Son Haberler

Azot (Nitrojen) Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

-
Eylül 11, 2022
Azot (Nitrojen) Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Azot; hayatın devamı için zorunlu olan bir element. Havadaki azotun nebatlarda proteine dönüşerek canlılara geçmesi süreci bütün anlamıyla mucizevî…

Azot Nitrojen Nedir? Özellikleri, Kullanımı

Azot, atmosferde en bol bulunan elementlerdendir. Canlı yaşamının devamı için azota gereksinim vardır. Azotun değişik ismi; Latince “nitrum”, Yunanca “nitron” doğal soda kelimesinden türeyen “nitrojen”dir. Nitrojen, doğada bilinen en iyi soğutucudur. Azot döngüsü, azotun, havadan canlıların DNA’larına kadar zamann uzun bir yolculuğudur. İnsan hayatı için oksijen ve su kadar önemli olan azot, nebatlarda proteine dönüşen nadide bir gazdır aynı zamanda… Azotun dünyasına yolculuk yapmak ister misiniz?

Tarihçe

Azot, 1770’lerde keşfedilen bir gaz. Ancak orta çağlarda altını çözebilen azot bileşiği olan nitrik asit biliniyordu. O dönemlerde azot bileşikleri tarımsal emellerle gübre olarak, kimyevi hammaddelerde kullanılmış. Azotun bilimsel kayıtlara geçmesi ise 18. asırda asıllaşıyor.

İskoç kimyacı Daniel Rutherford, 1772 yılında Edinburrh Üniversitesi’nde eğitim görürken azotu izole eden ilk kimyager olarak kayıtlara geçti. 1770’li senelerde araştırmalar yapan bazı kimyacılar da Schelle, Cavendish ve Priestley gibi azotla alakalı bazı çalışmalara imzalaydı. 1774 yılında Priestley, havanın yanmayan kısmının olduğunu tespit ederek, cıva oksidin ısıtılmasıyla azot elde etmiştir. Cavendish, azotun özellikleri hakkında geniş incelemeler yapmıştır.

Rutherford, azotu keşfettiğinde “hasarlı hava” ve “sabit hava” gibi adlar verdi. Günümüzde de kullanılan ismi ise, ilk olarak Fransız kimyager Antoine-Laurent de Lavoisier verdi. Lavoisier, Yunanca “cansız” anlamındaki “azotos” kelimesinden türettiği “azote” sözcüğünü kullandı. Bu gaza “nitrojen” isminı ise, Fransız kimyacı Jean Antoine Chaptal, Yunanca “nitron” ve “gene” sözcüklerinin bileşimini kullanarak 1790 yılında verdi.


Kimyevi Özellikleri

Azot, kimyevi sembolü “N” olan ametal bir elementtir. Hür azot iki atomlu molekül halinde bulunduğu için “N2” olarak simgelenir. Kimyevi reaksiyon denklemlerinde “N2” sembolü kullanılır. Atom numarası 7, atom ağırlığı 14,0067’dir. Kaynama noktası -196 derece, erime noktası -210 derecedir. Elektro negatiflik bedeli 3,04’cins.

Azot, bir hayli elementle bileşik oluşturur. Önemli bileşikleri; siyanür, nitrik asit, amino asit, amonyaktır. Renksiz, tatsız, kokusuz ve atıl bir gaz olan azotun üçlü kovalent bağı vardır. En önemli azot kaynağı havadır. Akışkan veya gaz halinde havadan distilasyon veya ters osmoz yöntemleri ile elde edilir. Saf azot, sodyum asit ile amonyum dikromatın bozunması sonucu elde edilir. Etkin metaller, hava azotu ile nitrürleri oluşturur.

Azot elde edildiğinde iki adet karalı izotop ihtiva eder. Bu izotoplardan N14 yüzde 99,635, N15 ise yüzde 0,365 oranındadır. Dört adet de radyoaktif izotopu vardır. Bunlar; N12, N13, N16 ve N17’dir.

Moleküler azot; akışkan azotun ısıtılarak buğulaşması sonucu elde edilir. Bakteriler gibi canlı organizmalar tarafından faydalı bileşiklere dönüştürülür ve atmosferde reaktif değildir. Elementer azot, tesiri az atıl bir gazdır. Yani normal koşullar altında değişik elementlerle reaksiyona girmez.

Bunları Öğreniyor musunuz?

Azot, atmosferin takribî yüzde 78’ini oluşturur. Atmosferde yüzde 21 oranında bulunan oksijenle karışım halindedir.
Bütün canlı dokularda azot içeriği vardır. Canlılarda proteinler, vitaminler ve nükleik asitlerin takribî yüzde 15’inde azot bulunur.
Hayvan dışkıları üre veya ürik asit büyük oranda azot kapsar.
Ay, Satürn ve Titan gibi gezegenlerin atmosferinde büyük oranda moleküler azot vardır. Mars’taki azot oranı yüzde 3 civarındadır.
Güneş sistemi ve galakside en çok bulunan yedinci elementtir.
Atmosferdeki azot ölçüyü oksijenden dört kat daha fazladır. Ancak Dünya’daki azot ölçüyü oksijenin onda biri kadardır. Bunun bir nedeni; gaz haldeki azotun Dünya’nın katı haldeki merkezinde değil, gaz haldeki atmosferinde toplanmasıdır.
Güneş ışınları azot moleküllerini parçalayamaz.
Akışkan azot, en iyi dondurucu olarak bilinir ve cilde temas ederse ani donmalara yol açar. Kısa vakitte -50 ve -170 derecede soğutma ve dondurma harekâtı yapılabilir.
Proteinlerin yaradılışı için azota gereksinim vardır. Canlılar da proteinsiz yaşayamaz. Yani yaşamın devamı için azot lüzumludur.
“Güldürücü gaz” olarak bilinen “azot protoksit”, anestetik özelliği de bulunan bir gazdır. Doğumlarda ve diş hekimliğinde ağrı kesici olarak kullanılır.
Azot, insanların ve memeli hayvanların idrarında üre olarak bulunur.
Şimşek çakması sırasında oluşan azot oksitleri yağmur tarafından toprağa sürüklenir.

Nerelerde Kullanılır?

Endüstriyel anlamdaki azot, doğalgaz ile amonyağa dönüştürülerek gübre ve patlayıcı yapımınde kullanılır. Azot tuzu olan amonyum nitrat, gübrelerin önemli bir hammaddesidir. Potasyum nitrat gibi azot tuzları da barut yapımında kullanılır. Azot ayrıca, nitrik asit yapımınin başlangıç maddesidir. Havacılıkta da nitrojen ve bileşiklerinden faydalanılır. Uçak lastikleri yüksek sıcaklıklarda yanma riskine karşı nitrojen ile şişirilir.

Moleküler azotun kullanım alanı da çok geniştir. Paslanmaz çelik yapımı, paketlenmiş yiyeceklerin korunması için kullanılabilen moleküler azot, akışkan patlayıcılarda örtü olarak ve elektronik bileşenlerin yapımınde kullanılabilmektedir.

Akışkan azot ise, süper soğutma özelliği nedeniyle yiyecek ürünlerinin dondurulmasından biyolojik ve tıbbî numunelerin dondurularak saklanmasına kadar bir hayli alanda kullanılır. Bilgisayar donanımlarının soğutulması için de nitrojenden faydalanılır. Akışkan azot, ani donma sağladığı için yiyeceklerin hücre yapısı bozulmaz. Bu nedenle besinlerdeki su kaybı önlenir, besin ve vitamin kıymetleri korunur. Buzdolaplarındaki buzluk bölümünde muhafaza edilen yiyecek ürünleri bu nedenle uzun zaman sonra dahi tadı bozulmadan harcanabilir. Bazı dayanıklı malzemeler de akışkan azot ile dondurularak kırılganlaşır ve geri dönüşümü kolaylaşır.

Azotun bileşikleri ve tuzlarının kullanıldığı bazı ürün ve alanları şöyle sayabiliriz: Füzelerde oksitleyici madde olarak, füze yakıtları, uçak ve kara vasıtaları tekerleklerinin havası, alıngan algılayıcılar, patlayıcılar, ilaçlar, metalürji uygulamaları, elektronik aygıtlar, hava ve uzay vasıtaları, kimyevi ürünlerin dondurulması, ambar ve silo atmosferleri, yiyecek ambalajlama operasyonları, yüksek sıcaklık termometreleri…

Azotlu Besinler

Besinlerdeki azotlu bileşiklere protein veya proteid ismi verilir. Azot, canlıların bedeni için protein ve enerji kaynağıdır. Protein ve DNA’nın önemli bir bileşeni olan azot gençlerin hücre ve dokularının gelişimi, yaşlıların da dokularının tamir edilmesi için zorunlu bir elementtir. Yani oksijen ve karbondioksit nefes almak için ne kadar önemliyse, gelişmek için de azot o kadar önemlidir. Kısacası, bu maddeler birbirleri ile bağlantılı olarak görevlerini yerine getiriler.

Bedende yakılan proteinlerden meydana gelen azot idrarla dışarı atılır. Bedenin protein kayıplarının olduğu ter atılması, dışkı, saç ve tırnak kesilmesi, kadınların regl vaziyetleri ve süt emzirmesi gibi gidişatlarda da beden azot kaybeder. Bu nedenle emzikli kadınlar, çok ağır işlerde çalışanlar ve devamlı protein kaybedenlerin azotlu besinleri daha çok harcaması gerekir.

Azot bakımından zengin besinler arasında ilk sırayı yüzde 26 azot oranı ile mercimek alıyor. Mercimeği yüzde 25’lik oranla kuru fasulye ve süt tozu takip ediyor. Yüzde 25-15 arası azot kapsayan değişik besinler de şunlardır; kuru bakla, kaşar peyniri, badem, tavşan eti, tavuk eti, kuru bezelye, yaban ördeği eti, yağlı balık eti, sığır eti, yumurta sarısı, koyun eti, kuzu eti, nohut, ıstakoz, karaciğer, fındık, istiridye, ceviz, kaz eti, çikolata, kakao…


Azot Döngüsü Nedir?

Azot, doğadaki yaşamsal döngülerden en önemlilerinden birini asıllaştırır. Yaşamın devamını sağlayan önemli bir doğa olayıdır. Protein oluşmasının temel bileşenlerinden biri olan elementtir. Canlı yaşamının yapı taşını oluşturan aminoaistler, proteinler, nükleik asitler, hormonların ve vitaminlerin içeriklerindeki azot yaşam için temel maddelerdir. Azot döngüsü; hava, madenler, hayvanlar ve nebatlar arasında azotun dağılımı olarak açıklanabilir. Azot bileşikleri, biyosferin ince bir tabakasında birbirine dönüşerek döngüyü tamamlar. Azotun tükenmemesi için havadan toprağa, topraktan nebatlara, nebatlardan canlılara ve canlılardan tekerrür havaya aktarılması gerekir. Peki, azot hangi aşamalardan geçerek döngüyü sağlıyor?

Canlılar ve nebatlar, havadaki molekül azotu N2 sindiremezler. Bu nedenle nebatlar protein üretebilmek için gereksinim dinledikleri azotu topraktaki bileşiklerden alırlar. Başka bir deyişle; topraktaki inorganik azot bileşiklerini alan nebatlar, bazı elementlerle beraber nükleik asitler ve nebatsal proteinler üretir.

Yağmur ve şimşekler sayesinde azotun dönüşüme katılması şöyle gerçekleşir: Havadaki azot yağmur, şimşek ve yıldırımlar sayesinde nitrik isyankarda dönüşerek yeryüzüne iner. Toprak tarafından emilen nitrik asit, kemosentetik bakteriler tarafından azot tuzlarına veya nitratlara dönüştürülür. Azot tuzları da nebatlar tarafından emilerek proteine dönüşür.

Biyolojik anlamda azot döngüsü ise şöyle gerçekleşir: Topraktaki bakteriler havadaki azotu doğrudan toprağa sürükleyerek azot tuzlarına dönüştürür. Suyla çözünen azot tuzları nebatlar tarafından emilir. Nebatların fotosentezi sonucunda emilen azot proteine dönüşür. Hayvanlar bu nebatları harcayarak proteinleri alır. İnsanlar da hayvansal besinlerden ve doğrudan azotlu yiyecek tüketimi ile bu proteinleri alır. Nebatsal proteinler; hayvanlar ve insanlarda hayvansal proteine dönüşür.

Havanın dışında nebatlar için en önemli azot kaynağı, azot içerikli gübrelerdir. Baklagiller ve yoncalar elementer azot kullanır. Tarlalara ekilen yoncalar, toprağın azot bakımından zenginleşmesini sağlar.

Bu bilgiler ışığında azot döngüsünü şöyle özetleyebiliriz: Azotun doğadaki halinin muhtelif biçimlerde bağlanarak bileşiğe dönüştüğü olaylara “fiksasyon” ismi verilir. Biyolojik, fizikokimyasal ve suni fiksasyon olarak üç biçimde gerçekleşir.

Biyolojik fiksasyon; doğal yollarla bakteriler aracılığı ile inorganik formda hakikatleşen döngüdür.

Fizikokimyasal fiksasyon; yağmur, şimşek, yıldırım ve volkanik hareketler gibi olaylarla oluşan dönüşüme denir.

Suni fiksasyon ise, endüstriyel olarak üretilen azot içerikli gübreler vasıtasına reelleşir. Biyolojik ve suni fiksasyon, azot döngüsünün başlıca etmenleridir.