Azotlu gübreler. Azotun biyolojik rolü Azot içeren gübreler nelerdir

Erik - peki, buna kim aşina değil ki?! Birçok bahçıvan tarafından seviliyor. Ve hepsi etkileyici bir çeşit listesine sahip olduğu için, mükemmel verimlerle sürprizler yapıyor, olgunlaşma çeşitliliği ve meyvelerin çok çeşitli renk, şekil ve tadıyla memnun oluyor. Evet, bazı yerlerde daha iyi, bazılarında daha kötü hissettiriyor, ancak neredeyse hiçbir yaz sakini onu arsasında yetiştirmenin zevkinden vazgeçmiyor. Bugün sadece güneyde, orta bölgede değil, Urallar ve Sibirya'da da bulunabilir.

İspanyolcadan tercüme edilen Chili con carne, etli biber anlamına gelir. Bu, ana malzemeleri kırmızı biber ve kıyılmış sığır eti olan bir Teksas ve Meksika yemeğidir. Ana ürünlere ek olarak soğan, havuç, domates ve fasulye de bulunmaktadır. Bu kırmızı mercimek biber tarifi çok lezzetli! Yemek ateşli, haşlayıcı, çok doyurucu ve inanılmaz lezzetli! Büyük bir tencere hazırlayabilir, kaplara koyabilir ve dondurabilirsiniz; bir hafta boyunca lezzetli bir akşam yemeği yiyeceksiniz.

Salatalık yaz sakinlerimizin en sevdiği bahçe ürünlerinden biridir. Ancak, bahçıvanların hepsi ve her zaman değil, gerçekten iyi bir hasat almayı başaramazlar. Salatalık yetiştirmek düzenli dikkat ve özen gerektirse de verimini önemli ölçüde artıracak küçük bir sır var. Salatalıkların sıkıştırılmasından bahsediyoruz. Salatalıkların neden, nasıl ve ne zaman sıkıştırılacağını makalede anlatacağız. Salatalıkların tarım teknolojisinde önemli bir nokta onların oluşumu veya büyüme şeklidir.

Yaz güzel çiçeklerle ilişkilendirilir. Hem bahçede hem de odalarda lüks çiçek salkımlarına ve dokunaklı çiçeklere hayran olmak istiyorsunuz. Ve bunun için kesilmiş buketlerin kullanılması hiç de gerekli değildir. En iyi iç mekan bitkilerinin çeşitleri, birçok güzel çiçekli türü içerir. Yaz aylarında, en parlak aydınlatmayı ve en uygun gün ışığı saatlerini aldıklarında, her türlü buketi gölgede bırakabilirler. Kısa ömürlü veya sadece yıllık ürünler de canlı buketlere benziyor.

Sardalya ve patatesli turta - hızlı, lezzetli, basit! Bu turta hem hafta sonları hem de hafta içi pişirilebilir ve aynı zamanda mütevazı bir tatil masasını da süsleyecektir. Prensip olarak, yağ ilavesiyle doğal olan herhangi bir konserve balık doldurma için uygundur. Pembe somon ya da somonla tadı biraz farklı olacak, saury, sardalya ya da uskumru ile çok lezzetli! Patatesler turtanın içine çiğ olarak yerleştirilir, bu nedenle pişmeye zamanları olması için çok ince kesilmeleri gerekir. Bir sebze kesici kullanabilirsiniz.

Yaz tüm hızıyla devam ediyor. Bahçe ve sebze bahçelerinde ekim büyük ölçüde tamamlandı ancak endişeler azalmadı çünkü yılın en sıcak ayları takvimde yer alıyor. Termometrenin sıcaklık ölçeği sıklıkla +30 °C'yi aşarak bitkilerimizin büyüyüp gelişmesini engeller. Sıcakla baş etmelerine nasıl yardımcı olabiliriz? Bu yazımızda paylaşacağımız ipuçları hem ülke hem de şehir sakinlerinin işine yarayacaktır. Sonuçta iç mekan bitkileri de bu dönemde zor anlar yaşıyor. Sıcak havalarda bitkilerin sulanması gerekir.

Birçok bahçıvan için sümüklü böcekler bir kabustur. Her ne kadar ilk bakışta bu huzurlu, hareketsiz yaratıkların nesi var diye düşünüyor olabilirsiniz. Ama aslında bitkilerinize ve ürünlerinize ciddi zararlar verebilirler. Sümüklü böcekler sadece ilkbahar ve yaz aylarında ısrarla yaprakları, çiçekleri ve meyveleri yemekle kalmaz, aynı zamanda soğuk havaların başlamasıyla birlikte bu kara yumuşakçaları mahzene taşınır ve orada sizin özenle yetiştirip topladığınız şeyleri yok etmeye devam ederler.

Sığır eti ile hecelenmiş boynuzlar - akşam yemeği veya öğle yemeği için hızlı bir yemek. Son zamanlarda, kavuzlu buğday (kavuzlu buğday) sadece doğru beslenmeyi destekleyenler arasında popüler hale geldi. Bu lezzetli tahıldan yulaf lapası, çorbalar, kılçıksız buğday ve makarna yapılır. Bu külah tarifinde, sebzelerden ve yağsız kıymadan yapılan sosla, lacivert usulü sağlıklı makarna hazırlayacağız. Tarif, şekline dikkat eden ve evde sağlıklı yemek pişirmeyi sevenler için uygundur.

En sevdiğiniz kaktüsler ve sulu meyvelerdeki inanılmaz çiçekler, bitkilerin inanılmaz dayanıklılığı nedeniyle her zaman daha da leziz görünür. Lüks çanlar ve göz kamaştırıcı yıldızlar, doğanın pek çok mucizeye sahip olduğunu size hatırlatır. Ve birçok iç mekan sukulentinin çiçek açması için özel kışlama koşullarına ihtiyaç duymasına rağmen, yine de minimum bakım gerektiren ve herkes için uygun ürünler olarak kalırlar. Gelin bunların en muhteşemlerine daha yakından bakalım.

Bıldırcın yumurtası ve kırmızı havyarlı yaz mezesi - yumurta ve havyarla iyi giden baharatlı tatlı ve ekşi soslu basit bir sebze salatası. Salata, bir vitamin patlamasıdır - taze salatalık ve turp, tatlı biber ve olgun domates ve ayrıca sebze karışımını mükemmel şekilde tamamlayan kremalı lor peyniri. Bu yemek öğle yemeğinden önce kızarmış ekmekle hafif bir atıştırmalık olarak servis edilebilir. Pansuman için rafine edilmemiş yağ ve balzamik sirke uygundur.

Ihlamur parklara ve meydanlara ekilir, yayılan taçlara sahip ince ağaçlar havayı mükemmel bir şekilde temizler ve sıcak bir yaz gününde uzun zamandır beklenen serinliği verir. Ihlamur çiçeğinin ortaya çıktığı Mayıs sonu ve Haziran başında onu saran muhteşem bal aroması nedeniyle sevilir. Değerli tıbbi özelliklere sahiptir, birçok halk tarifinde kullanılır ve faydalı özelliklerini uzun süre korur. Makalede nasıl ve ne zaman toplanacağı, nasıl kurutulacağı, saklanacağı ve kullanılacağı tartışılacaktır.

Sitedeki çiçekler ilk sıcak günlerden sonbaharın sonlarına kadar göze hoş gelir, uyum verir ve ruh halinizi iyileştirir. Pek çok bahçıvan ve yaz sakini coşkuyla çiçekçilikle ilgileniyorlar - sadece kendi arazilerinde değil, aynı zamanda seralarda ve seralarda da çoğalıyor, ekiyor, benzersiz çiçek tarhları ve çiçek tarhları yaratıyorlar. Doğru, diğer tüm bitkiler gibi çiçekler de sıklıkla zararlı böceklerin saldırısına uğrar ve ayrıca çeşitli hastalıklardan muzdariptir. Nasıl tedavi edilir, makaleyi okuyun.

Bazen, büyüme mevsimi boyunca belirli bitkileri gözlemlerken, en çok ne zaman hoşunuza gittiğine karar veremezsiniz - ilkbaharda mı, yazın mı yoksa sonbaharda mı? İşte bu bitkiler arasında Japon spireası da var. Görünüşü sürekli değişiyor. Her ne kadar bu makaleyi çiçek açtığı anda yazmayı seçmiş olsam da, hâlâ haklı olduğumdan emin değilim. İlkbahar ve sonbaharda yaprakları inanılmaz renkler ve tonlarla oynuyor. Ancak güzelliğin yanı sıra iddiasız bir çalıdır.

Hindistan cevizi ve waffle içeren bebek maması şekeri, ucuz ve kolayca bulunabilen malzemelerden yapılan basit bir ev yapımı tatlıdır. Ev yapımı tatlılar, çikolata içermeseler bile mağazadan alınan tatlılardan daha lezzetli çıkıyor; elbette elit çikolata üreticileri markalarını hesaba katmıyoruz. Toplam yiyecek kıtlığı zamanlarında ev hanımları birbirlerine ev yapımı tarifler aktardılar, buna kendilerine ait bir şeyler eklediler, hayal kurdular ve sonuç yarım saat içinde hazırlanması kolay lezzetli şekerler oldu.

Boğucu, aydınlık ve sizi bahçede dinlenmeye davet eden Temmuz ayı, tembellik için fazla zaman bırakmıyor. Hava durumuna bağımlılık, yağış eksikliğini telafi etme ve ısıyı telafi etme ihtiyacı, tüm çabaları bitkilerin bakımına yöneltmeye zorluyor. Ve olgunlaşan bir hasat, yalnızca hasat için değil, aynı zamanda uygun işleme için de çok zaman gerektirir. Süs bahçesi ve sebze bahçesinde o kadar çok zahmet var ki işin önceden planlanması son derece sorunlu.

Herkes bilir: nitrojen etkisizdir. Bunun için sık sık 7 numaralı elementten şikayet ederiz ki bu da doğaldır: Nispi ataletinden dolayı çok yüksek bir bedel ödemek zorundayız, onu hayati bileşiklere dönüştürmek için çok fazla enerji, çaba ve para harcamak zorundayız.

Ancak öte yandan nitrojen bu kadar atıl olmasaydı atmosferde nitrojenin oksijenle reaksiyonları meydana gelir ve gezegenimizdeki yaşam, var olduğu formlarla imkansız hale gelirdi. Bitkiler, hayvanlar, siz ve ben kelimenin tam anlamıyla, yaşam için kabul edilemez olan oksit ve asit akıntılarında boğulurduk. Ve "tüm bunlara rağmen" atmosferik nitrojenin mümkün olduğu kadar çoğunu oksitlere ve nitrik asite dönüştürmeye çalışıyoruz. Bu, 7 numaralı elementin paradokslarından biridir. (Burada yazar önemsizlikle suçlanma tehlikesiyle karşı karşıyadır, çünkü nitrojenin paradoksal doğası veya daha doğrusu özellikleri kasabanın konuşması haline geldi. Ve yine de...)

Azot olağanüstü bir elementtir. Bazen öyle görünüyor ki onun hakkında ne kadar çok şey öğrenirsek o kadar anlaşılmaz hale geliyor. 7 numaralı elementin çelişkili özellikleri ismine bile yansıdı, çünkü Antoine Laurent Lavoisier gibi parlak bir kimyageri bile yanılttı. Havanın solunumu ve yanmayı desteklemeyen kısmını elde eden ve inceleyen ne ilk ne de son kişi olduğundan, nitrojene nitrojen adını vermeyi öneren Lavoisier'di. Lavoisier'e göre "nitrojen", "cansız" anlamına gelir ve bu kelime, Yunanca "a" - olumsuzlama ve "zoe" - hayat kelimelerinden türetilmiştir.

"Azot" terimi, Fransız bilim adamının onu ödünç aldığı simyacıların sözlüğünde hâlâ kullanılıyordu. Bu, belli bir "felsefi prensip", bir tür kabalistik büyü anlamına geliyordu. Uzmanlar, "nitrojen" kelimesini çözmenin anahtarının Kıyamet'teki son cümle olduğunu söylüyor: "Ben alfa ve omegayım, başlangıç ve sonum, ilk ve sonum..." Orta Çağ'da üç dil özellikle saygı görüyordu: Latince, Yunanca ve İbranice. Simyacılar da bu üç alfabenin ilk harfi olan “a” (a, alpha, aleph) ve son harfleri olan “zet”, “omega” ve “tov”dan “nitrojen” kelimesini oluşturdular. Dolayısıyla bu gizemli sentetik kelime “tüm başlangıçların başlangıcı ve sonu” anlamına geliyordu.

Lavoisier'in çağdaşı ve yurttaşı J. Chaptal, daha fazla uzatmadan, 7 numaralı elemente "güherçile taşıyan" anlamına gelen Latince-Yunanca melez "nitrojenyum" adını vermeyi önerdi. Nitrat, eski çağlardan beri bilinen bir madde olan nitrat tuzudur. (Bunlar hakkında daha sonra konuşacağız.) "Azot" teriminin yalnızca Rusça ve Fransızca dillerinde kök saldığı söylenmelidir. İngilizce'de 7 numaralı element "Azot", Almanca'da "Stockton" (boğucu) anlamına gelir. Kimyasal sembol N, Shaptal'ın nitrojenyumuna bir övgüdür.

Azotu kim keşfetti?

Azotun keşfi, 1772'de "Sözde sabit ve pis hava üzerine" tezini yayınlayan dikkat çekici İskoç bilim adamı Joseph Black Daniel Rutherford'un öğrencisine atfedilir. Black, "sabit hava" - karbondioksit ile ilgili deneyleriyle ünlendi. Karbondioksiti sabitledikten (alkali ile bağladıktan) sonra, yanmayı ve solunumu desteklemediği için "mefitik" - bozulmuş - olarak adlandırılan bir tür "sabitlenmemiş havanın" hala kaldığını keşfetti. Black, Rutherford'a bu "hava"nın incelenmesini bir tez olarak önerdi.

Aynı sıralarda K. Scheele, J. Priestley, G. Cavendish nitrojeni elde etti ve laboratuvar kayıtlarından da anlaşılabileceği gibi ikincisi bu gazı Rutherford'dan önce inceledi, ancak her zaman olduğu gibi bu kitabı yayınlamak için acelesi yoktu. çalışmalarının sonuçları. Ancak tüm bu seçkin bilim adamlarının, keşfettikleri maddenin doğası hakkında oldukça belirsiz bir fikri vardı. Onlar, filojiston teorisinin sadık destekçileriydi ve "mefik havanın" özelliklerini bu hayali maddeyle ilişkilendirdiler. Sadece filojistona saldıran Lavoisier, "cansız" dediği gazın oksijen gibi basit bir madde olduğuna kendini ve başkalarını inandırdı...

Evrensel katalizör mü?

Simyasal “azot”ta “tüm başlangıçların başlangıcı ve sonu”nun ne anlama geldiğini ancak tahmin edebiliriz. Ancak 7 numaralı elementle ilgili "başlangıçlardan" birinden ciddi olarak bahsedebiliriz. Azot ve hayat birbirinden ayrılamaz kavramlardır. En azından biyologlar, kimyacılar ve astrofizikçiler, yaşamın "başlangıçlarının başlangıcını" anlamaya çalıştıklarında mutlaka nitrojenle karşılaşırlar.

Dünyevi kimyasal elementlerin atomları yıldızların derinliklerinde doğar. Dünyevi yaşamımızın kökenleri oradan, gece ışıklarından ve gün ışığından başlar. İngiliz astrofizikçi W. Fowler "hepimiz... yıldız tozunun bir parçacığıyız" derken aklındaki durum buydu...

Nitrojenin yıldız "külleri", başlangıç aşaması hidrojenin helyuma dönüşümü olan çok karmaşık bir termonükleer işlemler zincirinde ortaya çıkar. Bu, iki şekilde gerçekleştiğine inanılan çok adımlı bir reaksiyondur. Karbon-azot döngüsü adı verilen bunlardan biri doğrudan 7 numaralı elementle ilgilidir. Bu döngü, yıldız maddesinin hidrojen çekirdekleri - protonlara ek olarak zaten karbon içerdiği zaman başlar. Karbon-12 çekirdeği bir proton daha ekleyerek kararsız nitrojen-13 çekirdeğine dönüşür:

12 6 C + 1 1 H → 13 7 N + y.

Ancak bir pozitron yayan nitrojen tekrar karbon haline gelir - daha ağır bir izotop 13 C oluşur:

13 7 N → 13 6 C + e + + γ.

Fazladan bir protonu kabul eden böyle bir çekirdek, dünya atmosferindeki en yaygın izotop olan 14 N'nin çekirdeğine dönüşür.

13 6 C + 1 1 H → 14 7 N + y.

Ne yazık ki, bu nitrojenin yalnızca bir kısmı Evrenin etrafında dolaşıyor. Protonların etkisi altında nitrojen-14, oksijen-15'e dönüşür ve bu da bir pozitron ve bir gama kuantumu yayarak başka bir karasal nitrojen izotopuna - 15 N'ye dönüşür:

14 7 N + 1 1 H → 15 8 O + y;

15 8 Ö → 15 7 N + e + + γ.

Karasal nitrojen-15 stabildir ancak aynı zamanda bir yıldızın iç kısmında nükleer bozunmaya da maruz kalır; 15 N çekirdeği başka bir protonu kabul ettikten sonra, yalnızca oksijen 16 O oluşumu değil, aynı zamanda başka bir nükleer reaksiyon da meydana gelecektir:

15 7 N + 1 1 H → 12 6 C + 4 2 He.

Bu dönüşüm zincirinde nitrojen ara ürünlerden biridir. Ünlü İngiliz astrofizikçi R.J. Theiler şöyle yazıyor: “14 N, yapımı kolay olmayan bir izotoptur. Azot, karbon-azot döngüsünde oluşur ve daha sonra tekrar karbona dönüşse de, süreç durağan ilerlerse maddede karbondan daha fazla nitrojen bulunur. Bu 14 N'nin ana kaynağı gibi görünüyor...

Orta derecede karmaşık karbon-azot döngüsü ilginç modeller sergiliyor. Karbon 12C, içinde bir tür katalizör rolü oynar. Kendinize hakim olun, sonuçta 12 C çekirdeğinin sayısında bir değişiklik olmaz, sürecin başında ortaya çıkan nitrojen, sonunda kaybolur... Ve eğer bu döngüdeki karbon bir katalizörse, o zaman nitrojen açıkça bir otokatalizördür. yani diğer ara adımları katalize eden bir reaksiyonun ürünü.

Burada 7 numaralı elementin katalitik özellikleri hakkında konuşmaya başlamamız tesadüf değil. Peki yıldız nitrojeni bu özelliği canlı maddelerde de korudu mu? Yaşam süreçlerinin katalizörleri enzimlerdir ve çoğu hormon ve vitamin gibi bunların hepsi de nitrojen içerir.

Dünya atmosferindeki azot

Yaşam nitrojene çok şey borçludur, ancak nitrojen, en azından atmosferik nitrojen, kökenini Güneş'e değil, yaşam süreçlerine borçludur. Litosferdeki (%0,01) ve atmosferdeki (kütlece %75,6 veya hacimce %78,09) 7 numaralı elementin içeriği arasındaki tutarsızlık dikkat çekicidir. Genel olarak oksijenle orta derecede zenginleştirilmiş bir nitrojen atmosferinde yaşıyoruz.

Bu arada, ne güneş sisteminin diğer gezegenlerinde, ne kuyruklu yıldızlarda ne de soğuk uzay nesnelerinde serbest nitrojene rastlanmadı. Bileşikleri ve radikalleri var - CN *, NH *, NH * 2, NH * 3, ancak nitrojen yok. Doğru, Venüs'ün atmosferinde yaklaşık% 2 nitrojen kaydedildi, ancak bu rakamın hala onaylanması gerekiyor. 7 numaralı elementin Dünya'nın birincil atmosferinde bulunmadığına inanılıyor. Peki bu hava nereden geliyor?

Görünüşe göre, gezegenimizin atmosferi başlangıçta dünyanın bağırsaklarında oluşan uçucu maddelerden oluşuyordu: H2, H20, CO2, CH4, NH3. Serbest nitrojen volkanik aktivitenin bir ürünü olarak ortaya çıkarsa amonyağa dönüşür. Bunun için koşullar en uygun olanıydı: aşırı hidrojen, yüksek sıcaklıklar - Dünya'nın yüzeyi henüz soğumamıştı. Peki nitrojenin atmosferde ilk olarak amonyak formunda bulunması ne anlama geliyor? Görünüşe göre öyle. Bu durumu hatırlayalım.

Ama sonra hayat ortaya çıktı... Vladimir İvanoviç Vernadsky şunu savundu: "Dünyanın gaz kabuğu, bizim havamız, yaşamın yaratımıdır." Fotosentezin en şaşırtıcı mekanizmasını başlatan hayattı. Bu sürecin son ürünlerinden biri olan serbest oksijen, amonyakla aktif olarak birleşerek moleküler nitrojeni açığa çıkarmaya başladı:

CO 2 + 2H 2 O → fotosentez→ HSON + H20 + O2;

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H20.

Bilindiği gibi oksijen ve nitrojen normal şartlarda birbirleriyle reaksiyona girmez, bu da dünya havasının “statüko” bileşimini korumasını sağlar. Hidrosferin oluşumu sırasında amonyağın önemli bir kısmının suda çözünmüş olabileceğini unutmayın.

Günümüzde atmosfere giren N2'nin ana kaynağı volkanik gazlardır.

Eğer üçlü bağı koparırsan...

Tükenmeyen bağlı aktif nitrojen rezervlerini yok eden canlı doğa, nitrojenin nasıl bağlanacağı sorunuyla karşı karşıya kaldı. Serbest moleküler durumda, bildiğimiz gibi, oldukça hareketsiz olduğu ortaya çıktı. Bunun nedeni molekülündeki üçlü kimyasal bağdır: N≡N.

Tipik olarak bu çokluğun bağları kararsızdır. Asetilenin klasik örneğini hatırlayalım: HC = CH. Molekülünün üçlü bağı çok kırılgandır ve bu da bu gazın inanılmaz kimyasal aktivitesini açıklar. Ancak nitrojenin burada açık bir anormalliği var: üçlü bağı bilinen tüm diatomik moleküller arasında en kararlı olanı oluşturuyor. Bu bağlantıyı yok etmek çok büyük bir çaba gerektirir. Örneğin amonyağın endüstriyel sentezi 200 atm'den fazla basınç gerektirir. ve 500°C'nin üzerindeki sıcaklıklar ve hatta katalizörlerin zorunlu varlığı... Nitrojen fiksasyonu sorununu çözen doğanın, fırtına yöntemini kullanarak sürekli bir nitrojen bileşiği üretimi oluşturması gerekiyordu.

İstatistikler, gezegenimizin atmosferine her yıl üç milyardan fazla yıldırım düştüğünü söylüyor. Bireysel deşarjların gücü 200 milyon kilowatt'a ulaşıyor ve hava (tabii ki yerel olarak) 20 bin dereceye kadar ısıtılıyor. Böylesine korkunç bir sıcaklıkta, oksijen ve nitrojen molekülleri atomlara ayrışır ve bunlar birbirleriyle kolayca reaksiyona girerek kırılgan nitrik oksit oluşturur:

N2 + Ö2 → 2NO.

Hızlı soğutma sayesinde (yıldırım çarpması saniyenin on binde biri kadar sürer), nitrojen oksit parçalanmaz ve atmosferik oksijen tarafından serbestçe daha kararlı bir dioksite oksitlenir:

2NO + O2 → 2NO2.

Atmosferdeki nem ve yağmur damlalarının varlığında nitrojen dioksit nitrik asite dönüştürülür:

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO.

Böylece, taze bir fırtınaya yakalandık, zayıf bir nitrik asit çözeltisinde yüzme fırsatı buluyoruz. Toprağa nüfuz eden atmosferik nitrik asit, içerdiği maddelerle çeşitli doğal gübreler oluşturur. Azot da atmosferde fotokimyasal yollarla sabitlenir: Bir miktar ışık emdikten sonra N2 molekülü uyarılmış, aktif hale gelir ve oksijenle birleşebilir hale gelir...

Bakteriler ve nitrojen

Topraktan azot bileşikleri bitkilere girer. Ayrıca: "atlar yulaf yer" ve yırtıcı hayvanlar otçulları yer. Maddenin döngüsü, 7 numaralı element de dahil olmak üzere, besin zinciri boyunca meydana gelir. Aynı zamanda nitrojenin varoluş biçimi de değişir; giderek daha karmaşık ve çoğunlukla çok aktif bileşiklerin bir parçası haline gelir. Ancak besin zincirlerinde dolaşan yalnızca "fırtınanın ürettiği" nitrojen değildir.

Antik çağlarda bile bazı bitkilerin, özellikle baklagillerin toprağın verimliliğini artırabildiği fark edilmiştir.

“...Ya da yıl değiştikçe altın taneleri ekin
Tarladan hasatı topladığım yerde, baklalar hışırdıyor,
Veya küçük meyveli fiğ ile acı baklanın yetiştiği yer..."

Bunu okuyun: Bu bir çim yetiştirme sistemidir! Bu satırlar Virgil'in yaklaşık iki bin yıl önce yazdığı bir şiirden alınmıştır.

Baklagillerin tahıl verimini neden artırdığını düşünen ilk kişi belki de Fransız tarım kimyacısı J. Boussingault'du. 1838 yılında baklagillerin toprağı azotla zenginleştirdiğini tespit etti. Tahıllar (ve diğer birçok bitki), özellikle aynı nitrojeni alarak toprağı tüketir. Boussingault, baklagil yapraklarının havadaki nitrojeni emdiğini öne sürdü ancak bu yanıltıcıydı. O zamanlar sorunun bitkilerin kendisinde değil, köklerinde nodül oluşumuna neden olan özel mikroorganizmalarda olduğunu varsaymak düşünülemezdi. Baklagillerle simbiyoz halinde olan bu organizmalar atmosferik nitrojeni sabitler. Artık bu ortak bir gerçek...

Günümüzde pek çok farklı nitrojen sabitleyici bilinmektedir: bakteriler, aktinomisetler, mayalar ve küfler, mavi-yeşil algler. Ve hepsi bitkilere nitrojen sağlıyor. Ancak soru şu: Mikroorganizmalar inert N2 molekülünü çok fazla enerji harcamadan nasıl parçalıyor? Peki neden bazılarında tüm canlılar için en faydalı olan bu yeteneğe sahipken bazılarında yoktur? Uzun süre bu bir sır olarak kaldı. 7 numaralı elementin gök gürültüsü ve şimşek olmadan biyolojik olarak sabitlenmesinin sessiz mekanizması ancak yakın zamanda keşfedildi. Azotun amonyağa dönüştürüldüğü indirgeme işlemleri sayesinde, elementel nitrojenin canlı maddeye giden yolunun mümkün olduğu kanıtlanmıştır. Nitrojenaz enzimi bu süreçte belirleyici bir rol oynar. Demir ve molibden bileşikleri içeren merkezleri, nitrojeni, daha önce başka bir enzim tarafından aktive edilen hidrojen ile "bağlantıya" geçirmek üzere aktive eder. Böylece, biyolojik nitrojen fiksasyonunun ilk stabil ürünü olan inert nitrojenden çok aktif amonyak elde edilir.

İşte böyle çalışır! İlk olarak, yaşam süreçleri ilkel atmosferdeki amonyağı nitrojene dönüştürdü ve daha sonra yaşam, nitrojeni tekrar amonyağa dönüştürdü. Doğanın bu konuda “mızraklarını kırmasına” değer miydi? Elbette, çünkü 7 numaralı elementin döngüsü tam olarak bu şekilde ortaya çıktı.

Güherçile yatakları ve nüfus artışı

Yıldırım ve toprak bakterileri tarafından doğal nitrojen fiksasyonu yılda yaklaşık 150 milyon ton bu elementin bileşiğini üretmektedir. Ancak sabit nitrojenin tamamı döngüye katılmaz. Bir kısmı prosesten çıkarılır ve güherçile birikintileri şeklinde biriktirilir. Bu türden en zengin deponun Cordillera'nın eteklerindeki Şili Atacama Çölü olduğu ortaya çıktı. Yıllardır buraya yağmur yağmadı. Ancak bazen dağ yamaçlarına şiddetli yağmurlar yağarak toprak bileşiklerini yıkar. Binlerce yıl boyunca su akışları, çoğunluğu nitrat olan çözünmüş tuzları aşağıya taşıdı. Su buharlaştı, tuzlar kaldı... Dünyanın en büyük nitrojen bileşiği yatağı böyle ortaya çıktı.

17. yüzyılda yaşayan ünlü Alman kimyager Johann Rudolf Glauber, azot tuzlarının bitkilerin gelişimi açısından olağanüstü önemine dikkat çekti. Yazılarında doğadaki azotlu maddelerin döngüsü üzerine düşünerek “toprağın azotlu suları” ve “güherçile bereketin tuzudur” gibi ifadeler kullanmıştır.

Ancak doğal güherçile ancak Şili yataklarının geliştirilmeye başlandığı geçen yüzyılın başında gübre olarak kullanılmaya başlandı. O zamanlar insanlığın refahının bağlı olduğu tek önemli sabit nitrojen kaynağıydı. O zamanlar nitrojen endüstrisi söz konusu bile olamazdı.

1824'te İngiliz din adamı Thomas Malthus, nüfusun gıda üretiminden çok daha hızlı arttığı yönündeki meşhur doktrinini ilan etti. Şu anda Şili güherçilesinin ihracatı yılda yalnızca 1000 ton civarındaydı. 1887'de Malthus'un yurttaşı ünlü bilim adamı Thomas Huxley, Şili güherçile yataklarının gelişmesinden sonra meydana gelmesi gereken "nitrojen kıtlığı" nedeniyle uygarlığın yakın sonunu öngördü (bu zamana kadar üretimi zaten yılda 500 bin tonun üzerindeydi) ).

On bir yıl sonra, bir diğer ünlü bilim adamı Sir William Crookes, Britanya Bilimi İlerletme Derneği'nde, eğer nüfus azalmazsa yarım yüzyıl içinde bir gıda krizinin yaşanacağını ilan etti. Ayrıca, tüm sonuçlarıyla birlikte "Şili güherçile yataklarının yakında tamamen tükeneceği" gerçeğiyle üzücü öngörüsünü de savundu.

Bu kehanetler gerçekleşmedi - insanlık ölmedi, ancak 7 numaralı elementin yapay olarak sabitlenmesinde ustalaştı. Üstelik bugün doğal nitratın payı, dünya nitrojen içeren madde üretiminin yalnızca% 1,5'idir.

Nitrojen nasıl sabitlendi?

İnsanlar uzun zamandır nitrojen bileşiklerini elde edebildiler. Aynı güherçile özel hangarlarda - güherçile - hazırlandı, ancak bu yöntem çok ilkeldi. “Gübreyi gübre yığınlarından, külden, pisliklerden, deri döküntülerinden, kandan ve patateslerin üst kısmından yapıyorlar. Bu iki yıl boyunca yığınlar idrarla sulanıp ters çevriliyor, ardından üzerlerinde güherçile tabakası oluşuyor” diye eski bir kitapta güherçile üretiminin anlatımıdır.

%3'e kadar nitrojen içeren kömür aynı zamanda nitrojen bileşiklerinin kaynağı olarak da kullanılabilir. Nitrojen bağlı! Bu nitrojen, kömürlerin koklaşması sırasında açığa çıkmaya başladı, amonyak fraksiyonunu hapsedip sülfürik asitten geçirdi.

Nihai ürün amonyum sülfattır. Ama genel olarak bu bile kırıntıdır. Atmosferdeki nitrojenin endüstriyel olarak kabul edilebilir şekilde sabitlenmesi sorununu zamanında çözmemiş olsaydı uygarlığımızın nasıl gelişeceğini hayal etmek bile zor.

Scheele atmosferik nitrojeni bağlayan ilk kişiydi. 1775 yılında soda ve kömürü nitrojen atmosferinde ısıtarak sodyum siyanür elde etti:

Na2C03 + 4C + N2 → 2NaCN + 3CO.

1780 yılında Priestley, su üzerine ters çevrilmiş bir kapta bulunan hava hacminin, içinden bir elektrik kıvılcımı geçirildiğinde azaldığını ve suyun zayıf asit özelliklerini kazandığını keşfetti. Bu deney, bildiğimiz gibi (Priestley bunu bilmiyordu), nitrojen fiksasyonunun doğal mekanizmasının bir modeliydi. Dört yıl sonra Cavendish, alkali içeren bir cam tüp içindeki havadan elektrik deşarjı geçirerek güherçileyi keşfetti.

Ve tüm bu deneyler o dönemde laboratuvarın ötesine geçemese de, 19....20. yüzyılların başında ortaya çıkan endüstriyel nitrojen sabitleme yöntemlerinin (siyanamid ve ark) prototipini gösteriyorlar.

Siyanamid yönteminin patenti 1895 yılında Alman araştırmacılar A. Frank ve N. Caro tarafından alınmıştır. Bu yöntemi kullanarak nitrojen, kalsiyum karbür ile ısıtıldığında kalsiyum siyanamide bağlandı:

CaC2 + N2 → Ca(CN)2.

1901 yılında Frank'ın oğlu, kalsiyum siyanamidin iyi bir gübre görevi görebileceği düşüncesiyle esasen bu maddenin üretimine başladı. Sabit nitrojen endüstrisinin büyümesi, ucuz elektriğin mevcudiyeti ile desteklenmiştir. 19. yüzyılın sonunda atmosferik nitrojeni sabitlemenin en umut verici yöntemi. elektrik deşarjı kullanılarak bir yay olarak kabul edildi. Niagara Elektrik Santrali'nin inşasından kısa bir süre sonra Amerikalılar, yakınlardaki ilk ark tesisini (1902'de) faaliyete geçirdi. Üç yıl sonra, kuzey ışıklarının incelenmesinde teorisyen ve uzman olan H. Birkeland ve uygulamalı mühendis S. Eide tarafından geliştirilen bir yay kurulumu Norveç'te faaliyete geçti. Bu tür bitkiler yaygınlaştı; Ürettikleri güherçileye Norveç adı verildi. Ancak bu işlem sırasında enerji tüketimi son derece yüksekti ve bağlı nitrojenin tonu başına 70 bin kilowatt/saat'e kadar çıkıyordu ve bu enerjinin yalnızca %3'ü doğrudan fiksasyon için kullanılıyordu.

Amonyak aracılığıyla

Yukarıda listelenen nitrojen fiksasyonu yöntemleri, yalnızca Birinci Dünya Savaşı'ndan kısa bir süre önce ortaya çıkan bir yönteme yönelik yaklaşımlardı. Amerikalı bilimi popülerleştiren E. Slosson, çok esprili bir şekilde onun hakkında şunları söyledi: “Her zaman İngilizlerin denize, Fransızların karaya hakim olduğu, Almanların ise yalnızca havasının kaldığı söylenir. Almanlar bu şakayı ciddiye almış gibi görünüyordu ve İngiliz ve Fransızlara saldırmak için hava krallığını kullanmaya başladılar... Kaiser... tam bir Zeplin filosuna ve başka hiçbir ulusun bilmediği bir nitrojen sabitleme yöntemine sahipti. . Zeplinler hava torbaları gibi patladı, ancak nitrojen sabitleme tesisleri çalışmaya devam etti ve Almanya'yı yalnızca savaş sırasında değil barış zamanında da Şili'den bağımsız hale getirdi. "... Ana süreç olan amonyak sentezinden bahsediyoruz. Modern sabit nitrojen endüstrisinin

Slosson, nitrojeni amonyağa sabitleme yönteminin Almanya dışında hiçbir yerde bilinmediğini söylerken tamamen haklı değildi. Bu sürecin teorik temelleri Fransız ve İngiliz bilim adamları tarafından atılmıştır. 1784 yılında ünlü C. Berthollet amonyağın bileşimini belirledi ve bu maddenin sentez ve ayrışma reaksiyonlarının kimyasal dengesi fikrini dile getirdi. Beş yıl sonra İngiliz W. Austin, NH3'ü nitrojen ve hidrojenden sentezlemek için ilk girişimi yaptı. Ve son olarak, mobil denge ilkesini açıkça formüle eden Fransız kimyager A. Le Chatelier, amonyağı sentezleyen ilk kişi oldu. Aynı zamanda yüksek basınç ve katalizörler (sünger platin ve demir) kullandı. 1901 yılında Le Chatelier bu yöntemin patentini aldı.

Yüzyılın başında amonyak sentezine ilişkin araştırmalar da İngiltere'de E. Perman ve G. Atkins tarafından yürütülmüştür. Deneylerinde bu araştırmacılar, başta bakır, nikel ve kobalt olmak üzere çeşitli metalleri katalizör olarak kullandılar.

Ancak Almanya'da endüstriyel ölçekte hidrojen ve nitrojenden amonyak sentezini sağlamak ilk kez gerçekten mümkün oldu. Bunun nedeni ünlü kimyager Fritz Haber'dir. 1918'de Nobel Kimya Ödülü'ne layık görüldü.

Alman bilim adamının geliştirdiği NH3 üretim teknolojisi, o zamanın diğer endüstrilerinden çok farklıydı. Burada ilk kez sürekli çalışan ekipmanlarla ve enerji geri kazanımıyla kapalı çevrim prensibi uygulandı. Amonyak sentezi teknolojisinin son gelişimi, Haber'in meslektaşı ve arkadaşı K. Bosch tarafından tamamlandı; kendisi de 1931'de yüksek basınçlarda kimyasal sentez yöntemlerinin geliştirilmesi nedeniyle Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Doğanın yolu boyunca

Amonyak sentezi, 7 numaralı elementin doğal fiksasyonu için başka bir model haline geldi. Mikroorganizmaların nitrojeni tam olarak NH3'e bağladığını hatırlayalım. Haber-Bosch işleminin tüm avantajlarıyla birlikte, doğal olana göre kusurlu ve hantal görünüyor!

"Atmosferik nitrojenin biyolojik olarak sabitlenmesi... bir tür paradokstu, kimyagerler için sürekli bir meydan okumaydı, bilgimizin yetersizliğinin bir tür göstergesiydi." Bu sözler Sovyet kimyagerleri M.E.'ye aittir. Volpin ve A.E. Ilıman koşullar altında moleküler nitrojeni sabitlemeye çalışan Shilov.

İlk başta başarısızlıklar vardı. Ancak 1964'te, SSCB Bilimler Akademisi Organoelement Bileşikleri Enstitüsü'nde, Volpin'in laboratuvarında bir keşif yapıldı: geçiş metali bileşiklerinin varlığında - titanyum, vanadyum, krom, molibden ve demir - 7 numaralı element aktive edilir ve normal koşullar altında su ile amonyağa ayrışan karmaşık bileşikler oluşturur. Azot sabitleyici enzimlerde nitrojen sabitleyici merkezler olarak ve amonyak üretiminde mükemmel katalizörler olarak görev yapanlar bu metallerdir.

Bundan kısa bir süre sonra Kanadalı bilim adamları A. Allen ve K. Zenof, hidrazin N2H2'nin rutenyum triklorür ile reaksiyonunu inceleyerek, yine hafif koşullar altında nitrojenin bağlandığı bir kimyasal kompleks elde etti. Bu sonuç alışılagelmiş fikirlere o kadar aykırıydı ki, araştırmacıların sansasyonel bir mesajla makalelerini gönderdikleri derginin editörleri, makaleyi yayınlamayı reddetti. Daha sonra Sovyet bilim adamları, ılıman koşullar altında nitrojen içeren organik maddeler elde etmeyi başardılar. Atmosferdeki nitrojenin hafif kimyasal fiksasyonuna yönelik endüstriyel yöntemlerden bahsetmek için henüz çok erken, ancak elde edilen başarılar, 7 numaralı bağlayıcı eleman teknolojisinde yaklaşan bir devrimi öngörmeyi mümkün kılıyor.

Modern bilim, oksitler yoluyla nitrojen bileşikleri üretmenin eski yöntemlerini unutmadı. Burada asıl çaba, N2 molekülünün atomlara bölünmesini hızlandıran teknolojik süreçlerin geliştirilmesine yöneliktir. Azot oksidasyonunun en umut verici alanları, havanın özel fırınlarda yakılması, plazma meşalelerinin kullanılması ve bu amaçlar için hızlandırılmış elektron ışınının kullanılması olarak kabul edilir.

Neyden korkmalı?

Bugün insanlığın nitrojen bileşiklerinden yoksun kalacağından korkmak için hiçbir neden yok. 7 numaralı elemanın endüstriyel sabitlenmesi inanılmaz bir hızla ilerliyor. 60'lı yılların sonunda dünya sabit nitrojen üretimi 30 milyon ton ise, gelecek yüzyılın başında büyük olasılıkla bir milyar tona ulaşacak!

Bu tür başarılar sadece cesaret verici değil, aynı zamanda endişeye de neden oluyor. Gerçek şu ki, N2'nin yapay olarak sabitlenmesi ve büyük miktarlarda nitrojen içeren maddelerin toprağa sokulması, maddelerin doğal döngüsüne en kaba ve önemli insan müdahalesidir. Günümüzde azotlu gübreler sadece doğurganlık maddesi değil, aynı zamanda çevre kirleticidir. Topraktan nehirlere ve göllere sürükleniyorlar, su kütlelerinde zararlı çoğalmalara neden oluyorlar ve hava akımlarıyla uzun mesafelere taşınıyorlar...

Mineral gübrelerde bulunan azotun %13'e kadarı yeraltı sularına karışır. Azot bileşikleri, özellikle de nitratlar insanlara zararlıdır ve zehirlenmelere neden olabilir. İşte geçiminizi sağlayan nitrojen!

Dünya Sağlık Örgütü (WHO) içme suyunda izin verilen maksimum nitrat konsantrasyonunu benimsemiştir: ılıman enlemler için 22 mg/l ve tropik kuşaklar için 10 mg/l. SSCB'de sıhhi standartlar, rezervuarların suyundaki nitrat içeriğini “tropikal” standartlara göre - 10 mg / l'den fazla olmayacak şekilde - düzenliyor. Nitratların “iki ucu keskin bir kılıç” olduğu ortaya çıktı...

4 Ekim 1957'de insanlık bir kez daha 7 numaralı elementin döngüsüne müdahale ederek nitrojenle dolu bir "top"u, yani ilk yapay uyduyu uzaya fırlattı...

Mendeleev nitrojen hakkında

“En aktif olmasına rağmen, yani. Çevremizdeki havanın en kolay ve sıklıkla kimyasal olarak aktif kısmı oksijendir, ancak hem hacmi hem de ağırlığı dikkate alındığında en büyük kütlesi nitrojenden oluşur; yani nitrojen gazı hava hacminin 4/5'inden az olmasına rağmen 3/4'ünden fazlasını oluşturur. Nitrojen oksijenden sadece biraz daha hafif olduğundan, havadaki nitrojenin ağırlık içeriği toplam kütlesinin yaklaşık 3/4'ü kadardır. Havanın bu kadar önemli bir parçası olan nitrojenin, kimyasal etkisi öncelikle içindeki oksijen içeriği tarafından belirlenen atmosferde özellikle önemli bir rol oynamadığı anlaşılıyor. Ancak nitrojenin doğru anlaşılması ancak saf oksijende hayvanların uzun süre yaşayamayacağını, hatta ölemeyeceğini ve havadaki nitrojenin, yavaş yavaş ve azar azar da olsa, bazılarının rol oynadığı çeşitli bileşikler oluşturduğunu öğrendiğimizde elde edilir. doğada, özellikle organizmaların yaşamında çok önemli bir rol oynuyor.”

Azot nerede kullanılır?

Azot, normal koşullar altında kimyasal olarak inert olan tüm gazların en ucuzudur. Oksitleyici olmayan ortamlar yaratmak için kimyasal teknolojide yaygın olarak kullanılır. Laboratuvarlarda kolayca oksitlenebilen bileşikler nitrojen atmosferinde depolanır. Boyaları nemden ve havanın kimyasal olarak aktif bileşenlerinden korumak için olağanüstü resim eserleri bazen (depolamada veya taşıma sırasında) nitrojenle dolu kapalı kutulara yerleştirilir.

Azotun metalurji ve metal işlemedeki rolü önemlidir. Erimiş haldeki farklı metaller nitrojenin varlığına farklı şekillerde tepki verir. Örneğin bakır, nitrojene karşı kesinlikle etkisizdir, bu nedenle bakır ürünleri genellikle bu gazın akışında kaynak yapılır. Magnezyum ise tam tersine havada yandığında sadece oksijenle değil aynı zamanda nitrojenle de bileşikler üretir. Bu nedenle, magnezyum ürünleriyle yüksek sıcaklıklarda çalışmak için nitrojen ortamı geçerli değildir. Titanyum yüzeyinin nitrojenle doyması, metale daha fazla güç ve aşınma direnci verir - üzerinde çok güçlü ve kimyasal olarak inert bir titanyum nitrür oluşur. Bu reaksiyon yalnızca yüksek sıcaklıklarda meydana gelir.

Normal sıcaklıklarda nitrojen yalnızca bir metalle, lityumla aktif olarak reaksiyona girer.

En büyük miktarda nitrojen amonyak üretmek için kullanılır.

Azot narkozu

Azotun fizyolojik inertliği hakkındaki yaygın görüş tamamen doğru değildir. Azot normal koşullar altında fizyolojik olarak inerttir.

Artan basınçla, örneğin dalgıçlar dalış yaparken, proteindeki ve özellikle vücudun yağ dokularındaki çözünmüş nitrojen konsantrasyonu artar. Bu nitrojen narkozuna yol açar. Dalgıç sarhoş oluyor gibi görünüyor: hareketlerin koordinasyonu bozuldu, bilinç bulanıklaştı. Bilim adamları, dalgıcın uzay giysisine sıradan hava yerine helio-oksijen karışımının sağlandığı deneyler yaptıktan sonra nihayet bunun nedeninin nitrojen olduğuna ikna oldular. Aynı zamanda anestezi semptomları da ortadan kalktı.

Uzay amonyağı

Güneş sisteminin büyük gezegenleri Satürn ve Jüpiter'in gökbilimciler tarafından kısmen katı amonyaktan oluştuğuna inanılıyor. Amonyak –78°C'de donar ve örneğin Jüpiter'in yüzeyinde ortalama sıcaklık 138°C'dir.

Amonyak ve amonyum

Büyük nitrojen ailesinde garip bir bileşik vardır - amonyum NH4. Serbest haliyle hiçbir yerde bulunmaz, ancak tuzlarda alkali metal rolünü oynar. Amonyum ismi 1808 yılında ünlü İngiliz kimyager Humphry Davy tarafından önerildi. Latince amonyum kelimesi bir zamanlar şu anlama geliyordu: Amonyumdan elde edilen tuz. Amonyak Libya'da bir bölgedir. Tüm bölgeye adını veren Mısır tanrısı Ammon'un bir tapınağı vardı. Amonyak'ta amonyum tuzları (öncelikle amonyak) uzun zamandır deve gübresinin yakılmasıyla elde edilmektedir. Tuzlar ayrıştığında artık amonyak adı verilen bir gaz oluştu.

1787'den bu yana (“nitrojen” teriminin kabul edildiği yıl), kimyasal isimlendirme komisyonu bu gaza amonyak (amonyak) adını verdi. Rus kimyager Ya.D. Zakharov bu ismin çok uzun olduğunu düşündü ve 1801'de iki harfi hariç tuttu. Amonyak bu şekilde oluştu.

Gülme gazı

Beş nitrojen oksitten ikisi - oksit (NO) ve dioksit (NO 2) - geniş endüstriyel kullanım alanı bulmuştur. Diğer ikisi - nitröz anhidrit (N 2 O 3) ve nitrik anhidrit (N 2 O 5) - laboratuvarlarda sıklıkla bulunmaz. Beşincisi nitröz oksittir (N2O). Çoğunlukla gülme gazı olarak adlandırılan çok benzersiz bir fizyolojik etkiye sahiptir.

Seçkin İngiliz kimyager Humphry Davy bu gazı özel seanslar düzenlemek için kullandı. Davy'nin çağdaşlarından biri nitro oksidin etkilerini şöyle tanımlıyordu: "Bazı beyler masa ve sandalyelerin üzerine atladı, diğerlerinin dilleri çözüldü ve diğerleri aşırı kavga etme eğilimi gösterdi."

Swift boşuna güldü

Seçkin hicivci Jonathan Swift, çağdaş bilimin kısırlığıyla isteyerek alay etti. Gulliver'in Seyahatleri'nde Lagado Akademisi'nin tanımında şu pasaj var: “En şaşırtıcı tuhaflıklarla dolu iki büyük odası emrindeydi; elli asistan onun yönetimi altında çalışıyordu. Bazıları havayı yoğunlaştırıp kuru, yoğun bir madde haline getirdi ve bundan güherçile çıkardı...”

Artık havadan gelen güherçile kesinlikle gerçek bir şey. Amonyum nitrat NH 4 NO 3 aslında hava ve sudan yapılır.

Bakteriler nitrojeni sabitler

Bazı mikroorganizmaların havadaki nitrojeni bağlayabildiği fikri ilk kez Rus fizikçi P. Kossovich tarafından dile getirildi. Rus biyokimyacı S.N. Winogradsky, nitrojeni sabitleyen bir bakteri türünü topraktan izole etmeyi başaran ilk kişiydi.

Bitkiler seçicidir

Dmitry Nikolaevich Pryanishnikov, bir bitkinin seçme fırsatı verildiğinde amonyak nitrojenini nitrat nitrojene tercih ettiğini buldu. (Nitratlar nitrik asit tuzlarıdır).

Önemli oksitleyici ajan

Nitrik asit HNO 3 kimya endüstrisinde kullanılan en önemli oksitleyici ajanlardan biridir. 17. yüzyılın en büyük kimyagerlerinden biri, güherçile sülfürik asit etkileyerek bunu hazırlayan ilk kişiydi. Johann Rudolf Glauber.

Artık nitrik asit yardımıyla elde edilen bileşiklerin birçoğu kesinlikle gerekli maddelerdir: gübreler, boyalar, polimerik malzemeler, patlayıcılar.

Çift görev

Tarım kimyasında kullanılan bazı nitrojen içeren bileşikler ikili işlevleri yerine getirir. Örneğin, kalsiyum siyanamid pamuk yetiştiricileri tarafından yaprak dökücü olarak, yani hasattan önce yaprakların düşmesine neden olan bir madde olarak kullanılıyor. Ancak bu bileşik aynı zamanda gübre görevi de görüyor.

Pestisitlerdeki azot

Azot içeren maddelerin tümü herhangi bir bitkinin gelişimine katkıda bulunmaz. Fenoksiasetik ve triklorofenoksiasetik asitlerin amin tuzları herbisitlerdir. Birincisi, tahıl tarlalarındaki yabani otların büyümesini bastırır, ikincisi ise araziyi ekilebilir araziye açmak için kullanılır - küçük ağaçları ve çalıları yok eder.

Polimerler: biyolojikten inorganiğe

Azot atomları, proteinden naylona kadar birçok doğal ve sentetik polimerin parçasıdır. Ayrıca azot, karbon içermeyen inorganik polimerlerin en önemli unsurudur. İnorganik kauçuk molekülleri - polifosfonitril klorür - klor iyonları ile çevrelenmiş, alternatif nitrojen ve fosfor atomlarından oluşan kapalı döngülerdir. İnorganik polimerler aynı zamanda tüm maddelerin en serti olan borazon da dahil olmak üzere bazı metallerin nitritlerini de içerir.

Bahçecilik ve süs bitkilerinin yetiştirilmesinin tüm döngüsü boyunca azotlu gübreler kullanılır, bu olmadan iyi sonuçlar elde edilemez.

Esansiyel nitrojen

Humus nitrojeni yavaş yavaş toprağa bıraktığından bunun yalnızca %1'i bitkilere ulaşır. Bitkiler ayrıca yağışla birlikte atmosferden az miktarda nitrojen alırlar. Bazı bakteri ve mantar türleri bazılarını üretir. Tüm bu kaynaklardan elde edilen azotun bitkilerin kullanabileceği forma dönüştürülmesi neme, hava koşullarına, toprağın geçirgenliğine ve diğer faktörlere bağlıdır.

Azotun doğal kaynaklardan yeterli dozda temini ancak bakir topraklarda mümkündür. Diğer tüm topraklar için nitrojensiz yapmak imkansızdır. Tarımda azotlu gübrelerin önemi ve kullanımı gelecekteki hasat için paha biçilmezdir. Bitkilerde azot eksikliğinin görsel olarak belirlenmesi kolaydır. Yapraklar küçülür, soluklaşır, erken sararır, saplar incelir ve sağlıklı sürgünler oluşmaz. Dikimler yavaş büyür ve zayıf çiçek açar, meyve verimi son derece zayıftır ve çilek yapraklarında kırmızı bir kenarlık belirir. Bitkilerin durumu, beslenmeleri gerektiğini açıkça göstermektedir.

Azot eksikliği olmayan ekimler iyi büyür, doğru şekilde gelişir ve mükemmel kalitede yüksek verim üretir. Yıllık olarak kullanılan alanlarda toprağa gübre uygulanmasına özellikle dikkat edilmelidir. Oradaki toprak ciddi şekilde tükendi, besin eksikliğini sürekli yenilemesi gerekiyor. Azotlu gübrelere burada ihtiyaç duyulmaktadır ve bunların kullanımı verimliliğin artmasına yardımcı olacaktır.

Kişisel bir arsada, tüm ekimler gübre gerektirir, ancak nitrojen içeren bir preparat eklerken, talimatlarda belirtilen normlara kesinlikle uymanız gerekir, çünkü fazlalık yalnızca zarara neden olur. Bu durumda bitki çılgınca büyür ve güçlenir, ancak meyve verme pahasına yeşil kütle oluşumu meydana gelir. Endüstri tarafından üretilen tüm gübre çeşitleri arasından, belirli koşullar için en uygun olan nitrojen içeren bir preparat seçebilirsiniz. Azot içeren gübreler mineral ve organik olarak ayrılır. Mineral olanlar ise nitrat, amonyak ve amiddir.

DIY azotlu gübreler (video)

Nitrat ve amonyak gübreleri

Nitratlı gübreler nitrat içerir. Sodyum nitrat, %16 nitrojen içeriğine sahip, kristalize, kolay çözünebilen beyaz bir tuzdur. Toprağın asitliğini azaltır ve özelliklerini iyileştirir. Podzolik topraklar için çok uygundur.Sonbaharda toprağı kazarken nitrojen sızıntısını önlemek için sodyum nitrat kullanılmaz. Ancak ekim sırasında ve tüm büyüme ve meyve verme dönemi boyunca beslenmek için uygulandığında mükemmel olduğunu kanıtlamıştır. Pancar özellikle uygulamasına cevap verir.

Nitrat preparatları oldukça higroskopik olduğundan kuru, havalandırılmış alanlarda saklanmalıdır. Gerekirse azotlu preparat kullanılmadan önce ezilmelidir. Kalsiyum nitrat benzer özelliklere sahiptir. %15 nitrojen içerir. Preparat alkalidir ve çernozem olmayan alanlarda kullanıma uygundur.

Amonyak gübreleri grubu amonyum sülfat, amonyum sülfonitrat ve amonyum klorür içerir. Amonyum sülfat granüler, beyaz, kokusuz, higroskopik bir maddedir. %20,5 nitrojen içerir. Sonbahar uygulaması ve büyüme mevsimi boyunca gübreleme amacıyla kullanılır. Patates ekimlerini gübrelemek için mükemmeldir. Toprağın asitliğini arttırır ve bu nedenle nötrleştirici maddelerin ilave kullanımını gerektirir. Preparata 1:1.1 oranında tebeşir veya kireç eklenir.

Amonyum sülfonitrat, amonyum sülfat ve amonyum nitratın bir karışımıdır. Ayrıca kullanırken asitliğin nötrleştirilmesi gereklidir. Amonyum klorür %25 azot içerir, toprağa kolayca sabitlenir ve bitkiler tarafından iyi emilir. Yüksek klor içeriği nedeniyle kullanımı sınırlıdır. Bu gübre yalnızca sonbaharda uygulanır, böylece ilkbaharda klor konsantrasyonu azalır. Sorunlu topraklarda kullanılmaması daha iyidir.

Amid gübreleri

Amit gübreler arasında ürenin (üre) bahçıvanlar arasında oldukça popüler olduğu bilinmektedir. Yaklaşık %46 nitrojen içerir. Tarımsal ve süs amaçlı tüm ürünler için uygundur. Çabuk çözünen, kokusuz bir granüldür. Suyla dolu alanlar da dahil olmak üzere her türlü toprakta başarıyla kullanılır. Bitkiler üzerinde neredeyse hiçbir toksik etkisi yoktur. En iyi mineral azotlu gübre olarak kabul edilir.

Havada amonyak gazının önemli ölçüde buharlaşması meydana geldiğinden, uygulamadan hemen sonra üre toprağa karışır. En büyük etki, sulu bir çözeltinin bitkinin köküne uygulanmasıyla elde edilir. Bitki gelişiminin herhangi bir döneminde ana gübre olarak ve yaprak beslemede yaygın olarak kullanılır. Üre kullanırken dozaja çok dikkat etmelisiniz çünkü yüksek konsantrasyonlu bir çözelti bitkilerde ciddi yanıklara neden olabilir.

Üre zararlılara karşı koruma olarak kullanılır. İlk ılık bahar günlerinin başlamasıyla birlikte, tomurcuklar çiçek açmadan önce, meyve ve meyve bitkilerine ilacın talimatlarına göre bir üre çözeltisi püskürtülür. Sonbaharda aynı solüsyon, kabuk ve mor lekelerden korunmak için düşen yapraklar ve ağaçlarda kalan yapraklar için de kullanılır.

Azotlu gübreler (video)

Amonyum nitratlı gübreler

Azotlu mineral gübreler de karışık halde üretilir - bunlar amonyum-nitrattır. Hem amonyak hem de nitrat bileşenlerini içerirler. Bu gruptaki en popüler gübre şekli amonyum nitrat veya amonyum nitrattır. %34 nitrojen içerir. Beyaz kristal higroskopik bir kütledir. Suda iyi çözünür ve ekime hazırlıkta, ekim sırasında ve ayrıca büyüme mevsimi boyunca gübrelemede kullanılır.

Yer altı suları ve yağışlarla yoğun bir şekilde yıkandığı için su dolu arazilerde kullanılması önerilmez. Yıkanmayı önlemek için sonbaharda pratik olarak kullanılmaz. Ancak kuru bölgelerde kullanımı iyi sonuçlar verir. Amonyum nitrat toprağın asitliğini arttırır, bu nedenle daha iyi etki için kireçleme gereklidir.

Nitratların meyvelerde birikmemesi için hasattan 2 hafta önce amonyum nitrat uygulamasının durdurulması gerekir. Bu önemli bir önlemdir. Amonyum nitrat, toprağa gerekli mikro elementleri sağlar ve bağışıklık sistemini güçlendirmeye yardımcı olarak bitkileri birçok hastalıktan korur. Saf haliyle amonyum nitrat perakende satışta mevcut değildir, ancak toprak asitliğini nötralize eden maddeler içeren hazır formlar vardır. Ayrıca amonyum ve kalsiyum nitrat bazlı amonyak ürünleri de satışa sunulmaktadır.

Gübrelerin sıvı formu

Sıvı azotlu gübreler 3 türe ayrılır: susuz amonyak, amonyaklı su ve ammikatlar. Susuz amonyak keskin bir kokuya sahip berrak bir sıvıdır. Agresifliği nedeniyle demir, çelik veya dökme demir kaplarda depolamak mümkündür. %82,35 nitrojen içerir. İlaç hızla buharlaşır, bu nedenle kayıpları önlemek için 8-10 cm derinliğe kadar kapatılması gerekir.

Amonyaklı su, nitrojen içeriği %16 ila %20,5 olan bir sıvıdır. Hızla buharlaşır ve bu nedenle nitrojen kaybı kaçınılmazdır. Ancak yazlık evlerde kullanım için susuz amonyaktan daha erişilebilirdir. Eylem amonyum nitrata benzer. Amonyak, azotlu gübrelerin sulu amonyakla kombinasyonundan elde edilir. Özellikleri granül azotlu gübrelerden daha düşük değildir.

Sıvı azotlu gübreler ekonomik açıdan daha kârlıdır ve yadsınamaz avantajlara sahiptir: bitkiler tarafından iyi emilir ve kullanımı kolaydır. Kayıpları en aza indirmek için sonbaharda toprağa uygulanması tercih edilir. Dezavantajları arasında ülke koşullarında depolamanın zorlukları yer almaktadır. Ayrıca dikkatsiz kullanım bitkilerde yanıklara neden olabilir. Ayrıca kişisel koruyucu ekipmanların kullanılması zorunludur.

Organik gübreler

Birçok bahçıvan ve bahçıvan, kimyayı kategorik olarak reddeden organik türdeki azotlu gübreleri kullanmayı tercih eder. Organiklerin yadsınamaz avantajları vardır. Toprağın verimliliğini artırır ve bileşimini iyileştirir. Herkes kendi arsasında organik gübre hazırlayabilir. Gübre tarımın doğuşundan beri bilinmektedir. At ve koyun en iyileri olarak kabul edilir ve nitrojen içeren en popüler ve erişilebilir ürün sığır gübresidir. Kedi ve köpek dışında her türlü hayvanın gübresi kullanılabilir. Taze gübre sonbaharda toprağa sürülür, hiçbir durumda bitki altındaki toprağa eklenmez. Aksi takdirde yanıklardan kaçınılamaz.

Taze gübreye dayanarak, mahsulün büyümesi sırasında beslenmeye yönelik bir bileşim yapılır. Bunun için 10 litre suya 1 litre sıvı gübre eklenir, iyice karıştırılır, en az 12 saat bekletilir, ardından bitkiler sulamayla birleştirilerek köklerden gübrelenir. Ayrıca depolama sırasında gübre şu aşamalardan geçer: yarı çürümüş, çürümüş, humus. Kuş pislikleri çok fazla nitrojen içerir, özellikle tavuk dışkıları sıklıkla kullanılır. Kuş pislikleri 1:10 su ile dökülür ve üç gün bekletilir. Beslemek için, elde edilen infüzyonun 1 litresi 10 litre suya karıştırılır ve daha sonra bitkileri gübrelemek için kullanılır.

Kendi arsanızda kompostta azotlu gübreler elde edebilirsiniz. Kompost içeriğine bağlı olarak daha yüksek veya daha düşük oranda nitrojen içerebilir. Kompost, yeşil gübre bitkileri, yabani otlar ve yapraklar, yiyecek atıkları, turba, göl veya nehir çamuru, evsel atıklar, talaş, kül, kemik unu ve humustan yapılır.

Yeşil gübrenin doğru kullanımı toprağı nitrojenle iyice doyurur. Baklagiller, acı bakla, yonca, yulaf, phacelia ve diğer bitkiler her türlü toprak için, özellikle humus bakımından fakir olanlar için faydalıdır. Bitki türüne bağlı olarak %18'e kadar nitrojen içerirler.Artık endüstri, kullanımı çok kolay ve etkili olan karmaşık organik gübreler üretmektedir. Bunlara Gummi-omi, Biohumus vb. dahildir.

En azından atmosferik olan, kökenini Güneş'e değil, yaşam süreçlerine borçludur. Litosferdeki (%0,01) ve atmosferdeki (kütlece %75,6 veya hacimce %78,09) 7 numaralı elementin içeriği arasındaki tutarsızlık dikkat çekicidir. Genel olarak oksijenle orta derecede zenginleştirilmiş bir nitrojen atmosferinde yaşıyoruz.

Bu arada, ne güneş sisteminin diğer gezegenlerinde, ne kuyruklu yıldızların bileşiminde ne de başka herhangi bir soğuk uzay nesnesinde serbest bir cisim bulunamadı. Bileşikleri ve radikalleri vardır - CN*, NH*, NH*2, NH*3 ama nitrojen yoktur. Doğru, Venüs'ün atmosferinde yaklaşık% 2 nitrojen kaydedildi, ancak bu rakamın hala onaylanması gerekiyor.

7. elementin Dünya'nın birincil atmosferinde bulunmadığına inanılıyor. Peki bu hava nereden geliyor? Görünüşe göre gezegenimizin atmosferi başlangıçta dünyanın bağırsaklarında oluşan uçucu maddelerden oluşuyordu: H2, H2O, CO2, CH4, NH3. Ücretsiz, eğer volkanik aktivitenin bir ürünü olarak ortaya çıkarsa amonyağa dönüşür. Bunun için koşullar en uygun olanıydı: aşırı hidrojen, yüksek sıcaklıklar - Dünya'nın yüzeyi henüz soğumamıştı. Peki nitrojenin atmosferde ilk olarak amonyak formunda bulunması ne anlama geliyor? Görünüşe göre öyle. Bu durumu hatırlayalım.

Ama sonra hayat ortaya çıktı... Vladimir İvanoviç Vernadsky şunu savundu: "Dünyanın gaz kabuğu, bizim havamız, yaşamın yaratımıdır." Fotosentezin en şaşırtıcı mekanizmasını başlatan hayattı. Bu sürecin son ürünlerinden biri olan serbest ürün, amonyakla aktif olarak birleşerek moleküler nitrojeni serbest bırakmaya başladı:

Fotosentez

СО2 + 2H2O → НСО + НаО + О2;

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O

Ve bilindiği gibi nitrojen normal koşullar altında birbirleriyle reaksiyona girmez, bu da dünya havasının "statüko" bileşimini korumasına izin verir. Hidrosferin oluşumu sırasında amonyağın önemli bir kısmının suda çözünmüş olabileceğini unutmayın.

Günümüzde atmosfere giren N2'nin ana kaynağı volkanik gazlardır.

Eğer üçlü bağı koparırsan...

Tükenmez bağlı aktif nitrojen rezervlerini yok eden canlı doğa, nitrojenin nasıl bağlanacağı sorunuyla karşı karşıya kaldı.Serbest moleküler durumda çok atıl olduğu ortaya çıktı. Bunun nedeni üçlü molekülüdür: N≡N.

Tipik olarak bu çokluğun bağları kararsızdır. Asetilenin klasik örneğini hatırlayalım: NS≡ SN. Molekülünün üçlü bağı çok kırılgandır ve bu da bu gazın inanılmaz kimyasal aktivitesini açıklar. Ancak nitrojenin burada açık bir anormalliği var: üçlü bağı bilinen tüm diatomik moleküller arasında en kararlı olanı oluşturuyor. Bu bağlantıyı yok etmek çok büyük bir çaba gerektirir. Örneğin, amonyağın endüstriyel sentezi, 200 atm'den fazla basınç ve 500 ° C'nin üzerinde sıcaklık ve hatta katalizörlerin zorunlu varlığını gerektirir... Azot fiksasyonu sorununu çözerken, doğanın sürekli bir üretim oluşturması gerekiyordu. fırtına yöntemini kullanarak nitrojen bileşikleri.

N2 + O2 → 2NO

Hızlı soğutma sayesinde (yıldırım çarpması saniyenin on binde biri kadar sürer), nitrojen oksit parçalanmaz ve atmosferik oksijen tarafından serbestçe daha stabil bir dioksite oksitlenir.

2NO + O2 → 2NO2.

Atmosferdeki nem ve yağmur damlalarının varlığında nitrojen dioksit nitrik asite dönüştürülür:

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

Böylece, taze bir fırtınaya yakalandık, zayıf bir nitrik asit çözeltisinde yüzme fırsatı buluyoruz. Toprağa nüfuz eden atmosferik su, içerdiği maddelerle çeşitli doğal gübreler oluşturur.

Azot da atmosferde fotokimyasal yollarla sabitlenir: Bir miktar ışık emdikten sonra N2 molekülü uyarılmış, aktif hale gelir ve oksijenle birleşebilir hale gelir.