Азот

химический элемент с порядковым номером 7
Жидкий азот (при −210°C)
7
Азот
14,007
2s22p3

Азо́т (лат. Nitrogenium; обозначается символом «N») — химический элемент 15-й группы, второго периода периодической системы (по устаревшей классификации принадлежит к главной подгруппе V группы, или к группе Vа) с атомным номером 7. Азот возглавляет титульную подгруппу азота (пниктогенов). Как простое вещество при нормальных условиях азот представляет собой двухатомный газ (формула N2) без цвета, вкуса и запаха. Химически весьма инертен, однако реагирует с комплексными соединениями переходных металлов.

Азот — один из самых распространённых элементов на Земле, основной компонент воздуха (78 % объёма), разделением которого получают промышленный азот (более ¾ идёт на синтез аммиака). Наряду с углеродом и кислородом, азот — один из основных биогенных элементов, входящих в состав белков и нуклеиновых кислот.

Азот был открыт в 1772 году Генри Кавендишем, однако не был определён как новое простое вещество (химический элемент), учёный описал его как мефитический воздух (от английского mephitic — ‘вредный’). В сентябре 1772 года шотландский химик Даниэль Резерфорд опубликовал магистерскую диссертацию «О так называемом фиксируемом и мефитическом воздухе», в которой описал азот как вредный, ядовитый воздух и предположил, что это новый химический элемент. Название «азо́т» (фр. azote, по наиболее распространённой версии, от др.-греч. ἄζωτος — безжизненный) предложил в 1787 году Антуан Лавуазье. 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.

В научной и научно-популярной литературеПравить

  •  

Всякое излучение, видимое или невидимое, представляет из себя некоторую потерю энергии; следовательно принцип относительности Эйнштейна нам говорит что масса какого нибудь тела, излучающего тепловые, видимые или ультра-фиолетовые лучи ― уменьшается; если мы следовательно предположив, что когда-то, давно, различные элементы, азот, кислород, медь, свинец, золото и т. д. образовались из соединения элементарных атомов водорода и гелия, то с тех пор происходило постоянное излучение энергии и масса этих элементов должна была уменьшиться; вот почему атомные веса различных элементов не равны точно целым числам, а имеют значения, близко лежащие к целым числам. Мы можем из атомного веса узнать историю происхождения элементов. Эта гипотеза происхождения элементов, построенная знаменитым французским физиком Ланжевеном, получила в этом году замечательное подтверждение в опытах английского физика Рутерфорда, которому удалось показать, что под влиянием х-лучей азот распадается на водород и гелий.[1]

  Виктор Анри, «Современное научное мировоззрение», 1919
  •  

На основании в значительной степени собственных 20-летних работ Stock доказывает, что и химия кремния и бора обнаруживает большую аналогию с химией углерода. Соединения кремния, благодаря одинаковой валентности, имеют соответствующие формулы, они представляют сцепления атомов значительной длины, образуют летучие соединения с водородом, кислородом и азотом. В отличие от углерода, наблюдается большее стремление к конденсации молекул, в особенности содержащих кислород. Большое сродство кремния к отрицательному кислороду и галоиду делает соединения кремния чувствительным к воздуху. Что касается химии бора, то она показывает многообразие соединений, преобладает сродство к кислороду, выражающееся в легкой разложимости гидридов водой. Молекулы конденсируются, существуют многочисленные высокомолекулярные гидриды, отсутствуют летучие соединения кислорода и азота. Stock показывает, что углерод соединяет все химические свойства своих соседей, и, наоборот, отдельные свойства углерода встречаются у последних. И, действительно, мы наблюдаем у кремния четырехатомность и тот же состав соединений, у бора ― разнообразие соединений и реакций и склонность к образованию длинных цепей атомов; у азота способность к образованию низкомолекулярных летучих соединений; у кремния и бора ― образование высокомолекулярных нелетучих соединений, у азота и кремния ― образование молекул, одновременно содержащих положительный водород и отрицательный кислород.[2]

  Макс Блох, «Углерод и его соседи в периодической системе», 1923
  •  

Нужна ли даже и пища? Не могут ли быть существа, не принимающие пищу, т. е. поглощающие газы, воду, растения, мясо и соли? Правда, растения могут питаться одними минеральными веществами. Но все же эти вещества можем принимать за пищу организмов. Также и атмосфера принимает участие в этом питании, давая то углекислый газ, то кислород, то азот (больше при посредстве бактерий). Есть и животные, подобные растениям. Они также могут питаться неорганическими веществами. Это животно-растения (зоофиты). Они содержат в своем теле зеленые крупинки (хлорофилл), при посредстве которых и участии солнечного света разлагают углекислый газ воздуха на углерод и кислород. Кислород выделяется в воздух, а углерод с другими неорганическими веществами образует сахар, крахмал, клетчатку (углеводы), азотистые и другие органические ткани, составляющие тело существа.[3]

  Константин Циолковский, «Живые существа в Космосе», 1934
  •  

Дело в том, что у нас в Союзе горят почти все медные рудники. Серный колчедан, будучи оголен от почвы, начинает окисляться и поэтому нагревается. В большой массе он отдает тепло плохо, и происходящий нагрев увеличивает интенсивность окислительного процесса. Таким образом, повышение температуры идет лавинообразно и наконец достигает такой величины, что происходит самовозгорание и пожар. Предотвратить пожар еще не умеют, и, как только он возникнет, приходится закрывать шахту, заливать жидкой глиной и ждать месяцы, пока все остынет. Инженер Г. говорит, что убытки миллионные. И вот Г. предлагает охлаждать руду до ее воспламенения жидким азотом. Это не только охладит пласт, но также преградит доступ кислороду и предотвратит дальнейшее горение. Идея грамотная. Но нужны подсчеты. Пылкий Г., оказывается, о численной стороне не думал.[4]

  Пётр Капица, Отчёты, 1941
  •  

В 1855 году французский исследователь Аудемарс впервые попытался произвести синтез шёлка вне организма шелковичного червя. Для своего синтеза он воспользовался тем же веществом, какое употребляет шелковичный червь, ― побегами тутового дерева. Зная, что натуральный шелк состоит из углерода, водорода, кислорода и азота, он обрабатывал азотной кислотой очищенные побеги тутового дерева с целью введения в их состав недостающего азота (три остальные вещества ― углерод, водород и кислород содержатся в целлюлозе древесины). Полученное вещество ― нитроцеллюлозу ― он растворял в смеси спирта и эфира и из этого раствора заостренным концом стеклянной палочки вытягивал нити.[5]

  Александр Буянов, «Искусственное волокно», 1947
  •  

Другое важное свойство гелия как заменителя азота ― прочность и компактность его молекул. Есть все основания считать, что в гелио-кислородной среде опасность наведенной радиации практически исключена. Растворимость гелия в крови, моче, лимфе и особенно жирах намного меньше, чем азота. Это уменьшает опасность декомпрессионных расстройств при резких перепадах давления. Не случайно гелио-кислородные смеси стали надежным средством профилактики кессонной болезни и дали большой выигрыш во времени при подъеме водолазов. И, плюс ко всему, гелий намного легче азота. Данные многих опытов на животных и с участием человека были за гелиевый воздух. Но все опыты на людях были кратковременны. Как скажется на человеке действительно долгое пребывание в гелио-кислородной среде?[6]

  Владимир Станцо, «Чем дышать космонавтам?» 1966
  •  

Пожалуй, не стоит много говорить о роли катализаторов в современной химической технологии: в их присутствии проводится подавляющее большинство процессов. И важнейший среди них ― синтез аммиака из водорода и атмосферного азота. При этом водород добывают или из воды и метана по так называемой реакции конверсии, или расщепляя природные углеводороды по реакции, обратной реакции гидрирования. Синтетический аммиак незаменим в производстве азотных удобрений. Но водород нужен не только для получения аммиака. Превращение жидких растительных жиров в твердые заменители животного масла, преобразование твердых низкокачественных углей в жидкое топливо и многие другие процессы происходят с участием элементарного водорода. Выходит, что водород ― это пища и для человека, и для растений, и для машин…[7]

  Вячеслав Жвирблис, «Водород», 1969
  •  

Когда мы с дачи перебрались в Москву, в Институте шел переход на военную тематику. Отец изобрел тогда машину по производству сжиженного воздуха, и в Институте было много жидкого азота. Он очень пригодился, когда надо было разбирать изощренные немецкие мины с хитрыми взрывателями, не зная, как они устроены. Взрыватели заливали жидким азотом, и когда механизм замерзал, его можно было уже раскручивать. Несколько лет тому назад я видел фильм «Английский пациент», в центре которого лежит та же технология разминирования с помощью жидкого азота.[8]

  Сергей Капица, «Мои воспоминания», 2008
  •  

Сильный окислитель — азотная кислота HNO3: в чистом виде она воспламеняет многие органические вещества. Нитраты, соли азотной кислоты (например, в виде удобрения — калийной или аммиачной селитры), легко воспламеняются, если смешаны с горючими веществами. Еще один мощный окислитель, тетраоксид азота N2O4 — компонент ракетных топлив. Кислород могут заменить и такие сильные окислители, как, например, хлор, в котором горят многие вещества, или фтор. Чистый фтор — один из самых сильных окислителей, в его струе горит даже вода.[9]

  Илья Леенсон, «Химия пламени», 2011

В ботанике и почвоведенииПравить

  •  

Очевидно, горох может получать азот из воздуха. Но при каких условиях? Задавшись этим вопросом, исследователи вспомнили, что на корнях бобовых растений давно, еще древними, подмечены какие-то желвачки. Эти желвачки появляются вследствие заражения корней бактериями, повидимому, очень распространенными в почве. Доказывается это очень просто. Берут бобовое растение и воспитывают его в растворе так, чтобы одна прядь корня была в одном сосуде, другая ― в другом. В одном сосуде раствор прокипячен, в другом прибавлено немного почвенного настоя, содержащего бактерии. Оказывается, что на той пряди корня, которая погружена в прокипяченный, стерилизованный раствор, желвачков с бактериями не появляется. Что именно от присутствия в почве этих бактерий зависит усвоение азота воздуха, доказывается таким опытом. Ряд стеклянных сосудов с горохом получил почву, лишенную азота, но зараженную почвенным настоем, содержавшим бактерии, а другой ряд получил почву, стерилизованную нагреванием или политую почвенным настоем, предварительно прокипяченным, и, следовательно, также стерилизованным. Результат поразителен: только растения, которые выросли на почве, содержавшей бактерии, вызывающие образование желвачков, развились нормально, остальные зачахли. Таким образом, мы убеждаемся, что особенность, гороха и всех бобовых, отличающая их от злаков ― способность усвоять свободный азот атмосферы, ― находится в связи со способностью их корней заражаться известными бактериями почвы. Но как и где происходит этот процесс усвоения азота, до сих пор еще не вполне выяснено.[10]

  Климент Тимирязев, «Жизнь растения», 1878
  •  

Не было недостатка и в мрачных пророчествах, согласно которым жизненные ресурсы природы будут в конце концов исчерпаны. В 1887 году английский ученый Томас Гексли предсказал конец современной цивилизации через 50 лет из-за азотного голода, который наступит после того, как растения используют весь азот почвы, а запасы чилийской селитры будут израсходованы. Эту же мысль повторил в 90-х годах прошлого столетия известный физик Вильям Крукс.[11]

  Николай Жаворонков, «Хватит ли человечеству продовольственных ресурсов?», 1965
  •  

Связанный азот ― это удобрения, а удобрения ― это хлеб, жизнь. Но процесс связывания атмосферного азота имеет и свои отрицательные стороны. Например, при производстве азотной кислоты вместе с дымом в атмосферу выбрасывается много ядовитых окислов. Следовательно, азот надо уметь не только «связывать», но и «развязывать»… Как сообщает американский журнал «Chemical Week» (19 февраля 1966 г.), сейчас разработан новый способ очистки газов, образующихся при производстве азотной кислоты. Он основан на том, что в специальных камерах, содержащих катализатор, окислы азота восстанавливаются до азота; благодаря этому количество вредных примесей удается снизить до 50 частей на миллион.[12]

  Филипп Кащенко, «Известкование: когда оно нужно?», 1966
  •  

Близок азот, да не усвоишь. Азот ― главная составная часть воздуха (75,6% по массе или 78,09% по объему). Над каждым квадратным метром земной поверхности находится около 8 тонн азота. Очень много азота в виде различных органических и минеральных соединений в почве. Например, в пахотном слое гектара чернозёма около 6 тонн азота, гектара подзолистой почвы ― более 18 тонн. Таких запасов азота хватило бы растениям на десятки лет. Но несмотря на такое изобилие азота, именно в нем, как правило, испытывают наибольшую нужду сельскохозяйственные растения. Ни атмосферный азот в свободном виде, ни большинство органических и минеральных соединений азота, находящихся в почве, они практически не усваивают. Азот нужен им только в нитратной форме (в виде ионов NO3−) или в аммиачной форме (в виде ионов NH4+). К сожалению, этих форм азота в почве часто не хватает. Тогда приходится вносить в нее азотистые удобрения, содержащие или ионы NO3- (кальциевая и натриевая селитра), или ионы NH4+ (сульфат аммония и хлористый аммоний), или и те и другие (аммиачная селитра).
Химическая кухня в почве. Большая часть почвенного азота входит в состав органических соединений (главным образом белков), содержащихся в растительных остатках ― перегное. В минеральные соединения органический азот почвы превращают микроорганизмы ― почвенная микрофлора. Микроорганизмы выделяют в почву протеолитические ферменты, которые катализируют гидролитическое расщепление белков. При их участии белки перегноя распадаются сначала на аминокислоты, а затем на еще более простые органические и неорганические соединения. Один из конечных продуктов такого разложения ― аммиак (NH3). Этот процесс, который постоянно идет в почве, называется аммонификацией. Образовавшийся аммиак не уходит в атмосферу, а адсорбируется почвой. Часть его реагирует с почвенными кислотами, образуя соли <...>. Другая часть аммиака окисляется...[13]

  Игорь Иванов, «Близок азот, да не усвоишь», 1970
  •  

Малые количества молибдена усиливают активность клубеньковых бактерий на корнях бобовых растений ― гороха, фасоли, сои, клевера, люцерны, благодаря чему они лучше усваивают азот и быстрее растут. Есть и другие растения, небезразличные к молибдену, например, донник лекарственный (астрагал) накапливает в своих тканях молибден в количествах в 100 раз больших, чем другие растения.[14]

  — Борис Казаков, «Молибден», 1990
  •  

Нельзя забывать и другое золотое правило: чем больше в почве азота, тем больше требуется солнца и тепла. Азот должен успевать «сгореть» прежде, чем настанет долгая, почти «полярная» зима. В противном случае растение окажется ослабленным перед зимовкой.[15]

  Юрий Ханон, «Стапелии на севере», 1995
  •  

Концентрация содержащихся в растении алкалоидов крайне зависит от географической широты места произрастания: чем дальше от экватора, тем меньше! Впрочем, и у мексиканских пейотлей она не одинакова и зависит от времени года и плодородия почвы — максимальная концентрация приходится на начало — середину зимнего периода засухи; повышенное содержание азота в почве также увеличивает суммарную долю мескалина и других алкалоидов.[16]

  — Наталья Щелкунова, Виктор Гапон, «Кактусы», 2001 г.

В художественной прозеПравить

  •  

― Хотя теоретики ваши и пишут, что из почвы растение пользуется одною неорганическою пищею; однако опыт показывает, что если удобрять землю падалиной, или вообще азотистыми веществами, как-то: копытами, рогами, то урожай бывает не в пример обильнее. Что вы скажете на это?
― Что ни химия, ни физиология, конечно, не показали еще, как именно происходит питание растений азотистыми веществами, но что, без всякого сомнения, растения питаются ими. Это Либихом распространено мнение, будто весь свой азот они извлекают исключительно из воздуха; ну, а что сказал Либих, то, разумеется, для научных кротов свято.
― Слышали, mesdames? ― расхохоталась Моничка. ― Чудо, как интересно. Перед ними сидят хорошенькие девицы, а они толкуют ― об удобрении! Натурально, колбасники.[17]

  Василий Авенариус, «Бродящие силы: Современная идиллия», 1864
  •  

...в маленьком номере, отведенном дирижёру симфонического оркестра, спал Остап Бендер. Он лежал на плюшевом одеяле, одетый, прижимая к груди чемодан с миллионом. За ночь великий комбинатор вдохнул в себя весь кислород, содержащийся в комнате, и оставшиеся в ней химические элементы можно было назвать азотом только из вежливости. Пахло скисшим вином, адскими котлетами и еще чем-то непередаваемо гадким. Остап застонал и повернулся. Чемодан свалился на пол.[18]

  Илья Ильф, Евгений Петров, «Золотой телёнок», 1931
  •  

― Или мы живем только для того, чтобы есть? Тогда пускай пуля размозжит мне башку, и мой мозг, который я совершенно ошибочно считал равновеликим всей вселенной, разлетится, как пузырь из мыльной пены… Жизнь, видишь ли, это цикл углерода, плюс цикл азота, плюс еще какой-то дряни… Из молекул простых создаются сложные, очень сложные, затем ― ужасно сложные… Затем ― крак! Углерод, азот и прочая дрянь начинают распадаться до простейшего состояния. И все. И все, Ванька… При чем же тут революция? <...>
― Оставь меня в покое! Да я и не с тобой разговариваю, много ты понимаешь в революции. Она кончена… Она раздавлена, ― гляди вперед носа… Советская Россия уже сейчас ― в пределах до Ивана Грозного… Скоро все дороги будут белы от костей… И будут торжествовать циклы углерода и азота ― вот те самые, что придут сюда утром на конях… Телегин молчал, стоя прямо, руки за спиной, ― в темноте трудно было разобрать его лицо, красноватое от зарева.[19]

  Алексей Толстой, «Хождение по мукам» (Книга третья. Хмурое утро), 1941

В поэзииПравить

  •  

Когда в охлаждаемую смесь кислот
Вливают глицерин струею тонкой,
И выделяется окисленный азот
Бурым испарением над воронкой,
Когда молекулы получаемого вещества
Гудят в сосуде, грозя распадом, ―
Если закружится голова,
Комната грянет дождем стоградым.

  Арсений Несмелов, «Анархисты»[20], 1924
  •  

Поpой cуxой удаp на блюде плоcком
pаcщелину дает. Xозяин зол.
Но cтавит пpаздник мёд на cтол, и воcком
pаccоxшийcя натеpт до лоcка пол.
Тогда тяжелый воздуx вдоxновенья
pаccеиваетcя. Идет азот.
Войдет ли к пчелам чаc отдоxновенья
в шеcтиугольные ячейки cот?[21]

  Анна Присманова, «Не ощущая cобcтвенного гpуза...», 1932
  •  

Что есть поэт? ― воюя и шаманя,
Затвор он чистит и перо грызет
И пьет блаженство в вечной смене маний.
Он кислород поэзии сосет,
Вокруг него ― четыре пятых прозы,
Развязанной, как в воздухе азот.[22]

  Марк Тарловский, «Вступление» (из цикла «Весёлый странник»), 1935
  •  

Знай: в корнях у клевера-растрёпы,
Далеко внизу, живут микробы;
Копят бочки, сулеи с азотом ―
Под пшеницу, овсюги с осотом[23]

  Владимир Нарбут, «Микроскоп», 1936

ИсточникиПравить

  1. В. А. Анри. Современное научное мировоззрение. — М.: «Грядущая Россия», 1920 г.
  2. Макс Блох. Углерод и его соседи в периодической системе. — М.: «Природа», № 7-12, 1923 г.
  3. Циолковский К. Э. Ум и страсти. Воля вселенной. Неизвестные разумные силы. ― М.: МИП «Память», Российско-Американский Университет, 1993 г.
  4. Капица П. Л. Отчеты (1939-1941 гг.) — М.: «Химия и жизнь», №№ 3-5, 1985 г.
  5. А. Ф. Буянов. «Искусственное волокно» — М.: «Наука и жизнь», № 7, 1947 г.
  6. В. В. Станцо. «Чем дышать космонавтам?» — М.: «Химия и жизнь», № 12, 1966 г.
  7. В. Е. Жвирблис. «Фтор». — М.: «Химия и жизнь», № 9, 1969 г.
  8. С.П.Капица, «Мои воспоминания». — М.: «Российская политическая энциклопедия», 2008 г.
  9. И. А. Леенсон. «Химия пламени». — М.: «Химия и жизнь», № 2, 2011 г.
  10. К.А.Тимирязев. «Жизнь растения» (по изданию 1919 года). — М.: Сельхозгиз, 1936 г.
  11. Н. М. Жаворонков, Хватит ли человечеству продовольственных ресурсов? — М.: «Химия и жизнь», № 5, 1965 год
  12. Ф. Кащенко. «Известкование: когда оно нужно?». — М.: «Химия и жизнь», № 9, 1966 г.
  13. И. В. Иванов, «Элемент биогениум». — М.: «Химия и жизнь», № 8, 1970 год
  14. Б.Казаков, «Молибден» (статья) — М., журнал «Химия и жизнь», № 3, 1965 г.
  15. Юрий Ханон «Стапелии на севере», Москва, журнал «Цветоводство», №2 – 1995, стр. 32-33
  16. Щелкунова Н.В., Гапон В.Н., «Кактусы». — М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2001. — 96 стр. (Цветы дома и в саду). стр.47. «Пожевав стебель лофофоры, можно добиться галлюциногенного эффекта...»
  17. Авенариус В.П. Бродящие силы. Дилогия
  18. Ильф И., Петров Е., Собрание сочинений: В пяти томах. Т.2. — М: ГИХЛ, 1961 г.
  19. А.Н.Толстой. «Хождение по мукам»: Трилогия. ― М.: Художественная литература, 1987 г.
  20. Арсений Несмелов
  21. А.Присманова, А.Гингер. «Туманное звено». — Томск: Водолей, 1999 г.
  22. М. А. Тарловский. «Молчаливый полет». — М.: Водолей, 2009 г.
  23. В. Нарбут. Стихотворения. М.: Современник, 1990 г.

См. такжеПравить