नायट्रोजन हा डायटॉमिक गॅसच्या स्वरूपात निसर्गात आढळणारा एक रासायनिक घटक आहे, म्हणजे तो दोन नायट्रोजन अणूंनी एकत्र बांधलेला असतो (N₂). नियतकालिक सारणीवरील त्याचे चिन्ह "N" आहे आणि ते पृथ्वीच्या वातावरणाचा मुख्य घटक आहे, जे त्याच्या रचनेच्या अंदाजे 78% आहे. हे आपल्या हवेतील सर्वात मुबलक वायू बनवते. अनेकांना काय माहीत नाही नायट्रोजन गुणधर्म.
म्हणून, नायट्रोजनचे मुख्य गुणधर्म, त्याची वैशिष्ट्ये आणि महत्त्व काय आहेत हे सांगण्यासाठी आम्ही हा लेख समर्पित करणार आहोत.
मुख्य वैशिष्ट्ये
नायट्रोजनचे मूलभूत वैशिष्ट्य म्हणजे त्याचे गंधहीन आणि जडत्व. खोलीच्या तापमानात आणि सामान्य दाबाच्या परिस्थितीत, नायट्रोजन हा रंगहीन आणि चव नसलेला वायू आहे. प्रतिक्रियात्मकतेचा अभाव हे अनेक औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये मौल्यवान बनवते, जसे की थंड करणे आणि अन्न आणि सामग्रीचे संरक्षण. याव्यतिरिक्त, नायट्रोजनमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते नायट्रोजनचे चक्र, सजीवांना या आवश्यक घटकाचा वापर करण्यास तसेच खतांच्या उत्पादनात परवानगी देणे.
जरी नायट्रोजन पृथ्वीवरील जीवनासाठी आवश्यक आहे, तरीही वायुमंडलीय नायट्रोजन त्याच्या वायू स्वरूपात थेट सजीवांना वापरता येत नाही. सजीवांना या घटकाचा लाभ घेण्यासाठी, प्रथम ते विद्रव्य आणि शोषण्यायोग्य नायट्रोजनयुक्त संयुगेमध्ये रूपांतरित केले पाहिजे. नायट्रोजन फिक्सेशन सारख्या प्रक्रियेमुळे हे घडते, जेथे विशिष्ट प्रकारचे जीवाणू आणि वनस्पती वातावरणातील नायट्रोजनचे नायट्रेट्स आणि प्रथिने सारख्या उपयुक्त स्वरूपात रूपांतरित करू शकतात.
औद्योगिक भाषेत, द्रव नायट्रोजनचा वापर विविध शीतकरण अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो, जसे की जैविक नमुने आणि उष्णता संवेदनशील सामग्रीचे क्रायोप्रिझर्वेशन. याव्यतिरिक्त, कृषी उत्पादकता सुधारण्यासाठी आवश्यक असलेल्या खतांसह अनेक रसायनांच्या निर्मितीमध्ये नायट्रोजन हा एक महत्त्वाचा घटक आहे. आणि वनस्पतींची वाढ.
नायट्रोजन गुणधर्म
नायट्रोजनचे भौतिक गुणधर्म
नायट्रोजन हा एक गंधहीन, रंगहीन आणि चव नसलेला वायू आहे जो आपण श्वास घेत असलेल्या हवेचा 78% भाग बनवतो. हे एक नॉनमेटल आहे जे सामान्य दाब आणि तापमानात वायूयुक्त असते. त्याचा वितळण्याचा बिंदू -210°C आणि उत्कलन बिंदू -195,79°C आहे. दुसरीकडे, त्याची घनता १.२५०४६ किलो/चौकोनी मीटर आहे आणि ती वीज किंवा उष्णतेचा चांगला वाहक नाही. याव्यतिरिक्त, हे विचारात घेणे महत्वाचे आहे की रासायनिक बदल तुमच्या राज्यात घडू शकणाऱ्या गोष्टी, त्यांच्या गुणधर्मांसह आणि अनुप्रयोगांसह.
नायट्रोजन समस्थानिक
नायट्रोजनचे स्थिर समस्थानिक 14N आणि 15N आहेत, पहिले समस्थानिक नंतरच्या समस्थानिकांपेक्षा खूपच जास्त प्रमाणात आहे. याव्यतिरिक्त, 12N, 13N, 16N आणि 17N सारखे इतर किरणोत्सर्गी समस्थानिक आढळू शकतात, जे विविध वैज्ञानिक अनुप्रयोगांमध्ये महत्वाचे आहेत.
अणु गुणधर्म
- आण्विक वजन: 14,0067 amu (अणु वस्तुमान एकक)
- अणुक्रमांक: ७
- चिन्ह: एन
- अणु त्रिज्या: 56 pm (पिकोमीटर)
- ऑक्सीकरण स्थिती: -3, +1, +2, +3, +4, +5
नायट्रोजन संचय स्थिती
निसर्गात, नायट्रोजन वायू अवस्थेत असते. तथापि, तापमान आणि दाबातील बदलांमुळे मानव या अवस्थेचे द्रव आणि घन पदार्थांमध्ये रूपांतर करू शकले आहेत. जरी त्याचा सर्वात प्रमुख वापर द्रव स्वरूपात असला तरी, हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की द्रव नायट्रोजनचा वापर केवळ विशिष्ट कारणांसाठी आणि योग्य खबरदारी घेऊन केला पाहिजे. त्याच्या द्रव तापमानात खूप कमीता असल्याने, ते त्वचेला नुकसान पोहोचवू शकते आणि हिमबाधा होऊ शकते. क्रायोप्रिझर्वेशन अनुप्रयोगांमध्ये हे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
ते कसे प्राप्त होते
नायट्रोजन विविध स्त्रोतांकडून मिळू शकतो, परंतु मोठ्या प्रमाणात त्याचे उत्पादन करण्याची सर्वात सामान्य पद्धत म्हणजे हवेतून अंशात्मक ऊर्धपातन प्रक्रियेद्वारे. वातावरणात ऑक्सिजन, आर्गॉन आणि इतर वायूंसह डायटॉमिक गॅस (N₂) स्वरूपात नायट्रोजनचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण असते.
नायट्रोजन मिळविण्याची प्रक्रिया वातावरणातील हवेच्या दाबाने सुरू होते. संकुचित हवा रेफ्रिजरेशन सिस्टमद्वारे थंड केली जाते, ज्यामुळे संक्षेपण आणि द्रव तयार होतो. डिस्टिलेशन टॉवर्सच्या मालिकेद्वारे, द्रव हवा त्याच्या उकळत्या बिंदूंवर आधारित अंशात्मक पृथक्करणातून जाते.
नायट्रोजनचा ऑक्सिजन आणि हवेच्या इतर घटकांपेक्षा कमी उकळत्या बिंदू असल्यामुळे, ते लवकर बाष्पीभवन होते आणि ऊर्धपातन टॉवरच्या शीर्षस्थानी केंद्रित होते. अशाप्रकारे, वायू नायट्रोजन गोळा केला जातो आणि औद्योगिक वापरासाठी आणि विशेष अनुप्रयोगांसाठी संग्रहित केला जातो.
हवेच्या फ्रॅक्शनल डिस्टिलेशन व्यतिरिक्त, कमी प्रमाणात किंवा विशिष्ट परिस्थितीत नायट्रोजन मिळविण्याच्या इतर पद्धती आहेत. उदाहरणार्थ, काही जीवाणू आणि वनस्पती जैविक प्रक्रियांद्वारे वातावरणातील नायट्रोजनचे स्थिरीकरण करू शकतात, जे मातीची सुपीकता आणि कृषी उत्पादकता सुधारण्यासाठी फायदेशीर आहे.
.
निसर्ग आणि मानवांमध्ये नायट्रोजनची कार्ये
नायट्रोजन पर्यावरणासाठी महत्त्वपूर्ण योगदान देते: या घटकाशिवाय, पृथ्वीवरील जीवन शक्य होणार नाही. हा घटक प्रथिने आणि न्यूक्लिक अॅसिड (DNA आणि RNA) चा भाग आहे, म्हणून तो जीवनाच्या आधाराचा भाग आहे.
पृथ्वीच्या वातावरणात वायू नायट्रोजन मुबलक प्रमाणात असला तरी, वनस्पतींना ते अशा प्रकारे शोषून घेण्यात अडचण येते, त्यामुळे ते अमोनियम आयन किंवा नायट्रेट्स म्हणून आत्मसात करतात. म्हणून, काही जीवाणू नायट्रोजनचे रूपांतर वनस्पती शोषू शकतील अशा स्वरूपात करतात जेणेकरून प्राणी वनस्पतींना ते ग्रहण करू शकतील आणि प्रक्रियेद्वारे नायट्रोजन शोषू शकतील. यामुळे ते शेतीसाठी महत्त्वाचे बनते, शिवाय खत उत्पादनातही त्याची भूमिका महत्त्वाची आहे.
दुसऱ्या शब्दांत, जीवाणू नायट्रोजनच्या उपस्थितीशिवाय मातीला वनस्पतींसाठी सुपीक तळामध्ये बदलू शकत नाहीत. म्हणून, नायट्रोजन परिसंस्थेच्या जीवन चक्रात व्यत्यय आणतो असे मानले जाते.
मानवांसाठी नायट्रोजनच्या कार्यांपैकी आम्हाला खालील गोष्टी आढळतात:
- पॅकेज केलेल्या पदार्थांमध्ये संरक्षक म्हणून कारण ऑक्सिडेशन थांबवते.
- बल्बमध्ये नायट्रोजन असतो, जो पूर्वी आर्गॉन वापरला जात होता त्यापेक्षा अधिक सहज उपलब्ध आहे.
- ते स्फोट होऊ नये म्हणून द्रव स्फोटकांमध्ये वापरले जाते.
- ट्रान्झिस्टर किंवा इंटिग्रेटेड सर्किट्स सारखे इलेक्ट्रॉनिक भाग बनवण्यासाठी याचा वापर केला जातो.
- हे जेट इंधनात वापरले जाते कारण ते आगीचे धोके टाळण्यास मदत करते.
- द्रव नायट्रोजन रक्त आणि प्लेटलेट्स टिकवून ठेवण्यास मदत करते.
- हे वापरल्या जाणार्या जवळजवळ सर्व औषधांमध्ये असते (नायट्रस ऑक्साईड ऍनेस्थेटिक म्हणून वापरला जातो).
- हे स्टेनलेस स्टील तयार करण्यासाठी वापरले जाते.
- हे खतांच्या उत्पादनात वापरले जाते आणि इतर रसायने.
त्याचा शरीरावर कसा परिणाम होतो
असे दिसून आले की हे जटिल नायट्रोजन आरोग्यासाठी इतके फायदेशीर नाही. त्याची काही मुख्य कार्ये खालीलप्रमाणे आहेत:
- रक्तातील ऑक्सिजनचा पुरवठा कमी होतो.
- थायरॉईड ग्रंथीचे कार्य मंदावते.
- हे व्हिटॅमिन ए शरीरात योग्यरित्या ठीक होऊ देत नाही.
- हे नायट्रोसामाइन्स नावाच्या पदार्थांच्या उत्पादनास प्रोत्साहन देते, ज्यामुळे पेशींमध्ये उत्परिवर्तन होते (कर्करोग).
