются растениями. Более кардинальная мера – пересадка с отравленного участка на безопасное место.

Весеннее удобрение огорода – важное мероприятие. Самый лучший метод – комплексный: минеральные, органические составы, народные средства

Не забывайте о четкой дозировке, графике внесения, чтобы не отравить почву переизбытком питательных веществ.

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Азотным удобрениям принадлежит ведущая роль в повышении урожайности различных сельскохозяйственных культур

Это связано с ролью азота как важного биологического элемента, играющего исключительную роль в жизни растений

Достаточное снабжение азотом усиливает синтез органических азотистых веществ. У растений образуются мощные листья и стебли, интенсивность зеленой окраски усиливается. Растения хорошо растут и кустятся, улучшается формирование и развитие органов плодоношения. Эти процессы способствуют повышению урожайности и содержанию белка.

Однако необходимо учитывать, что односторонний избыток азота может задерживать созревание растений, способствуя развитию вегетативной массы при уменьшении развития зерна, корнеплодов или клубней. У льна, зерновых и некоторых других культур избыток азота вызывает полегание (фото) и ухудшение качества растениеводческой продукции.

Так, в клубнях картофеля может снизиться содержание крахмала. В корнеплодах сахарной свеклы снижается сахаристость и возрастает содержание небелкового азота.

Происхождение названия

Название «азо́т» (фр. azote, по наиболее распространённой версии, от др.-греч. ἄζωτος — безжизненный), вместо предыдущих названий («флогистированный», «мефитический» и «испорченный» воздух) предложил в 1787 году Антуан Лавуазье, который в то время в составе группы других французских учёных разрабатывал принципы химической номенклатуры, в том же году это предложение опубликовано в труде «Метод химической номенклатуры». Как показано выше, в то время уже было известно, что азот не поддерживает ни горения, ни дыхания. Это свойство и сочли наиболее важным. Хотя впоследствии выяснилось, что азот, наоборот, крайне необходим для всех живых существ, название сохранилось во французском и русском языках. Окончательно в русском языке этот вариант названия закрепился после выхода в свет книги Германа Гесса «Основания чистой химии» в 1831 году.

Само слово «азот» (без связи с газом) известно с древности и употреблялось философами и алхимиками средневековья для обозначения «первичной материи металлов», так называемого «меркурия» у философов, «двойного меркурия» у алхимиков. «Первичную материю металлов» алхимики считали «альфой и омегой» всего сущего. И слово для её обозначения составили из начальных и конечных букв алфавитов трёх языков, считавшихся священными, — латинского, греческого и древнееврейского: а, альфа, алеф и зет, омега, тов — AAAZOT. Инициатор создания новой химической номенклатуры Гитон де Морво отмечал в своей «Методической энциклопедии» (1786 год) алхимическое значение термина.

Многие современники Лавуазье считали название элемента неудачным, в частности, Жан-Антуан Шапталь предложил название фр. nitrogène — «рождающий селитру» (и использовал это название в своей книге «Элементы химии»). Поныне соединения азота называют «нитраты», «нитриты» и «нитриды».

Во французском языке название «нитроген» не прижилось, зато в английском, испанском, венгерском и норвежском используется производное от этого слова. В португальском используется как название (порт. nitrogé(ê)nio, так и (особенно в Португалии) (порт. azoto).

В немецком языке используется название нем. Stickstoff, что означает «удушающее вещество», аналогично в нидерландском; схожие по значению названия используются в некоторых славянских языках, например, хорватское и словенское dušik (пр. «душик»), a также в иврите (חנקן, «ханкан»).

Название «азот», помимо французского и русского, принято в итальянском, турецком и ряде славянских языков, а также во многих языках народов бывшего СССР.

До принятия символа N в России, Франции и других странах использовался символ Az, который можно видеть, например, в статье А. М. Бутлерова об аминах 1864 года.

Немного истории открытия азота

Внешний вид вещества
Жидкий азот. При н.у. — газ без цвета, вкуса и запаха.
Свойства атома
Имя, символ, номер	Азот / Nitrogenium (N), 7
Атомная масса (молярная масса)	14,00674 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	2s2 2p3
Радиус атома	92 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	75 пм
Радиус иона	13 (+5e) 171 (-3e) пм
Электроотрицательность	33,04 (шкала Полинга)
Степени окисления	5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, −3
Энергия ионизации (первый электрон)	1401,5 (14,53) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	0,808 г/см3 (−195,8 °C); при н.у. 0,001251 г./см3
Теплота плавления	(N2) 0,720 кДж/моль
Температура кипения	77,4 K
Теплота испарения	0,904 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	29,125(газ N2) Дж/(K·моль)
Молярный объём	17,3 см3/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая
Параметры решётки	5,661 Å
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 0,026 Вт/(м·К)

Генри Кавендишем еще в 1772 году был осуществлен интересный эксперимент, позволивший выделить новое простое вещество — азот. Исследователь выделил азот, но не сумел его распознать. Эксперимент заключался в следующем: над раскаленным углем многократно пропускался воздух, который впоследствии обрабатывался щелочью. Такие манипуляции позволили ученому выделить остаток, который им был определен, как мефитический или удушливый воздух.

Если рассматривать данный эксперимент с точки зрения современной химии, можно прийти к выводу, что кислород, находящийся в потоке воздуха, вступая в реакцию с раскаленным углем, связывался в углекислый газ. Щелочь, которая была задействована на следующем этапе эксперимента, поглощала полученное углекислое соединение. Таким образом, можно прийти к простому выводу, что полученный остаток в большей своей части являлся азотом, который экспериментатор сумел путем достаточно простых действий выделить из атмосферного воздуха.

Не сумев правильно установить полученное вещество, Генри Кавендиш в том же 1772 году сообщил о результатах своей работы Джозефу Пристли, который в то же самое время работал над решением аналогичной задачи. Он осуществлял эксперименты, намереваясь связать кислород и удалить полученный, таким образом, углекислый газ. Джозеф Пристли в те времена являлся приверженцем теории флогистона. Соответственно, он абсолютно неправильно истолковывал получаемые результаты и был абсолютно уверен в том, что не кислород вытесняется из воздуха, а наоборот. Пристли не сомневался, что в процессе производимых им манипуляций происходит насыщение воздуха флогистоном. Таким образом, он именовал оставшийся воздух (то есть практически азот) флогистированным, что означало — насыщенным флогистоном.

Оба эти экспериментатора хоть и нашли способы выделить из воздуха азот, но не считаются его первооткрывателями вследствие ошибочного толкования результатов своей деятельности. Карл Шееле в те же времена занимался аналогичной деятельностью, а Даниэль Резерфорд все в том же 1772 году опубликовал магистерскую диссертацию, в которой упомянул азот, используя термин «испорченный воздух». Резерфордом в своей научной работе были указаны основные свойства азота. Им абсолютно верно было установлено следующее:

• отсутствие взаимодействия полученного газа со щелочами;
• непригодность использования его для дыхания;
• выделенный газ не поддерживает горения.

В связи с верными выводами именно Даниэля Резерфорд многие признали первооткрывателем азота. К сожалению, он также, как и Джозеф Пристли был приверженцем флогистонной теории, поэтому так и не смог осознать, что именно за вещество ему удалось выделить из обычного атмосферного воздуха. Анализируя все вышесказанное, можно прийти к выводу, что точно определить, кто же именно открыл азот, не представляется возможным. Азот и далее подвергался исследованию многими учеными, которые все-таки со временем определили полный спектр его характеристик, что позволило в наши дни использовать данный газ во многих сферах профессиональной деятельности человека.

Минеральные удобрения с аммонийной формой азота

К данной группе азотных удобрений относятся сульфаты и хлориды аммония:

• Сульфат аммония. Легкорастворимая соль, пригодная для основного внесения и жидких подкормок. В зависимости от культуры, в почву вносится по 20-40 г на 1 м2. Жидкая подкормка готовится из расчёта 10-20 г на 10 л воды. Узнайте более подробно → инструкция по применению сульфата аммония + отзывы садоводов.
• Аммония-натрия сульфат. В сельском хозяйстве применяется для фертигации посевов свёклы и капусты. Раствор готовится из расчёта 100 г на 100 л воды.
• Хлорид аммония. Содержит до 67% хлора, поэтому не используется для азотных подкормок хлорофобных растений (тыквенные, картофель, виноград, капуста и т.д.). Для снижения токсичности применяется только при осеннем основном внесении в почву.

Аммонийные удобрения обладают более длительным действием, чем нитратные, но хуже усваиваются и нередко вызывают дисбаланс питательных элементов. Поглощение растениями кальция, калия и марганца на фоне применения данной группы удобрений снижается.

Сульфаты и хлорит аммония способны сдвигать pH грунта в кислую сторону. В связи с этим, их применение требует параллельного известкования

Также важно проводить подкормки растений по листу калием, марганцем и кальцием

Как используют азот в промышленных отраслях?

Применение азота в промышленности в первую очередь связано с нефтегазовой и металлургической отраслью. При добыче углеводородов с помощью инертного газа удается выровнять давление в скважинах. Азот вытесняет природный газ, создавая оптимальные условия для добычи нефти. При этом газ не поддерживает процессы горения и безопасен в использовании. Кроме нефтедобычи, материал применяется для продувки магистралей перекачки углеводородов, а также их тестирования на предмет обнаружения скрытых дефектов. С помощью азота из емкостей для хранения природного газа удаляется кислород.

Для нефтехимической отрасли использование азота актуально при производстве полимеров и пластмасс. С помощью инертного газа удается наладить изготовление красителей. В металлургии применение газа необходимо при закаливании различных марок стали и обжиге металла. Кроме решения указанных задач, газ применяется в следующих целях:

• Получение различных удобрений в нефтехимической отрасли.
• Упаковка продуктов питания в азотной среде гарантирует отсутствие окислительных процессов в ходе транспортировки и хранения продукции.
• В фармацевтической отрасли азот используется при получении целого ряда лекарственных препаратов.
• С помощью инертного газа работают системы пожаротушения.
• Быстрая и глубокая заморозка в азотной среде используется при выполнении различных медицинских процедур.
• В шахтах с помощью азота создается взрывобезопасная среда.
• С помощью газа, закачанного в колеса автомобилей, удается снизить расход топлива и избежать процессов окисления и коррозии металла.
• Лазерная резка с использованием газа высокого давления обеспечивает высокое качество кромки.

Использование азота в промышленности охватывает различные отрасли, актуально и востребовано крупными производственными предприятиями и небольшими компаниями. Купить адсорбционные генераторы различной мощности и производительности можно в компании Оксимат. Оборудование поставляется в комплекте с монтажными и пусконаладочными работами, имеет долгосрочную гарантию.

Структура атома

Чтобы определить степень окисления азота в соединениях, необходимо знать его ядерную структуру и изучить электронные оболочки.

Природный элемент представлен двумя устойчивыми изотопами, с числом их массы 14 или 15. В первом ядре содержится 7 нейтроновых и 7 протоновых частиц, а во втором − на 1 нейтроновую частицу больше.

Существуют искусственные разновидности его атома с массой 12-13 и 16-17, обладающие нестабильными ядрами.

При изучении электронной структуры атомарного азота видно, что имеется две электронные оболочки (внутренняя и внешняя). На 1s-орбитали содержится одна пара электронов.

На второй внешней оболочке присутствует всего пять отрицательно заряженных частиц: две на 2s-под-уров-не и три на 2p-орбитале. Ва-лент-ный энер-ге-ти-че-ский уровень не имеет свободных ячеек, что указывает на невозможность разделения его элек-трон-ной пары. Орбиталь 2р считается заполненной электронами только наполовину, что позволяет присоединить 3 отрицательно заряженные частицы. В таком случае степень окисления азота равна -3.

Учитывая строение орбиталей, можно сделать вывод, что данный элемент с координационным числом 4 максимально связывается только с четырьмя другими атомами. Для образования трех связей используется об-мен-ный ме-ха-низ-м, еще одна формируется до-нор-но-ак-цеп-тор-ным способом.

[править] Химические свойства

Азот входит в главной подгруппы пятой группы периодической системы Менделеева. Порядковый номер его 7. Атомы азота имеют во внешней электронной оболочке пять электронов. Поэтому они могут присоединять три электрона, которых им не хватает для образования полностью заполненной восемью электронами оболочки, и восстанавливаться до ионов N 3 или терять пять валентных электронов, превращаясь в положительно заряженные ионы и проявляя при этом свою максимальную положительную валентность. Атомы азота также могут терять и меньшее количество электронов, проявляя при этом положительную валентность 1+, 2+, 3+ и 4+.

Молекулы азота двухатомные, оба атома прочно связаны между собой тремя общими электронными парами.

Чтобы разложить молекулу азота на атомы, надо потратить значительное количество энергии. Поэтому азот при обычных условиях химически довольно пассивный.

При высоких температурах, когда молекулы азота разлагаются и он переходит в атомарное состояние, он сравнительно легко вступает в реакции с металлами (особенно с активными), образуя так называемые нитриды. При высокой температуре, высоком давлении и наличии катализатора оксид соединяется с водородом с образованием аммиака. При температуре электрической искры (свыше 3000 °C) азот реагирует с кислородом, образуя неустойчивый при высокой температуре монооксид азота NO по реакции:

N2 + O2 = 2NO

В природе эта реакция происходит при грозовых разрядах.

Другие свойства

В обычных условиях азот физиологически инертен, но при вдыхании сжатого воздуха наступает состояние, называемое азотным наркозом, подобное алкогольному опьянению. Эти случаи могут быть при условии водолазных работ на глубине нескольких десятков метров. Для предупреждения возникновения данного состояния порой пользуются искусственными газовыми смесями, в которых азот заменен гелием или иным инертным газом. При резком и значительном снижении парциального давления азота, растворимость его в крови и тканях настолько уменьшается, что часть его выделяется в виде пузырьков, является одной из причин возникновения кессонной болезни, которая наблюдается у водолазов при быстром их поднятии на поверхность и у пилотов при больших скоростях взлета самолета, а также при входе в верхние слои атмосферы.

В смеси с кислородом азот используется как слабый наркотик, вызывающий состояние опьянения, эйфории, притупление болевой чувствительности. Используется для ингаляционного наркоза.