POR: CAMILA BETANCUR 10º4
DEFINICIÒN
El nitrógeno es un elemento
químico, de número atómico 7, símbolo N y que en condiciones normales forma un
gas diatómico (nitrógeno diatómico o molecular) que constituye del orden del
78% del aire atmosférico.1 En ocasiones es llamado ázoe —antiguamente se usó
también Az como símbolo del nitrógeno.
CARACTERÍSTICAS
Tiene una elevada
electronegatividad (3,04 en la escala de Pauling) y, cuando tiene carga neutra,
tiene 5 electrones en el nivel más externo, comportándose como trivalente en la
mayoría de las moléculas estables que forma.
APLICACIONES
La aplicación comercial más
importante del nitrógeno diatómico es la obtención de amoníaco por el proceso
de Haber. El amoníaco se emplea con posterioridad en la fabricación de
fertilizantes y ácido nítrico.
Las sales del ácido nítrico
incluyen importantes compuestos como el nitrato de potasio (nitro o salitre
empleado en la fabricación de pólvora) y el nitrato de amonio fertilizante. Los
compuestos orgánicos de nitrógeno como la nitroglicerina y el trinitrotolueno
son a menudo explosivos La hidracina y sus derivados se usan como combustible
en cohetes.
El ciclo de este elemento es
bastante más complejo que el del carbono, dado que está presente en la
atmósfera no sólo como N2 (78%) sino también en una gran diversidad de
compuestos. Se puede encontrar principalmente como N2O, NO y NO2, los llamados
NOx. También forma otras combinaciones con oxígeno tales como N2O3 y N2O5
(anhídridos), "precursores" de los ácidos nitroso y nítrico. Con
hidrógeno forma amoníaco (NH3), compuesto gaseoso en condiciones normales.
Al ser un gas poco reactivo, el
nitrógeno se emplea industrialmente para crear atmósferas protectoras y como
gas criogénico para obtener temperaturas del orden de 78K de forma sencilla y
económica.
En la actualidad el nitrógeno es
empleado en diversas labores; en los países desarrollados una de las más
recientes y comunes es el ser empleado en lugar del aire común para el inflado
de llantas y neumáticos debido a la alta eficiencia que se derivan de su uso. No
se dilata con la fricción o el movimiento evitando mayor presión en el
neumático y por tanto fugas que se derivan en perdida de presión de la llanta,
seguido por mayor esfuerzo del motor, mayor consumo de combustible, más rápido
desgaste del neumático y los frenos. El uso del nitrógeno para el inflado de
los neumáticos no solo redime en un ahorro directo, paralelo a esto también
hace un gran aporte ecológico al disminuir las emisiones de CO2 provenientes
del esfuerzo adicional que deben hacer los vehículos al perder presión
constantemente en las llantas cuando son infladas con aire.
HISTORIA
El nitrógeno (del latín nitrum -i
y éste del griego νίτρον, "nitro" -nombre que históricamente ha sido
usado en forma vaga para referirse a diversos compuestos de sodio y de potasio
que contienen nitrógeno-, y -geno, de la raíz griega γεν-, "generar")
se considera que fue descubierto formalmente por Daniel Rutherford en 1772 al
dar a conocer algunas de sus propiedades. Sin embargo, por la misma época también
se dedicaron a su estudio Scheele que lo aisló, Cavendish, y Priestley.
El nitrógeno es un gas tan inerte
que Lavoisier se refería a él como azote que significa sin vida. Se clasificó
entre los gases permanentes, sobre todo desde que Faraday no consiguiera verlo
líquido a 50 atm y -110 °C, hasta los experimentos de Pictet y Cailletet que en
1877 consiguieron licuarlo.
Los compuestos de nitrógeno ya se
conocían en la Edad Media; así, los alquimistas llamaban aqua fortis al ácido
nítrico y aqua regia a la mezcla de ácido nítrico y clorhídrico, conocida por
su capacidad de disolver el oro.
ABUNDANCIA Y OBSTECION
El nitrógeno es el componente principal de la
atmósfera terrestre y se obtiene para
usos industriales de la destilación del aire líquido. Está presente también en
los restos de animales, por ejemplo el guano, usualmente en la forma de urea,
ácido úrico y compuesto de ambos.
También ocupa el 3% de la
composición elemental del cuerpo humano.
Se han observado compuestos que
contienen nitrógeno en el espacio exterior y el isótopo Nitrógeno-14 se crea en
los procesos de fusión nuclear de las estrellas.
COMPUESTOS
Con el hidrógeno forma el
amoníaco (NH3), los Nitritos(NO2), los Nitratos(HNO3), la hidracina (N2H4) y el
aziduro de hidrógeno (N3H, también conocido como azida de hidrógeno o ácido
hidrazoico). El amoníaco líquido, anfótero como el agua, actúa como una base en
una disolución acuosa, formando iones amonio (NH4+), y se comporta como un
ácido en ausencia de agua, cediendo un protón a una base y dando lugar al anión
amida (NH2). También se conocen largas cadenas y compuestos cíclicos de
nitrógeno, pero son muy inestables.
Con los halógenos forma: NF3,
NF2Cl, NFCl2, NCl3, NBr3.6 NH3, NI3.6 NH3, N2F4, N2F2 , N3F, N3Cl,
N3Br y N3I.
Con el oxígeno forma varios
óxidos que ya hemos nombrado: el nitroso o gas de la risa, el nítrico y el
dióxido de nitrógeno. Son producto de procesos de combustión contribuyendo a la
aparición de episodios contaminantes de smog fotoquímico. Otros óxidos son el
trióxido de dinitrógeno (N2O3) y el pentóxido de dinitrógeno (N2O5), ambos muy
inestables y explosivos.
ROL BIOLÓGICO
El nitrógeno es componente
esencial de los aminoácidos y los ácidos nucleicos, vitales para los seres
vivos. Las legumbres son capaces de absorber el nitrógeno directamente del
aire, siendo éste transformado en amoníaco y luego en nitrato por bacterias que
viven en simbiosis con la planta en sus raíces. El nitrato es posteriormente
utilizado por la planta para formar el grupo amino de los aminoácidos de las
proteínas que finalmente se incorporan a la cadena trófica.
ISOTOPOS
Existen dos isótopos estables del
nitrógeno, N-14 y N-15, siendo el primero el más común sin lugar a dudas De los
diez isótopos que se han sintetizado, uno tiene un periodo de
semidesintegración de nueve minutos (el N-13), y el resto de segundos o menos.
Las reacciones biológicas de
nitrificación y desnitrificación influyen de manera determinante en la dinámica
del nitrógeno en el suelo, casi siempre produciendo un enriquecimiento en N-15
del sustrato.
PRECAUCIONES
Los fertilizantes nitrogenados
son una importante fuente de contaminación del suelo y de las aguas. Los
compuestos que contienen iones de cianuro forman sales extremadamente tóxicas y
son mortales para numerosos animales, entre ellos los mamíferos.
EFECTOS DEL NITRÓGENO SOBRE LA SALUD
Las moléculas de nitrógeno, en
estado natural, se encuentran principalmente en el aire. En el agua y en los
suelos el nitrógeno puede ser encontrado compuesto, en forma de nitratos y
nitritos.
Los humanos han cambiado
radicalmente las proporciones naturales de nitratos y nitritos, mayormente
debido a la aplicación de estiércoles que contienen nitrato. El nitrógeno es
emitido en grandes cantidades por las industrias. A lo largo de la historia, se
nota un incremento de la
Presencia de nitratos y nitritos
en el suelo y en el agua como consecuencia de reacciones que tienen lugar en el
ciclo del nitrógeno. Esto se refleja en un incremento de la concentración de
nitrógeno en las fuentes utilizadas para consumo humano, y por ende también en
el agua potable.
Los nitratos y nitritos son
conocidos por causar varios efectos sobre la salud humana. Estos son los
efectos más comunes:
·
Tiene reacciones con la hemoglobina en la sangre,
causando una disminución en la capacidad de transporte de oxígeno por la
sangre. (nitrito)
·
Provoca la disminución del funcionamiento de la
glándula tiroidea. (nitrato)
·
Ocasiona un bajo almacenamiento de la vitamina
A. (nitrato)
·
Favorece la producción de nitrosaminas, las
cuales son conocidas como una de la más común causa de cáncer. (nitratos y
nitritos)
Desde un punto de vista
metabólico, el óxido de nitrógeno (NO) es mucho más importante que el
nitrógeno. En 1987, Salvador Moncada descubrió que éste era un mensajero vital
del cuerpo para la relajación de los músculos, y hoy se sabe que está
involucrado en el sistema cardiovascular, el sistema inmunitario, el sistema
nervioso central y el sistema nervioso periférico. La enzima que produce el
óxido nítrico, la óxido-nítrico sintasa, es abundante en el cerebro. [cita
requerida]
Aunque el óxido nítrico tiene una
vida relativamente corta, se puede difundir a través de las membranas para
llevar a cabo sus funciones. En 1991, un equipo encabezado por K.–E.Anderson
del hospital universitario de Lund, Suecia, demostró que el óxido nítrico
activa la erección por medio de la relajación del músculo que controla el flujo
de sangre en el pene. La droga Viagra trabaja liberando óxido nítrico para
producir el mismo efecto.
