L’azoto è un non metallo ed è il quinto elemento più abbondante nell’universo, il primo elemento per abbondanza nell’aria atmosferica, di cui costituisce quasi l’80%; costituisce anche il 3% del corpo umano ed è presente in moltissimi composti organici (ammine, ammidi, aminoacidi ecc.) e inorganici. Viene detto ciclo dell’ammonio l’insieme delle modificazioni sostenute dall’azoto nell’ambiente, costituito da un continuo scambio di ammonio tra l’aria, il terreno e gli esseri viventi al fine di permettere la costante e uniforme produzione di sostanze ricche di azoto necessarie agli organismi viventi.
Il termine azoto deriva dal greco e significa “privo di vita”: questo nome fu scelto da Lavoisier in relazione al fatto che questo elemento è una componente dell’aria che da sola non permette la respirazione degli esseri viventi. Il simbolo N, invece, deriva dal nome proposto da Chaptal, nitrogeno, perché esso è un costituente del nitro (nitrato di potassio, noto anche come salnitro).
Indice
Proprietà chimiche
Allo stato puro è un gas incolore, inodore, insapore e inerte.
- Simbolo: N
- Numero atomico: 7
- Serie: Non metalli
- Gruppo, periodo: 15 (VA), 2
- Densità: 1,2506 kg/m³
- Peso atomico: 14,0067 u
- Configurazione elettronica: [He]2s22p3
- Struttura cristallina: esagonale
- Stato della materia: gassoso
- Punto di fusione: −210,01 °C
- Punto di ebollizione: −195,80 °C
- Calore di fusione: 360,4 J/mol
- Elettronegatività: 3,04 (Scala di Pauling)
- Calore specifico: 1040 J/(kg·K)
- Conducibilità termica: 0,02598 W/(m·K)
Azoto – Composti principali
Ammoniaca NH3 – Chiamata scientificamente triidruro di azoto, è un gas incolore e tossico dall’odore penetrante, molto solubile in acqua. Prende il nome da Giove Ammone, perché presso il tempio di questa divinità in Egitto fu identificata la prima volta sotto forma di sale di ammonio prodotto a partire dallo sterco dei dromedari.
Protossido di azoto N2O – Si ottiene dalla decomposizione a caldo del nitrato d’ammonio, è un gas inodore e insapore che è un forte inquinante atmosferico ma funziona anche come anestetico: per il suo effetto euforizzante è detto “gas esilarante”.
Monossido di azoto NO – Gas incolore che nell’uomo costituisce un neurotrasmettitore e attiva l’enzima chiave per il rilassamento dei muscoli lisci, infatti è usato come vasodilatatore. Tuttavia, è irritante per gli occhi e tossico se respirato in quantità eccessive.
Biossido di azoto NO2 – Deriva dall’ossidazione di NO ed è un gas rosso scuro, molto irritante per le vie respiratorie e infiammabile, usato per preparare le miscele gassose finalizzate a misurare l’inquinamento atmosferico.
Acido nitrico HNO3 – Si ottiene per ossidazione dell’ammoniaca, è molto ossidante, perciò è usato per produrre esplosivi e fertilizzanti.
Isotopi – Questo elemento ha due isotopi stabili in natura, N-14 e N-15, di cui il primo è molto più comune perché prodotto nelle stelle dal ciclo carbonio-azoto.
Applicazioni
Il principale utilizzo dell’azoto e la produzione di ammoniaca per realizzare fertilizzanti, esplosivi e coloranti e molto altro. In forma liquida, invece, questo elemento funziona da raffreddatore di apparecchiature scientifiche ed è usato anche per mantenere campioni biologici a basse temperature. Da ricordare sono anche gli utilizzi dell’azoto per lo sfruttamento industriale di macchine e dispositivi a superconduttore e per creare atmosfera priva di ossigeno quando è indispensabile per alcuni processi chimici e metallurgici e per il confezionamento alimentare. Per lo stesso motivo, viene usato per l’imbottigliamento del vino. Infine, l’azoto viene usato per gonfiare gli pneumatici e per l’estrazione di gas e petrolio naturale.
Azoto usato per la crioconservazione biologica
Biologia
L’azoto, insieme a ossigeno, carbonio e idrogeno, è uno degli elementi chimici fondamentali per la biologia, infatti è un componente di tutti gli organismi viventi perché è presente, come composto, in molte molecole indispensabili quali DNA, amminoacidi (quindi proteine), alcune vitamine. Il corpo umano non è in grado di produrre azoto, quindi deve assimilarlo dagli alimenti, in particolare dalle proteine, poi lo espelle attraverso l’urina e il sudore: nell’adulto l’azoto ingerito e quello espulso sono di pari quantità, mentre nei giovani ancora in crescita viene assunto più azoto di quanto ne venga espulso.
La presenza di una quantità eccessiva di azoto di scarto nel sangue è un indice significativo di patologia, come insufficienza renale o infezione, e lo stesso vale per un valore troppo basso, associato di solito a denutrizione o insufficienza epatica.
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