Азот относится к 15-й группе (по старой классификации – к главной подгруппе 5-ой группы), 2-го периода под 7 атомным номером в периодической системе химических элементов и обозначен символом N. Молярная масса азота равна 14 кг/моль.
Азот как простое вещество представляет собой в нормальных условиях инертный двухатомный газ, не имеющий ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Из этого газа частично состоит атмосфера Земли. Молекулярная масса азота равна 28. Слово «азот» в переводе с греческого языка означает «безжизненный».
В природе молекулы газа состоят из стабильных изотопов, в которых молярная масса азота составляет 14кг/моль (99.635%) и 15кг/моль (0.365%). За пределами земной атмосферы он обнаружен в составе газовых туманностей, в атмосфере Солнца, межзвездном пространстве, на планетах Нептун, Уран и так далее. Он является четвертым в Солнечной системе по распространению после таких элементов, как водород, гелий, кислород. Искусственно получены радиоактивные изотопы, в которых молярная масса азота – от 10кг/моль и до 13кг/моль, а также от 16кг/моль и до 25кг/моль. Они все относятся к короткоживущим элементам. Самый стабильный из изотопов, в котором молярная масса азота составляет 13кг/моль, имеет десятиминутный период полураспада.
Биологическая роль этого газа огромна, ведь он является одним из основных элементов, из которых складываются нуклеиновые кислоты, белки, нуклеопротеиды, хлорофилл, гемоглобин и другие важные вещества. Оба стабильных изотопа и молярная масса азота в 14кг/моль и в 15кг/моль участвует в азотном обмене. По этой причине колоссальное количество связанного азота содержат живые организмы, «мертвая» органика и дисперсное вещество океанов и морей. А в дальнейшем, как результат процессов разложения и гниения органики, содержащей азот, образовываются залежи азотсодержащей органики такой, как, например, селитра.
Азот из атмосферы способны связать и превратить в усваиваемые формы, например, соединения аммония, около 160 видов микроорганизмов, в основном состоящие в симбиотической связи с высшими растениями, обеспечивая их азотными удобрениями, и дальше по пищевой цепочке попадает к травоядным организмам и хищникам.
В лабораторных условиях азот получают при помощи реакции разложения аммония нитрита. В результате получают смесь газа с аммиаком, кислорода и оксида азота (I). Его очистку производят, пропуская полученную смесь вначале через раствор серной кислоты, потом сульфата железа (II), а потом над раскаленной медью. Другой способ получения его в лаборатории заключается в пропускании над оксидом меди (II) аммиака при температуре около 700 градусов Цельсия.
В промышленных масштабах азот получают, пропуская воздух над раскаленным коксом, но образуется не чистый продукт, а опять-таки смесь, но уже с благородными газами и углекислым газом, так называемый «воздушный» или «генераторный» газ. Он является сырьем для химического синтеза и топливом. Также из «генераторного» газа можно выделять азот, для этого проводят поглощение оксида углерода. Второй способ получения азота в промышленности – фракционная перегонка жидкого воздуха.
Есть также такие методы, как мембранное и адсорбционное газоразделение. Возможно получение атомарного азота, он намного активнее, чем молекулярный, способен, к примеру, реагировать при обычных условиях с фосфором, серой, мышьяком, металлами. Азотные соединения широко применяются в промышленности, из них делают удобрения, взрывчатку, медикаменты, красители и так далее. В нефтехимической промышленности им продувают трубопроводы, проверяют их работу под давлением. В горнодобывающем комплексе с его помощью создают внутри шахт взрывобезопасную среду, распирают им пласты породы. В электронике им обдувают сборки, в которых недопустимо малейшее окисление кислородом, который содержится в воздухе.
