بحث عن غاز النيتروجين وأهميته
بحث عن غاز النيتروجين وأهميته، غاز النيتروجين هو أحد العناصر الكيميائية ويكون على هيئة غاز في الوضع الطبيعي، ويرمز له بالرمز N، وهو عنصر لا فلزي ويتواجد على شكل جزيئات N2 ويمتلك غاز النيتروجين سبعة إلكترونات في مداراته، وهو مكون في العديد من المركبات الهامة مثل الأمونيا، وهو غاز عديم اللون والرائحة كما أنه مكون مهم في الأحماض النووية التي تحمل جينات وصفات الكائنات الحية المختلفة.
مقدمة بحث عن غاز النيتروجين وأهميته
غاز النيتروجين هو عنصر لا فلزي ليس له لون أو طعم، وهو من عناصر المجموعة الخامسة عشر ويحمل العدد الذري 7، وهو العنصر الأكثر وفره في الغلاف الجوي للأرض إذ يحتوي تكوين الغلاف الجوي على أربعة أخماس من غاز النيتروجين، وبالإضافة إلى ذلك فإنه يعتبر العنصر السادس في الوفرة الكونية، كما أنه يوجد في الغلاف الجوي أيضاً على شكل كميات صغيرة متغيرة من أملاح الأمونيوم وحمض النيتريك وأكاسيد النيتروجين، ووجد أيضاً في عدد من النيازك وفي غازات الألغام والبراكين وفي بعض النجوم والسدم وبعض الينابيع المعدنية.
شاهد أيضًا: ما استخدامات غاز النيتروجين
اكتشاف غاز النيتروجين
العالم دانيال رذرفورد هو أول من اكتشف عنصر النيتروجين، وقد كان من قبله العالم جابر بن حيان يتعامل مع مركبات النيتروجين مثل حمض النيتريك، وقد أطلق عليه اسم ماء النار، كما أنه تم استخدام عنصر النيتروجين في البارود وسمي بالغاز الخامل أو المادة المطفأة للهب، أما اسمه الحالي ينسب للعالم أنطوان شابيتال فهو من أطلق علية هذا الاسم، وعبر عنه بأنه غمامة صفراء اللون ساطعة.
نسبة غاز النيتروجين في الطبيعة
يشكل غاز النيتروجين النسبة الأكبر بين نسب الغازات المكونة للغلاف الجوي المحيط بالأرض، حيث تبلغ نسبته حوالي 78.08% ويحتل غاز النيتروجين المرتبة السابعة من حيث وفرة العناصر الكيميائية بالنسبة لكتلتها في مجرة درب التبانة، ولذلك فهو من العناصر الشائعة في الكون وأما كميته في القشرة الأرضية فهي قليلة نسبياً، حيث أن المعادن التي تحتوي عليه غالباً ما تكون على شكل أملاح نترات الصوديوم، أو ملح النشادر، أو تترات البوتاسيوم، ولهذا السبب يندر وجود الترسبات المعدنية فيها، كما يوجد غاز النيتروجين بكميات وفيرة في فضلات الحيوانات على شكل حمض اليوريك، ويوريا، وأملاح الأمونيوم.
معلومات عن النيتروجين
- يشكل النيتروجين 95% من الغلاف الجوي الخاص بقمر التيتان وهو أكبر أقمار كوكب زحل.
- يمكن إنتاج غاز النيتروجين من خلال تسخين محلول مائي لنترات الأمونيوم والتي تستخدم في صناعة الأسمدة.
- يمتلك النيتروجين وزناً ذرياً يساوي 14.0067.
- حالة النيتروجين في درجة حرارة الغرفة هي حالة غازية.
- تم اكتشاف النيتروجين عن طريق الكيميائي دانيال رذرفورد في عام 1772 ميلادياً.
- عدد النظائر لعنصر النيتروجين هو ستة عشر منهما اثنان مستقرين.
- تشكل أكاسيد النيتروجين مجموعة من سبعة غازات ومركبات مكونة من الأكسجين والنيتروجين، ويعد أكسيد النيتريك وثاني أكسيد النيتروجين أكثرها خطورة وشيوعاً.
شاهد أيضًا: استخدامات غاز الضحك كبديل للبنج للولادة وعلاج الأسنان
أهمية غاز النيتروجين
يلعب النيتروجين دوراً حيوياً كبيراً فهو عنصر موجود في جميع الكائنات الحية، وأحد مكونات الأحماض الأمينية أي أنه يدخل في تكوين البروتينات والأحماض النووية، كما أنه مكون لجميع النواقل العصبية تقريباً، وهو أيضاً مكون رئيسي للقلويات ويتم تدوير النيتروجين عبر الكائنات الحية بصورة طبيعية عرفت باسم دورة النيتروجين، إذ تحصل النباتات والطحالب عليه على شكل تترات بينما تحصل الحيوانات عليه من خلال استهلاك الكائنات الحية الأخرى، كما تحول ميكروبات التربة مركبات النيتروجين إلى تترات لاستخدامها مرة أخري، بالإضافة إلى أن البكتريا المثبتة للنيتروجين تجدد إمدادات التترات فيها بشكل مباشر من الغلاف الجوي.
أهمية النيتروجين في الصناعة
- يستخدم غاز النيتروجين في صناعة اللمبات الضوئية وهو يعتبر بديلاً أقل تكلفة من الأراجون في المصابيح المتوهجة.
- يستخدم النيتروجين في إطفاء الحرائق المحتملة في التعدين، عن طريق التخلص من الأوكسجين الموجود في الهواء، كما يستخدم لضمان عدم انفجار المنطقة في حال كانت مهملة، ويمنع الإنفجارات في الأماكن شديدة الخطورة كمرافق التصنيع.
- يفيد غاز النيتروجين في نفخ الإطارات ويعطيها عمراً أطول عن طريق تقليل الأكسدة، كما أنه يحسن من ضغط الغاز المحتجز فيها.
- يدخل غاز النيتروجين في الصناعات البترولية، إذ يستخدم في التخلص من الغازات في الخزانات الكبيرة لتحضيرها لتخزين النفط.
- يستخدم النيتروجين في صناعة المواد المختلفة كالمطاط واللدائن.
- تحتاج شركات الأدوية غاز النيتروجين المكرر ليستخدم في تخزين وتكوين المركبات الطبية.
- يدخل النيتروجين في صناعة مكونات المتفجرات كالديناميت، كما يستخدم في تكوين مجموعة كبيرة من المركبات شديدة التفاعل.
- يستخدم غاز النيتروجين في لحام الإلكترونيات.
- يدخل النيتروجين في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق استخدامه كطلاء له، مما ينتج فولاذ أقوى مقاوم للتآكل.
- يستخدم غاز النيتروجين في تغليف المواد الغذائية بديلاً للأوكسجين، كما يمكن استخدامه لحماية الطعام من التلف في عملية النقل.
- يستخدم غاز النيتروجين في تخليص السوائل من المركبات العضوية المتطايرة الموجودة فيها قبل التخلص منها، مما يقلل من التلوث.
استخدامات النيتروجين السائل
لغاز النيتروجين العديد من الاستخدامات في مجالات الصناعة وفي الحياة العملية، ويستخدم في شكليه الغازي والسائل، ومن أهم استخداماته في الحالة السائل ما يلي:
- يستخدم النيتروجين السائل في تجميد بعض الأمراض مثل الأورام الوعائية السطحية.
- يستخدم في طبع العلامات التجارية على المواشي قبل بيعها.
- يستخدم في علاج الندب السطحية مثل ندب التي تتركها آثار حب الشباب.
- يستعمل كمبرد فوري وسريع للمشروبات والأطعمة في بعض المطاعم.
- يستخدم النيتروجين السائل في صناع الآيس كريم.
- يستخدم لتبريد أجهزة الكمبيوتر.
- يستعمل في حفظ العينات البيولوجية من التلف مثل الحيوانات المنوية.
- يستعمل لحفظ المواد الغذائية من التلف في درجات الحرارة العالية.
أهمية النيتروجين للنباتات
- غاز النيتروجين يمد النباتات بما تحتاج إليه من البروتين، مما يساعد كثيراً على بقاء النباتات خضراء ولذلك تعتبر النباتات مصدراً للنيتروجين، وبالتالي مصدراً جيداً للبروتين.
- يساعد النيتروجين النباتات على القيام بعملية البناء الضوئي، كما أن غاز النيتروجين يعتبر من أهم عناصر الأحماض النووية.
- يتواجد النيتروجين بكثرة داخل النبات فهو يساعد النباتات على إنتاج الكميات التي تحتاج إليها من السكريات الموجود بالماء، ولذلك يجب الحرص على تناول كميات كبيرة من الأطعمة النباتية.
أضرار غاز النيتروجين
على الرغم من أهمية غاز النيتروجين إلا أن هناك أضرار قد يسببها في بعض الحالات والتي يجب علينا تفاديها حفاظاً على حياة الأفراد، وتتمثل أضراره فيما يأتي:
- يؤثر النيتروجين على جسم الإنسان تأثيراً سلبياً في بعض الحالات، حيث يتسبب بالانخفاض المفاجئ لضغط الدم ويحدث ذلك عندما يتجه الغواص صاعداً إلى سطح البحر فيتسبب حدوث انخفاض في الضغط.
- يترك النيتروجين آثراً تخديراً يعرف باسم تخدير الأعماق ويحدث ذلك عندما يستنشق عند ضغوط جزئية مرتفعة.
- يتسبب بالاختناق في حال إطلاقه بسرعة فائق في مكان مغلق، ويحدث الاختناق نتيجة إزاحته للأوكسجين من المكان.
- يجب الحذر عند استخدامه في تحضير بعض الأطعمة مثل تجميد الآيس كريم، حيث ينبغي تبخر النيتروجين تماماُ من الأطعمة أو المشروبات قبل تناولها، لأن تناول مقدار منه حتى لو قليل يمكن أن يسبب أضرار بالغة بصحة الإنسان.
شاهد أيضًا: أضرار غاز الفريون على البيئة
خاتمة بحث عن غاز النيتروجين وأهميته
في نهاية رحلتنا مع بحث عن غاز النيتروجين وأهميته، غاز النيتروجين هو غاز يمثل أهمية كبيرة في الحياة، وله استخدامات وفوائد متعددة ولكن أيضاً له بعض الأضرار والمخاطر التي ترتبط به، ولذا يجب علينا تجنب استخدامه في بعض الحالات، وفي النهاية كنا قد قدمنا لكم بحث عن غاز النيتروجين وأهميته، واستخداماته المتعددة.