النيتروجين
يعتبر غاز النيتروجين غازًا بلا لون أو طعم أو رائحة، ورمزه الكيميائي هو (N) وعدده الذري هو 7. يحتوي غلافه الخارجي على خمسة إلكترونات. يتميز هذا الغاز بعدم النشاط الكيميائي، مما يجعله لا يميل للتفاعل مع العناصر الأخرى، كما أنه غير قابل للاشتعال وصعب الذوبان في الماء. يُصنَّف النيتروجين كأحد اللافلزات، ويتواجد في الطبيعة في حالته الغازية عند درجات الحرارة والضغط القياسيين. يشكل النيتروجين النسبة الأكبر من الهواء الجوي على كوكب الأرض، حيث يمثل حوالي 78% من الغلاف الجوي. يتواجد عادة في شكل جزيء مكون من ذرتين (N2)، وهو جزء أساسي من البروتينات في أجسام الكائنات الحية نظراً لدخوله في تركيب الأحماض الأمينية. وقد تم اكتشاف النيتروجين وعزله بواسطة الطبيب الاسكتلندي دانيال رذرفورد.
النيتروجين السائل
يتحول النيتروجين إلى الحالة السائلة عند درجات حرارة منخفضة جدًا، ويعرف حينها بالنيتروجين السائل. هذا النوع من النيتروجين هو سائل عديم اللون والرائحة، ويتميز بكثافة أقل من الماء، ويُصنف كواحد من المواد الكيميائية شديدة البرودة. يتسبب النيتروجين السائل في تجميد أي مادة يلامسها فورًا، ولملامسته للجلد مباشرةً عواقب وخيمة مثل تثليج الأنسجة. لذا، من الضروري اتخاذ الاحتياطات اللازمة عند التعامل معه، وارتداء القفازات.
استخدامات النيتروجين
يستخدم غاز النيتروجين في مجالات متعددة في الصناعة والحياة اليومية، سواء في حالته الغازية أو السائلة، أو في إنتاج بعض المركبات الكيميائية. فيما يلي بعض الاستخدامات المهمة:
- يتم استخدام غاز النيتروجين في تعبئة إطارات الطائرات وسيارات السباق، نظرًا لخصائصه الكيميائية غير النشطة التي تقلل من خطر الاشتعال الناجم عن الاحتكاك.
- يعد النيتروجين مادة أساسية في بعض الأدوية، مثل المضادات الحيوية.
- يستخدم النيتروجين في تصنيع بعض الأجزاء الإلكترونية، مثل الصمامات والديودات، وكذلك في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ (الستانلس ستيل) لتقويته وزيادة مقاومته للتآكل.
- يتم تخزين النفط والمواد القابلة للاشتعال في خزانات محاطة بجو غازي من النيتروجين.
- تحضر الأمونيا أو النشادر (NH3) عبر تفاعل الهايبر بوش، والتي تستخدم في تصنيع الأسمدة، ومخصبات التربة، وغيرها من الصناعات، وكذلك في إنتاج حمض النتريك الذي يدخل في صناعة المتفجرات.
- يعتبر غاز النيتروجين مادة حافظة في الأغذية المعلبة أو المغلفة للمحافظة على الط freshness.
- يستخدم النيتروجين في حالته الغازية في ملء بعض أنواع المصابيح المتوهجة كبديل منخفض التكلفة لغاز الأرجون.
- تستخدم تقنية النيتروجين السائل في علاج الثآليل الجلدية عبر العلاج بالتبريد، وكذلك في حفظ عينات الأعضاء الحيوية مثل الحيوانات المنوية والبويضات والدم بالتجميد.
- يتم استخدام النيتروجين السائل في عمليات صناعة الأغذية للتجميد السريع.
- تستخدم نترات البوتاسيوم (KNO3) في تصنيع البارود.
- يستخدم أكسيد النيتروز (N2O) أو المعروف باسم غاز الضحك كغاز مخدر في بعض العمليات الجراحية، خاصة في حقل العمل طب الأسنان.
