A nitrogén

 


Előfordulása

Földkéreg 20 ppm; óceán 16 ppm; atmoszféra 75,53 %.

Az élő szervezetek negyedik leggyakoribb eleme a nitrogén.

Mi lehet ennek az oka?

1. Kellően stabil.

2. Relatíve nagy mennyiségben fordul elő az Univerzumban és a Földön ahhoz, hogy nagy valószínűséggel vegyületeket hozzon létre az élet szempontjából fontos hidrogénnel, oxigénnel és szénnel.

3. A HxOyCz általános képletű biopolimerhez képest HxOyCz Nq általános képletű molekula új tulajdonságok hordozója lehet. Ez a tulajdonság az anyag- és az energia- forgalom szabályozása, katalizálása. Megjegyzendő, hogy ezen tulajdonság kialakításában a nitrogénnek nem kizárólagos a szerepe.

 
 

 

 

Részlet az előadásból

(A képre kattintva a dia megnyitható és az egérgombokkal vagy a kurzormozgató nyilakkal a képek, ábrák folyamatosan behívhatók, illetve, ha szükséges, ezekkel az ábrán belül vissza is lehet lépni.

 

A nitrogén körforgása

A nitrogén környezeti kémiájában a redoxi folyamatok játszanak fontos szerepet, amelyekben oxidációs száma -3 és +5 között változhat (76.ábra). A N2 stabil molekula, ezért kémiai reakcióba nehezen vihető, így közvetlenül, csak néhány élőlény számára elérhető.

76.ábra.  A nitrogén biogeokémiai körforgása

Részlet az előadásból

(A képre kattintva a dia megnyitható és az egérgombokkal vagy a kurzormozgató nyilakkal a képek, ábrák folyamatosan behívhatók, illetve, ha szükséges, ezekkel az ábrán belül vissza is lehet lépni.


 

A nitrogénciklus folyamataiban a mikroorganizmusoknak kiemelkedő jelentősége van, a N2 ® NH3 ®  NO2- ®  NO3- ®     aminosavak  ®  protein átalakulási sorban.

Ilyen organizmusok lehetnek :

        - Kék-zöld alga (anabaena, nostoc),

        - Szimbiotikus baktérium (rhizobium).

 

 

 

 

 

Részlet az előadásból

(A képre kattintva a dia megnyitható és az egérgombokkal vagy a kurzormozgató nyilakkal a képek, ábrák folyamatosan behívhatók, illetve, ha szükséges, ezekkel az ábrán belül vissza is lehet lépni.

Szervetlen, természeti (nem ember által irányított) folyamat során N2-ből nem képződik ammónia, ezért a nitrogénfixálás és a denitrifikáció, a nitrogén körforgásának meghatározó lépései.

A mikroorganizmusok a szén- és a nitrogénciklus összekapcsolódásával a napenergia indirekt felhasználásával képesek a nitrogén fixálására.

        N2 + 8H+ + 6e- ®  2 NH4+
        CH2O + H2O ®  CO2 + 4 H+ + 4e-
        CH2O + H2O + N2 + 4 H+ + 2 e- ®  CO2 + 2NH4+
        3CH2O + 3H2O + 2N2 +4H+ ®  3CO2 + 4NH4+

 

A nitrogén körforgásának kémiája

Az atmoszférában lejátszódó reakciók

                N2 + O2 ®  2NO
                N2 + 2O2 ® 2NO2

A képződött HNO3 szabad sav formájában vagy NH3-val reagálva NH4 NO3-ként kerülhet az esővízbe.

                HC + N2  ®  HCN + N

                                                                   + 'O', O2 ® NOx
                HC + N®  2 CN

Olyan vegyületeket eredményez, amelyek szerepet játszanak a füstköd kialakulásában.

Ezekben a reakciókban karcinogén hatású nitrózaminok (R2-N-NO) keletkezhetnek.

Az atmoszférán kívül lejátszódó folyamatok

1. Hidroszféra

2. Pedoszféra

3. Bioszféra

1 mol N2 redukálásához annyi energia szükséges, mint amennyi akkor szabadul fel, amikor 3 mol O2 oxidálja a glükózt.

Mikroorganizmusok által kontrollált főbb folyamatok:

4. Technoszféra

Az "antropogén nitrogénfixálás" 20-30 %-a teljes megkötött N2-mennyiségnek.

            N2 +3 H2      kat. ®   2 NH3
            CO2 + 2 NH3 = CO(NH2)2 + H2O

 

További információ:

Az ammónia
http://www.kemtech.net/tkurzus/07_szervetlen/Ammonia/ammonia.htm

 

Az emberi tevékenység hatása a nitrogén körforgására

Nitrogén-oxid források

 

FORRÁS

RELATÍV MENNYISÉG (%)

   Fosszilis tüzelőanyagok égése
   Biomassza égése
   Villámlás
   Sztratoszférikus folyamatok
   Ammónia oxidációja
   Talaj kibocsátás

    35-40
    27-40
 7-8
 3-4
   1,5-5
 5-8

32. táblázat. Globális NOx emisszió forrásai
 

 

A NOx káros hatásai

77.ábra. Az NO2 (CO2, SO2) átalakulása a légkörben

 

 

 78.ábra. A Los Angeles típusú füstköd kialakulása

Részlet az előadásból

(A képre kattintva a dia megnyitható és az egérgombokkal vagy a kurzormozgató nyilakkal a képek, ábrák folyamatosan behívhatók, illetve, ha szükséges, ezekkel az ábrán belül vissza is lehet lépni.

 

A NOx egészségkárosító hatásai

 

Ajánlott Web oldalak: