Nitrojen (Azot)

Özellikler

Nitrojen, sembolü "N" olan ve atom numarası 7 olan kimyasal bir elementtir. Dünya'nın atmosferinde en bol element olan nitrojen; renksiz, kokusuz, tatsız ve ametal bir gazdır. Dış kabuğunda beş elektron vardır, bu nedenle çoğu bileşikte üç değerliklidir. Nitrojen, -195,79 °C sıcaklıkta gaz halden sıvı hale dönüşür. Donma noktası -210.01 °C'dir. Donduğunda kar gibi görünen beyaz bir katıya dönüşen nitrojen, suda çok zor çözünür.^[1]

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Nitrojen, evrende en sık bulunan beşinci elementtir. Tüm atmosfer hacminin %78,1'ini oluşturmasına rağmen, Dünya'nın yer kabuğunda bu elemente çok sık rastlanmaz. Önemli nitrojen mineralleri, nitre (potasyum nitrat) ve sodanitredir (sodyum nitrat). Ancak bu mineraller, amonyak ve nitrik asidin endüstriyel sentezinin yaygınlaştığı 1920'lerden beri önemli bir nitrat kaynağı olmamıştır.^{[2] [3]}

Nitrojen bileşikleri, atmosfer ve canlı organizmalar arasında sürekli olarak dönüşüm halindedir. Nitrojen gazı, sıvı havanın damıtılmasıyla veya mekanik yollarla üretilen endüstriyel bir gazdır. Ticari nitrojen, genellikle çelik üretimi için kullanılan oksijenin bir yan ürünüdür.^[4]

Uygulama ve Kullanım Alanları

Gaz Nitrojen

Sanayide üretilen nitrojenin üçte ikisi gaz, kalan üçte biri sıvı olarak satılmaktadır. Gaz formundaki nitrojen;

• havadaki oksijenin yangın, patlama veya oksitlenme tehlikesi oluşturduğu durumlarda inert bir atmosfer olarak,
• paketlenmiş gıdaların tazeliğini korumak için saf veya karbondioksit ile karıştırılmış yapay bir atmosfer yaratmak için,^[5]
• argona göre ucuz bir alternatif olarak akkor ampul üretiminde,^[6]
• yangın söndürme sistemlerinde,^[3]
• paslanmaz çelik üretiminde,^[7]
• çeliğin nitrasyonla sertleştirilmesi işleminde,^[8]
• bazı uçak yakıt sistemlerindeki yangın tehlikesini azaltmak için,
• Yarış arabası ve uçak lastiklerini şişirmek için^[9]
• havadaki nem ve oksijenin neden olduğu dengesiz büzülme ve genleşme sorunlarını azaltmak için kullanılır.^[3]

Sıvı Nitrojen

Sıvı nitrojen kriyojenik bir sıvıdır. Dewar şişeleri gibi uygun kaplarda izole edildiğinde, çok fazla buharlaşma kaybı olmadan taşınabilir.^[10] Kuru buz gibi, sıvı nitrojenin de ana kullanım alanı soğutma işlemleridir. Sıvı nitrojen;

• kanın, üreme hücrelerinin (sperm ve yumurta) ve diğer biyolojik numunelerin ve materyallerin dondurularak korunmasında,
• kriyoterapide, ciltteki kistleri ve siğilleri yok etmede,^[11]
• kızılötesi dedektörleri veya X-ışını dedektörlerini soğutmakta,
• hız aşırtmalı bilgisayarlardaki fazla ısı üreten donanımları soğutmakta,^[12]
• yiyeceklerin soğutulması, hayvan ürünlerinin dondurulmasında,
• vanalar olmadığında akışı durdurmak için boruların dondurulmasında kullanılır.^[3]

Tarihi

Nitrojen bileşikleri uzun bir geçmişe sahiptir. Herodot zamanından (MÖ 450) beri bilinen Amonyum klorür'ün (NH₄Cl) kullanımı, Orta Çağ dönemlerinde yaygınlaşmıştır. Simyacılar nitrik asidi "Aqua Fortis (güçlü su)" olarak adlandırmıştır. Nitrik ve hidroklorik asitlerin karışımı, altını çözme kabiliyetiyle tanınan "Aqua Regia (kraliyet suyu)" olarak biliniyordu.^[3]

Nitrojenin keşfi, 1772'de bu elementi "zehirli hava" olarak adlandıran İskoç doktor Daniel Rutherford'a atfedilir.^{[13], [14]} Rutherford, ilk deneylerinde nitrojeni tamamen farklı bir kimyasal madde olarak tanımlamasa da, diğer gazlarlardan farklı olduğunu tespit etmiştir.^[15] Rutherford, havanın içerisinde yanmayan bir madde olduğunun farkına varmış fakat bunun farklı bir element oluğunu düşünmemiştir. Nitrojen, yaklaşık aynı zamanda Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish ve Joseph Priestly tarafından incelenmiştir. Joseph Priestley nitrojeni "yanmış hava" olarak isimlendirmiştir.^[16]

Etimolojisi

Nitrojen; Fransız kimyager Jean-Antoine Chaptal tarafından keşfedilen potasyum nitratın Fransızcadaki karşılığı "nitre" kelimesinin sonuna Yunanca "-γενής(-gen)" ekinin getirilmesiyle 1794' de İngilizceye kazandırılmıştır.^[17]

Önlem ve Güven

Nitrojen, kapalı bir alana salındığında hızlıca yayılarak oksijenin yerini alabilir ve bu durum boğulma tehlikesi oluşturur.^{[16], [18]} Nitrojen, yüksek kısmi basınçlarda solunduğunda nitrojen narkozuna neden olur, bu da nitröz oksit zehirlenmesine benzer geçici bir zihinsel bozukluk oluşturur.^[19]

İlginç Bilgiler ve Diğer

Aurora'nın turuncu-kırmızı, mavi-yeşil, mavi-mor ve koyu mor renklerinin kaynağı nitrojendir.