Lämmastik (0)

Sisejuhatus

Mis on Lämmastik ? 2
Aatomi ja molekuli ehitus 2
Lämmastiku kasutamine 2
Lämmastik looduses 3
Füüsikalised omadused ja lämmastiku saamine 3
Keemilised omadused 4
Reageerib lämmastik 4
Tähtsamad lämmastiku ühendid 4
Viited 4

Mis on Lämmastik?

Lämmastik (tähis N) on keemiline element järjenumbriga 7. Lämmastik on tavatingimustes lõhnatu , värvitu ja maitsetu gaas , mis moodustab Maa atmosfäärist mahult 78,09% (massilt 75,51%). Lämmastik on universumis esinemissageduselt 6. element ning maakoores 32. element. Lämmastik on mittemetall ning esineb looduses keemiliselt väga püsivate kaheaatomiliste lihtaine molekulidena.

Aatomi ja molekuli ehitus

N: +7| 2) 5)
Lämmastiku aatomnumber on 7, ta kuulub perioodilisustabeli VA rühma elementide hulka, asudes 2. perioodis. Lämmastiku aatomis on 7 prootonit, 7 elektroni ja 7 neutronit. Lämmastiku aatomi väliskihis on viis elektroni ning lämmastiku aatomid võivad elektrone nii liita kui ka loovutada. Seetõttu on lämmastiku oksüdatsiooniaste ühendites –3 kuni +5. Lämmastiku aatommass on 14,0067.
Molekulide suure püsivuse tõttu on lämmastik keemiliselt väheaktiivne ja toatemperatuuril teiste ainetega praktiliselt ei reageeri. Kõrgel temperatuuril nõrgenevad lämmastiku aatomite vahelised sidemed ja lämmastik muutub keemiliselt mõnevõrra aktiivsemaks.Lämmastiku molekuli läbimõõt nanomeetrites on 0,32.

Lämmastiku kasutamine

Lämmastikku kasutatakse ammoniaagi tootmiseks, inertse keskkonna loomiseks (nt. kergesti süttivate ainete , puhaste metallide ja sulamite töötlemisel). Ammoniaak on omakorda lämmastikhappe, väetiste, ravimite, lõhke- ja värvainete tootmise lähteaine.
Lõhkeainete tootmiseks vajaliku lämmastikhappe efektiivse saamismeetodi leidmise vajadus andis Venemaal eriti teravalt tunda Esimeses maailmasõja ajal salpeetri raske saamise tõttu Tšiilist. Salpeeter oli lähtematerjaliks lämmastikhappe saamisel juba alkeemikute poolt väljatöötatud meetodil.
Vaba lämmastiku kasutamine on piiratud. Teda kasutatakse elektrilampide täitmisel. Meditsiinis kasutatakse puhast lämmastikku kopsude rõhu alla panemiseks mõnede kopsutuberkuloosi vormide puhul.

Lämmastik looduses

Lämmastik on õhu peamine koostisosa , õhus on lämmastikku ligikaudu 78% ja 21 % hapnikku. Õhulämmastikust tekivad looduses lämmastikühendid põhiliselt kahel viisil. Äikese ajal tekkiv NO oksüdeerub ja muutub õhuniiskuse ja -hapniku toimel lämmastikhappeks. Tekkinud lämmastikhape satub koos vihmadega mulda, moodustades nitraate. Lämmastikühendid viiakse mulda väetistena, taimed omastavad lämmastikku nitraatidena ja kasutavad neid valkude jt. ühendite sünteesil.Kui pinnast ühekülgselt või liigselt lämmastikuühenditega väetatakse, ei jõua taimed neid omastada. Ühendid kuhjuvad sel juhul taimedesse, sealt sattuvad need toiduga loomade ja inimeste organismidesse ning võivad põhjustada ohtlikke tervisehäireid.Üleväetamisega võib kaasneda ka veekogude saastumine nitraatidega. Mitmetes tööstusprotsessides ja ka autode heitegaasi koostises paisatakse õhku suurtes kogustes lämmastikoksiide, suurendades happevihmade kahjulikku mõju. Lämmastik on ka oluline bioelement , ta kuulub valkude, amino- ja nukleiinhapete koostisesse. Inimeses on lämmastikku 1800 g / 70 kg kohta.

Füüsikalised omadused ja lämmastiku saamine

Lämmastik on maitseta, lõhnata, värvuseta gaas. Ta on vees vähe lahustuv (lahustub veidi vähem kui hapnik). Ta on õhust veidi kergem. Tema tihedus(kg/m3) on 1,251. Lämmastikku soojusjuhtivus (W/(m*K) on 0,0237. Lämmastiku sulamis temperatuur on – 210 oC ja keemistemperatuur on –196oC, mis on veidi madalam kui hapnikul (-183 oC).
Laboratoorselt saadakse eelkõige ammooniumnitriti NH4NO2 kuumutamisel:
NH4NO2 => N2­ +2H2O

Keemilised omadused

Lämmastik on väga püsiv, sest molekulis on tal aatomite vahel tugev kolmikside NºN , mistõttu ta on keemiliselt väheaktiivne.Lämmastik reageerib kõrgel temperatuuril, mil side laguneb (~ 1500OC). Väga kõrgel temperatuuril(üle 3000 OC)

Reageerib lämmastik

• hapnikuga: N2 + O2 => oksiid: N2 + O2 => 2NO
  
• vesinikuga : N2 + H2 => ammoniaak: N2 + 3H2 => 2NH3
  
• metallidega: N2 + metall => nitriid: N2 + 3Ca => Ca3N2
  

Lämmastik ei põle ega soodusta põlemist.  

Tähtsamad lämmastiku ühendid

• N2O – dilämmastikoksiid (naerugaas)
  
• NO – lämmastikoksiid
  
• N2O3 – dilämmastiktrioksiid
  
• NO2 – lämmastikdioksiid
  
• N2O5 – dilämmastikpentaoksiid
  
• NO ja NO2 kasutatakse lämmastikhappe saamiseks
  
• NH+4Cl- – ammooniumkloriid
  
• NH+4NO-3 – ammooniumnitraat
  
• (NH+4)2SO2-4 – ammooniumsulfaat
  
• (NH+4)3PO3-4 – ammoonimniufosfaat
  

Viited

http://www.miksike.ee/documents/main/lisa/8klass/4teema/loodus/lammastik.html
4