Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
МА МГ МЕ МИ МН МО МЫ МЯ

Молекулярный азот

 
Молекулярный азот не реагирует с медью и ее аналогами.
Молекулярный азот характеризуется большой энергией первой разрывающейся связи. Присоединение одной молекулы Н2 к азоту эндотермично на - 49 ккал. Этим объясняется инертность тройной связи в N2 к различным реакциям присоединения и, в частности, неактивность по отношению к азоту обычных моноядерных катализаторов гидрирования, для которых внедрение ненасыщенного соединения по связи М - Н представляет собой двухэлектронное восстановление. Связь в соединениях с двойной связью R-NN - R наоборот, очень непрочна. При присоединении Н2 к Н - NN - Н уже выделяется значительное количество тепла ( 40 ккал. Суммарное присоединение 2Н2 к N2 с образованием гидразина лишь слабо эндотермично.
Схема действия нитрогеназы. Молекулярный азот через щель размером 4 - 5 А ( это соответствует длине молекулы азота) поступает внутрь фермента и здесь активируется. В его активации большая роль принадлежит молибдене - и железосодержащим центрам, по цепям атомов которых происходит эстафетная передача активирующих азот электронов от восстановителя. Реакции активации способствует близость группировок серы.
Зависимость предела прочности при растяжении и ударной вязкости ( нижняя кривая от содержания азота в модифицированном сером чугуне. Молекулярный азот не взаимодействует с жидким чугуном и при продувке чугуна азотом содержание последнего не повышается.
Молекулярный азот N2 настолько устойчив к обычным химическим веществам, что он характеризуется как инертный, подобно благородным газам. Вследствие большой энергии тройной связи ( 945 кДж / моль) энергия активации очень велика. Так, вопреки тому, что реакция образования аммиака является экзотермической ( АЯ 50 кДж / моль), общепринятый синтез этого продукта по Габеру протекает при повышенном давлении ( 20 МПа) и температуре 500 С даже в присутствии эффективного катализатора.
Молекулярный азот проявляет чрезвычайно низкую химическую активность. Получить различные соединения азота, исходя из свободного азота, весьма трудно. Но если бы мы располагали атомарным азотом, то очень легко осуществляли бы все нужные реакции.
Молекулярный азот может потребляться ( фиксироваться) как питательный элемент огромным числом различных почвенных и водных бактерий и по пищевым цепям поступать в многообразные живые организмы на Земле.
Молекулярный азот в результате линейной координации с некоторыми основными соединениями переходных металлов тоже принимает в некоторой степени характер основания и может протонироваться по наружному атому азота. Например, один из азотных лигандов комплекса ( N2) 2W ( PMe2Ph) 4 удается перевести в аммиак путем протонирова-ния и последующего восстановления ( см. гл. Промежуточное протонированное производное было выделено при использовании аналогичного азотного комплекса с хелатирующим дифосфи-новым лигандом.
Прибор для получения азота. Молекулярный азот проявляет чрезвычайно низкую химическую активность. Получить различные соединения азота, исходя из свободного азота, весьма трудно. Но если бы мы располагали атомарным азотом, то очень легко осуществляли бы все нужные нам реакции.
Цикл серы ( обозначения на 168. Молекулярный азот составляет 80 % по массе земной атмосферы, но большинству живых организмов азот доступен только в связанной форме.
Молекулярный азот содержится в земной атмосфере, составляя 78 % ее объема.

Молекулярный азот N2 непосредственно соединяется лишь с некоторыми элементами и с еще меньшим числом соединений. Важные с практической точки зрения реакции азота с водородом и кислородом будут описаны ниже.
Молекулярный азот составляет 78 % молекул атмосферы, но растениям азота может не хватать.
Молекулярный азот вступает в химическое взаимодействие, как правило, при высоких температурах.
Обычно молекулярный азот недоступен для растений в качестве питания. Однако он способен усваиваться некоторыми микроорганизмами. Давно установлено, что на корневой системе бобовых растений размножаются клубеньковые бактерии, которые обладают способностью переводить молекулярный азот в химические соединения. В процессе своей жизнедеятельности клубеньковые бактерии и обогащают почву соединениями азота. Кроме того, некоторые бобовые растения имеют корневую систему, уходящую глубоко в землю. Благодаря этому они переносят в пахотный слой извлеченные из глубоких горизонтов питательные вещества и таким путем также способствуют повышению урожайности.
Чем молекулярный азот похож на оксид углерода. Какой комплекс молекулярного азота был открыт первым и когда.
Выделяющийся молекулярный азот учитывают и по количеству N2 вычисляют содержание аминокислот.
Усваивать молекулярный азот, кроме указанных микроорганизмов, способны также и некоторые другие живущие в почве бактерии, актиномицеты и грибы.
Почему молекулярный азот не обладает такой высокой активностью, как атомный.
Растворимость молекулярного азота при атмосферном давлении, плоть до температур плавления железа, невелика. Метод насы-цения атомарным азотом поверхности готовых деталей сопряжен со зна - [ ительными ограничениями по размерам изделий и глубине азотсодер-кащего слоя.
Спектр молекулярного азота является одним из наиболее хорошо изученных спектров двухатомных молекул. На рис. 10 приведена схема этих состояний и указаны переходы, наблюдавшиеся между ними.
Хемосорбция молекулярного азота на железе подчиняется логарифмической изотерме.
Перевод молекулярного азота воздуха в усвояемые растениями соединения азота; в естественных условиях осуществляется азотфиксирующими микроорганизмами.
С молекулярным азотом графит практически не взаимодействует. Однако взаимодействие с атомарным азотом проходит достаточно легко с образованием цианогена ( C2N2), причем константа равновесия уменьшается с повышением температуры. В присутствии добавок водорода продуктом реакции углерода и азота при 800 С является синильная кислота. При взаимодействии графита с азотом в условиях тлеющего разряда образуется парацианоген хС 1 / 2xN2 ( CN) X, причем реакция проходит лишь в том случае, если образец графита помещен непосредственно в разряд.
С чистым молекулярным азотом вольфрам не взаимодействует до температуры плавления, но в реакции с аммиаком образует два нитрида: W2N и WN с содержанием азота 4 39 и 7 08 % ( вес.
В обыкновенном молекулярном азоте атомы так крепко связаны друг с другом, что они мало склонны к соединению с другими элементами, в соединениях же азота с другими элементами связь менее прочная; поэтому азот более свободен и реакционноспособен. Инактивнссть азота, таким образом, имеет совершенно иной характер, чем у инертных газов. Инактивность молекулярного азота зависит не от недостатка сродства его атомов к атомам других элементов, а скорее от сильного притяжения их друг к другу. Гомогенная газовая реакция между азотом и водородом происходит очень медленно. Измеримые скорости реакция получает лишь в гетерогенной системе при применении соответствующих катализаторов, таких, например, как металлы, которые очевидно активируют азот и водород, или путем образования промежуточных продуктов или путем конденсации на своей поверхности одноатомных активных частиц обоих газов.

Способность фиксировать молекулярный азот широко распространена среди спороносных бактерий. Этот процесс могут осуществлять маслянокислые, ацетонобутиловые и сульфатредуцирующие бактерии.
Вероятно, молекулярный азот может замещать по крайней мере одну карбонильную группу при конденсации многих других переходных металлов в смешанные матрицы.
В атмосфере молекулярного азота низкоэнергетичные ( sO 5 эВ) электроны теряют энергию в основном путем квазиупругих соударений, в каждом из которых теряется энергия порядка 10 4 от избыточной. Если в молекулярном азоте присутствуют примеси, захватывающие электроны, такие, как О2, то образуются отрицательные ионы. Эти отрицательные ионы будут быстро термализоваться, так что даже при давлении порядка атмосферного их гибель при парной рекомбинации будет достаточно хорошо описываться уравнениями Онзагера. Оказывается, однако, что экспериментальные результаты для положительно заряженных частиц, взвешенных в атмосфере молекулярного азота в присутствии внешнего поля, могут быть более рационально объяснены процессами, происходящими до, а не после захвата эмитированного электрона примесью. В настоящее время полностью обоснованная картина замедления электрона в газе типа N2 отсутствует, однако в первом приближении процесс выхода электрона можно описать на основании представления о критическом расстоянии гт [3], при котором возвращающее кулоновское поле равно внешнему полю. Это расстояние сильно зависит от угла в между внешним полем F и радиус-вектором г, соединяющим электрон с центром частицы. В целях упрощения используемого эвристического рассмотрения эта зависимость от угла в первом приближении не учитывается.
При сорбции молекулярного азота на цеолите NaX кроме температуры 77 3 К ( см. табл. 6.8.7) были определены значения а при 90 и 100 К, которые равны 1 016 и 1 010 соответственно.
Ампула для газообразного азота, полученного методом Дюма.| Конструкция напускных систем в масс-спектрометр при использовании ампул с газообразным азотом, полученным по модифицированному методу Дю. При получении молекулярного азота гипобромитным методом или если газ находится в газоразрядной трубке спектрального анализатора, между молекулами азота наступает изотопное равновесие.
Небольшие количества молекулярного азота способны усваивать почвенные микобактерии. Усвоенный микобактериями азот в сочетании с азотом, ассимилированным другими, олиго-нитрофильными микроорганизмами, сине-зелеными водорослями, лишайниками и мхами, настолько обогащает примитивную почву азотом, что ее могут заселять высшие растения.
Общая схема фиксации азота. Fd-ферредоксин. F1 - флаводоксин. Для связывания молекулярного азота необходимы восстановительная сила и1 энергия ( рис. 13.2), которые могут быть получены в процессе фотосинтезу брожения или дыхания. В модельных экспериментах с очищенными компонентами нитрогеназной системы ( in vitro) можно доста - к. АТР и восстановительную силу в форме восстано-вленных пиридиннуклеотидов и ферредоксинов, используя переносчики, содержащие флаводоксин. Затраты АТР при этом очень высоки.
Если нет молекулярного азота, нитрогеназная система восстанавливает протоны до молекулярного водорода. Таким образом, нитрогеназная система обладает также свойствами АТР-зависимой Н2 - образующей гидрогеназы.
Процессы диссоциации молекулярного азота в верхней атмосфере Титана являются важным источником сверхтепловых атомов азота. Образующиеся при диссоциации атомы азота характеризуются избытком кинетической энергии и, соответственно, играют существенную роль в динамических процессах формирования горячей азотной короны и нетеплового потока ухода газа в магнитосферу.
Характерные времена физико-химических процессов. 1 - химическая релаксация О. 2 - химическая релаксация О2 3 - турбулентная диффузия. 4 - молекулярная диффузия для О. 5 - молекулярная диффузия для О2.| Сравнение расчетных профилей концентраций О, N2 и О2 с моделью MSISE90 ( кривые без маркеров. Профиль концентрации молекулярного азота практически совпадает с модельным.
Физико-химические свойства молекулярного азота приведены ниже.
Химическая фиксация молекулярного азота под действием гомогенных катализаторов привлекает к себе внимание со времен открытия диазотных комплексов в 1965 г. и выделения чистой нитрогеназы в 1961 г. Попытки осуществить в жидкой фазе прямую реакцию азота ( N2) и водорода ( Н2) не увенчались успехом.

Учет диссоциации молекулярного азота вносит сюда очень небольшую поправку, так как равновесная степень диссоциации азота при р1 атм и температуре ниже 4000 К очень невелика.
Биологическая фиксация молекулярного азота атмосферы в почве осуществляется двумя группами бактерий: свобод-ноживущими аэробными и анаэробными и клубеньковыми бактериями, живущими в симбиозе с бобовыми растениями. Важнейшим представителем первой группы из аэробов является Azotobacter, а из анаэробных - Clostridium pasteu-rianum. Благоприятная среда для активной деятельности клубеньковых бактерий - хорошо аэрируемые почвы со слабокислой и нейтральной реакцией. Деятельность бактерий азотфиксаторов имеет важное значение в общем балансе азота в земледельчески используемых почвах. Поэтому для деятельности клубеньковых бактерий важно проводить окультуривание почв. Чтобы увеличить численность клубеньковых бактерий, в почву вносят бактериальный препарат нитрагин, содержащий активные расы клубеньковых бактерий.
Зависимость скорости окисления графита марки ГМЗ от температуры при различном расходе газа ( V, л / ч, концентрации кислорода ( реакционная поверхность 4850 см2. Графит с молекулярным азотом практически не взаимодействует - константа равновесия этой реакции весьма мала. При облучении возможно образование окислов азота, взаимодействие которых с графитом приводит к образованию азота и углекислого газа. Основным продуктом взаимодействия графита с водородом при температуре 300 - 1000 С является метан. Концентрация метана находится в равновесии с графитом, с увеличением температуры она снижается и при 1000 С и давлении 1 атм становится близкой к нулю. Ионизация молекул водорода вследствие облучения способствует образованию метана даже в той температурной области, в которой скорость такой реакции без облучения мала.
Клетки Clostridium pasteurianum со спорами. Увел. X 3500 ( по В. И. Дуде. Наряду с молекулярным азотом бактерии рода Clostridium хорошо усваивают минеральные и органические азотсодержащие соединения. В качестве источника углеродного питания бактерии рода Clostridium используют различные соединения, которые обычно одновременно служат для них и источником энергии. К фосфору, калию и кальцию они значительно менее чувствительны, чем азотобактер. Однако удобрение почв фосфорно-калийными солями, известкование почв или компостов всегда приводит к возрастанию численности.
На стадии миграции молекулярный азот действует как уходящая группа.
Как известно, молекулярный азот представляет собой чрезвычайно инертное в химическом отношении соединение. Большинство известных реакций азота связано с применением очень высоких температур и давлений или электрических разрядов.
Продукт присоединения отщепляет молекулярный азот, после чего протон СН2 - группы, активированной соседней сульфогруп-пой ( однако не в такой степени, чтобы реагировать с диазометаном), переходит к метилену диазометана, причем образуется эфир энольной формы.
При обычных температурах молекулярный азот инертен, однако при высокой температуре его активность резко возрастает и он может взаимодействовать со многими веществами, образуя нитриды. Азот входит в состав сложных органических соединений топлива и имеет отрицательную валентность.
При обычных температурах молекулярный азот химически инертен ( соединяется только с литием) вследствие большой прочности его двухатомных молекул N2, имеющий тройную связь. Но при повышении температуры активность его растет, он взаимодействует с некоторыми металлами - магнием, кальцием, титаном, образуя нитриды; при очень высоких температурах непосредственно соединяется с водородом и кислородом.
Они способны фиксировать молекулярный азот.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11