Nitrogênio: Propriedades e usos do elemento
Descrição
O nitrogênio é um gás incolor e inodoro que compõe 78% da atmosfera da Terra. Ele desempenha um papel crucial em vários processos químicos e é amplamente utilizado em todos os setores.
Introdução ao elemento
O nitrogênio é um elemento não metálico com o símbolo químico "N" e número atômico 7. É um componente vital da atmosfera da Terra, representando quase 78% do volume. O nitrogênio é um bloco de construção essencial para todos os organismos vivos, pois forma uma parte essencial dos aminoácidos e ácidos nucleicos. Ele também está presente em muitos fertilizantes, explosivos e produtos químicos industriais.
Propriedades químicas Descrição
O nitrogênio é um gás relativamente inerte em condições padrão devido à sua forte ligação tripla entre os átomos de nitrogênio na molécula diatômica (N₂). Isso o torna menos reativo em comparação com outros gases, como o oxigênio. No entanto, o nitrogênio pode formar uma variedade de compostos com outros elementos, como amônia (NH₃), ácido nítrico (HNO₃) e óxidos de nitrogênio (NOₓ). Esses compostos desempenham papéis cruciais em setores como agricultura e manufatura.
O nitrogênio também pode atuar como agente oxidante em determinadas reações, como na produção de ácido nítrico. Sob condições extremas, como alta temperatura ou pressão, o nitrogênio pode reagir com o hidrogênio para formar amônia por meio do processo Haber.
Tabela de dados de propriedades físicas
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Propriedade |
Valor |
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Número atômico |
7 |
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Massa atômica |
14,007 g/mol |
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Ponto de fusão |
-210°C |
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Ponto de ebulição |
-196°C |
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Densidade (a 0°C, 1 atm) |
1,2506 g/L |
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Aparência |
Gás incolor e inodoro |
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Estado em temperatura ambiente |
Gasoso |
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Solubilidade em água |
Ligeiramente solúvel |
Para obter mais informações, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).
Usos comuns
O nitrogênio tem uma ampla gama de aplicações em vários setores devido à sua natureza inerte e versatilidade. Alguns de seus usos comuns incluem:
- Agricultura: O nitrogênio é um nutriente essencial para as plantas e é o principal componente de fertilizantes como o nitrato de amônio e a ureia.
- Indústria alimentícia: O nitrogênio é usado para preservar produtos alimentícios, deslocando o oxigênio e, assim, evitando a deterioração e a oxidação.
- Eletrônicos: O nitrogênio é usado na produção de semicondutores e outros componentes eletrônicos para criar um ambiente controlado e livre de oxigênio.
- Medicina: o nitrogênio é usado na criogenia para congelar amostras biológicas e em dispositivos médicos que exigem ambientes controlados.
- Fabricação: o nitrogênio é usado como gás inerte na produção de metais e nos processos de soldagem para evitar a oxidação e a contaminação.
Métodos de preparação
O nitrogênio é obtido principalmente por meio da destilação fracionada do ar liquefeito. Esse processo separa o nitrogênio de outros componentes, como oxigênio e argônio. O nitrogênio também pode ser produzido pela decomposição de determinados compostos químicos, como a azida de sódio (NaN₃) em airbags ou pela reação da amônia com o oxigênio em altas temperaturas.
Produtos industriais relacionados
Vários produtos industriais são derivados do nitrogênio ou de seus compostos:
- Amônia (NH₃): Usada em fertilizantes e explosivos.
- Ácido nítrico (HNO₃): Um ingrediente fundamental em fertilizantes, explosivos e agentes de limpeza.
- Nitrito de sódio (NaNO₂): Usado na preservação de alimentos e na produção de corantes e produtos químicos.
- Gás nitrogênio: Usado em indústrias como a eletrônica, farmacêutica e de embalagens de alimentos por suas propriedades inertes.
Perguntas frequentes
Quais são os principais usos do nitrogênio na indústria?
O nitrogênio é usado na agricultura (fertilizantes), preservação de alimentos, eletrônica (produção de semicondutores), criogenia e processos de soldagem.
O nitrogênio é prejudicial aos seres humanos?
Em sua forma natural, o nitrogênio não é tóxico, mas a inalação de altas concentrações de gás nitrogênio pode deslocar o oxigênio, levando à asfixia.
Como o nitrogênio é obtido para uso industrial?
Normalmente, o nitrogênio é obtido por meio da destilação fracionada do ar liquefeito ou pela decomposição de compostos como a azida de sódio.
Qual é o composto de nitrogênio mais comum?
A amônia (NH₃) é um dos compostos de nitrogênio mais comumente produzidos, principalmente para a produção de fertilizantes.
O nitrogênio desempenha um papel no crescimento das plantas?
Sim, o nitrogênio é um nutriente essencial para as plantas, contribuindo para a formação de proteínas e clorofila.
