Historia del descubrimiento
Nitrogenium (nitrógeno) (N), 7
| Aspecto exterior de la sustancia simple |
El nitrógeno líquido a las condiciones normales representa un gas sin color, sabor y olor. |
| Propiedades del átomo |
| Nombre, símbolo, número: |
| Masa atómica (masa molar) | 14,00674 u. m. a. (g/molécula) |
| Configuración electrónica | [He] 2s2 2p3 |
| Radio del átomo | 92 pm |
| Propiedades químicas |
| Radio covalente | 75 pm |
| Radio del iono | 13 (+5e) 171 (-3e) pm |
| Electronegatividad | 33,04 (escala de Pauling) |
| Grados de oxidación | 5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, −3 |
| Energía de ionización (primer electrón) | 1401,5 (14,53) kJ/mol (eV) |
| Propiedades termodinámicas de la sustancia simple |
| Densidad (a las condiciones normales) | 0,808 g/cm3 (−195,8 °C); a las condiciones normales 0,001251 g/cm3 |
| Calor de fusión | 29,125(N2) 0,720 J/(K mol) |
| Temperatura de ebullición | 77,4 K |
| Calor de evaporación | 0,904 kJ/mol |
| Capacidad calorífica molar | 29,125(gas N2) J/(K mol) |
| Volumen molar | 17,3 cm3/mol |
| Red cristalina de la sustancia simple |
| Estructura de la red | cúbica |
| Parámetros de la red | 5,661 Å |
| Otras características |
| Termoconductividad | (300 K) 0,026 W/(m К) |
En 1772 Henry Cavendish realizó un ensayo siguiente: pasaba muchas veces el aire sobre el carbón muy caliente, tratándolo luego con álcali, como resultado de lo cual obtuvo un resto denominado por Cavendish como aire sofocante (o mefítico). A partir de las posiciones de la química moderna está claro que en la reacción con el carbón muy caliente el oxígeno se transformaba en el gas carbónico, el cual luego se absorbía con álcali. En este caso, el resto del gas principalmente representaba el nitrógeno. Así, Cavendish desprendió el nitrógeno, pero no podía entender que era una sustancia simple nueva (elemento químico). El mismo año Cavendish comunicó de este ensayo a Joseph Priestley.
Priestley en aquel tiempo realizaba una serie de experimentos, en los cuales también fijaba el oxígeno del aire y eliminaba el gas carbónico obtenido, es decir, también obtenía el nitrógeno, sin embargo, estando el partidario de la teoría de flogisto que dominaba en aquella época, interpretó muy incorrectamente los resultados obtenidos (según su opinión, el proceso fue contrario, i.e. no era el oxígeno que se eliminaba de la mezcla de gas, sino como resultado de la calcinación el aire se saturaba por el flogisto; él denominaba el aire remanente (nitrógeno) como un flogisto saturado, i.e. «flogistonizadio». Es evidente que Priestley a pesar de que podía desprender el nitrógeno, no podía entender la esencia de su descubrimiento, por tanto no se consideraba como un descubridor del nitrógeno.
Simultáneamente, los experimentos parecidos con el mismo resultado realizaba también Karl Scheele.
En 1772 el nitrógeno (bajo el nombre del «aire estropeado») como una sustancia simple fue descrito por Daniel Rutherford, el cual publicó la tesis Magisterio en Ciencias, donde indicó las propiedades principales del nitrógeno (no reacciona con los álcalis, no soporta la combustión, no es idóneo para la respiración). Es Daniel Rutherford quien se considera el descubridor del nitrógeno. Sin embargo, Rutherford fue también el partidario de la teoría del flogisto, por tanto tampoco podía entender lo desprendido por él. Así que es imposible determinar exactamente el descubridor del nitrógeno.
Ulteriormente, el nitrógeno fue estudiado por Henry Cavendish (es interesante el hecho de que él pudo fijar el nitrógeno con el oxígeno por medio de las descargas de la corriente eléctrica, y después de la absorbencia de los óxidos de nitrógeno en el residuo obtuvo una cantidad pequeña del gas absolutamente inerte, a pesar de que lo mismo como en el caso del nitrógeno no pudo entender que fue desprendido un elemento nuevo, o sea el gas inerte, argón).
Empleo principal
Industria química y petroquímica
El nitrógeno se utiliza para crear un medio inerte para evitar la interacción de las sustancias químicas con el oxígeno, para garantizar la seguridad del proceso tecnológico. El nitrógeno se empleará durante el transporte de los productos químicos, así como durante la producción del amoniaco. El nitrógeno puede ser utilizado también para soplar los recipientes tecnológicos y tuberías, secar y regenerar el catalizador.
Industria petrolera y de gas
El nitrógeno se utilizará durante la extracción del petróleo y de gas para mantener la presión en el interior del estrato y aumentar la extracción del producto. Este gas inerte se utilizará ampliamente para crear la almohada inerte con el fin de garantizar la seguridad antidetonante y contra incendio en los recipientes tecnológicos, así como durante los trabajos de carga y descarga.
El nitrógeno se utilizará para mantener una presión definida en los recipientes con el petróleo y gas, para limpiar los recipientes tecnológicos en gasoductos y obras destinadas para almacenar el gas natural licuado, para soplar las tuberías.
Metalurgia
El nitrógeno se utilizará para proteger los metales ferrosos y no ferrosos durante el recocido. Se empleará en los procesos del temple neutro, recocido con la remoción de la tensión, cementación, cianuración, soldadura con fundente duro, aglomeración con metal en polvo, enfriamiento de la matriz de extrusión.
Farmacia
El nitrógeno se utilizará para proteger los recipientes, para almacenar la materia prima y mercancías, para transportar los productos químicos y embalar los preparados medicamentosos.
Electrónica
Prevención de la oxidación durante la producción de los semiconductores y circuitos eléctricos, soplado y limpieza — empleos principales del nitrógeno en la industria electrónica.
Industria vidriera
Por medio del nitrogeno en esta esfera se enfriaran los electrodos del horno del arco electrico.Ademas, se utilizara para proteger contra la oxidacion durante la produccion y baja de la temperatura del aire.
Tratamiento de los desechos
Utilización principal — transporte de los desechos y recubrimiento de los silos con nitrógeno.
