Química

Nitrogênio

Bolsista: Leonice Paraguai
Os animais obtêm nitrogênio para a elaboração das proteínas essenciais à vida a partir dos vegetais ou de outras proteínas animais presentes nos alimentos, enquanto as plantas sintetizam suas proteínas a partir de compostos nitrogenados inorgânicos que retiram do solo e, até certo ponto, do nitrogênio livre na atmosfera.

O nitrogênio é um ametal do grupo Va da tabela periódica, de símbolo químico N. É o elemento mais abundante da atmosfera terrestre e está presente em todos os seres vivos. Apresenta dois isótopos estáveis e forma o gás nitrogênio (N₂), insípido, inodoro e incolor. Por sua alta energia de ligação, o nitrogênio molecular não reage facilmente com outras substâncias e, sob condições normais, é relativamente inerte à maioria dos reagentes.

Atribui-se a Daniel Rutherford a descoberta do nitrogênio em 1772, porque o cientista foi o primeiro a publicar suas descobertas, mas, na Grã-Bretanha, os químicos Joseph Priestley e Henry Cavendish e, na Suécia, Carl Wilhelm Scheele também descobriram o elemento na mesma época. Lavoisier, o primeiro a reconhecer que se tratava de um elemento químico independente e a identificá-lo em certos compostos minerais, deu-lhe o nome de azoto (do grego a, ?sem?, e zoe, ?vida?) em razão de sua incapacidade para manter a vida e alimentar a combustão. O nome nitrogênio foi criado em 1790, por Jean-Antoine Chaptal, após a descoberta de sua relação com o ácido nítrico.

Ocorrência:

Entre os elementos, o nitrogênio é o sexto em abundância no universo. Constitui cerca de 78% do volume atmosférico. Encontra-se nitrogênio livre em muitos meteoritos, nos gases de vulcões, minas e em algumas fontes minerais, no Sol, em estrelas e nebulosas. Em combinação com outros elementos, ocorre nas proteínas; no salitre do Chile (nitrato de sódio, NaNO₃), muito usado como fertilizante; na atmosfera, na chuva, no solo e no guano (adubo natural formado a partir da decomposição dos excrementos e cadáveres de aves marinhas), sob a forma de amônia e sais de amônio; e na água do mar, como íons de amônio (NH₄⁺), nitrito (NO₂¯) e nitrato (NO₃¯).

Obtenção:

A produção comercial de nitrogênio se realiza por destilação fracionada do ar líquido, mediante a qual se elimina o oxigênio da mistura. Esse processo é possível graças à grande diferença entre os pontos de ebulição de ambos os

elementos. Em escala reduzida, o nitrogênio puro é obtido em laboratório por inúmeras reações de oxidação da amônia e seus derivados ou por redução de compostos oxigenados do nitrogênio. Entre os mais comuns, citam-se a decomposição térmica do dicromato de amônio e do nitrito de amônio.

Aplicações:

Quase inerte, o nitrogênio gasoso se emprega na indústria química como solvente, como protetor de outros produtos contra eventuais riscos de oxidação ou deterioração ou como inibidor de possíveis combustões e explosões.

Na indústria alimentícia, é utilizado em estado gasoso para prevenir a oxidação e o aparecimento de mofo ou insetos. Em estado líquido, é usado nos sistemas de refrigeração e como congelante seco. O baixo ponto de ebulição do nitrogênio recomenda seu uso como agente criogênico para a maioria das substâncias químicas e proporciona valiosos dados sobre o comportamento da matéria a baixas temperaturas.

As indústrias metalúrgicas e elétricas recorrem ao nitrogênio para prevenir a oxidação. O caráter estável e a baixa reatividade do nitrogênio gasoso recomendam seu emprego no fabrico de espumas de borracha e plásticos, na obtenção de aerossóis e na pressurização de propulsores líquidos para jatos de reação. Na medicina, a substância também é largamente aproveitada, por seu rápido congelamento, como conservante de sangue, sêmen, tecidos, bactérias etc.

Ciclo do nitrogênio:

O nitrogênio é um dos elementos indispensáveis à vida. Incapazes de assimilar nitrogênio livre ou proveniente de compostos inorgânicos, os animais retiram-no de outros animais ou de vegetais, estes sim capazes de assimilar compostos nitrogenados inorgânicos extraídos do solo. O consumo do nitrogênio do solo se compensa pela adição de fertilizantes ou por processos naturais: o nitrogênio do ar pode ser fixado por meio de descarga elétrica na atmosfera; forma-se ácido nítrico, que é conduzido pela chuva ao solo, onde forma nitratos.

Pureza de pelo menos 99,8%, é obtido do ar líquido. A hidrólise da cianamida produz amoníaco: CaCN₂ + 3H₂O ?2NH₃ + CaCO₃.

O nitrogênio combina-se com o hidrogênio, no principal processo de obtenção de NH₃, segundo a reação: 2N₂ + 3H₂ ? 2NH₃.

Compostos nitrogenados:

O amoníaco (NH₃), conhecido pelo odor característico e irritante, é um gás incolor resultante da combinação direta do nitrogênio com o hidrogênio sob temperatura elevada, comercializado normalmente como solução aquosa.

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