Учебник для 7 класса

ХИМИЯ

Азот

Азот открыл шотландский ученый Даниэль Резерфорд в 1772 г. Он опубликовал диссертацию «О так называемом фиксируемом и мефитическом¹ воздухе», в которой описал опыт по получению неизвестного газа и некоторые его свойства. Эксперимент состоял в сжигании фосфора под стеклянным колпаком, в результате чего наряду с оксидом фосфора оставался неопознанный газ, который не поддерживал процессы горения и дыхания (рис. 114).

Рис. 114.
Азот не поддерживает горение

Название «азот» (т. е. безжизненный: от греч. а — отрицательная приставка и zoe — жизнь) предложил французский химик А. Лавуазье и позаимствовал его из лексикона алхимиков. Знатоки утверждают, что ключом к расшифровке слова «азот» служит заключительная фраза из Апокалипсиса: «Я есть омега, начало и конец, первый и последний». В средние века особо почитались три языка: латинский, греческий и древнееврейский. И слово «азот» алхимики составили из первой буквы «а» (а, альфа, алеф) и последних букв этих трех алфавитов: «зет», «омега» и «тов».

Таким образом, это таинственное синтетическое слово означало «начало и конец всех начал». Такое название, по мнению Лавуазье, должно было подчеркнуть свойства газообразного азота, который непригоден для дыхания и не поддерживает горение. Однако быстро выяснилось, что «безжизненный» азот — это один из главных элементов жизни. Без участия соединений азота невозможно существование ни растений, ни животных. В живых организмах азот входит в состав таких важнейших органических веществ, как белки и нуклеиновые кислоты. В свою очередь, белки — это те вещества, из которых построено все живое на Земле, а нуклеиновые горение кислоты — это соединения, которые определяют наследственные признаки живых организмов.

Соотечественник Лавуазье химик Ж. Шапталь в 1790 г. предложил переименовать азот в «нитпроген» (образующий селитру). Это название используется во многих европейских странах, в частности в Англии и Франции. От этого слова произошли названия многих соединений азота. В России ни один элемент не имел в XVIII—XIX вв. столько многочисленных названий, как азот: нечистый гас, удушливый гас, огорюченный воздух, селитрород, гнилотвор, смертельный гас, нитроген и т. д. Однако именно название «азот» закрепилось в российской химической литературе.

Низкая химическая активность азота как простого вещества объясняется строением его молекулы. Она состоит из двух атомов и является очень прочной. Азот вступает в химические реакции только тогда, когда разрушается его молекула. Однако даже при 3300 °С только одна молекула азота из тысячи распадается на атомы. Поэтому свободный азот так инертен в обычных условиях.

Химическая инертность азота имеет свои плюсы и минусы. Представьте себе, как изменилась бы природа, не будь атмосферный азот столь инертен: Землю залили бы потоки азотной кислоты, в воздухе не осталось бы кислорода. Если бы кислород воздуха не был «разбавлен» азотом, все живое было бы обречено на гибель: длительное вдыхание чистого кислорода при атмосферном давлении не менее губительно, чем его отсутствие.

Тем не менее связанный азот, т. е. азот в виде соединений, очень необходим растениям.

В круговороте азота в природе решающую роль играют живые организмы. Особые бактерии, живущие на корнях бобовых растений, например люпина (рис. 115), клевера (рис. 116), гороха и др., связывают атмосферный азот, превращая его в минеральные соли. Эти соли усваиваются растительными организмами. Современное сельское хозяйство невозможно без азотных удобрений.

Рис. 115. Люпин
Рис. 116. Клевер

Огромные количества азота в промышленности получают разделением воздуха. Больше 75% азота используют для синтеза аммиака, который служит исходным веществом в производстве удобрений, азотной кислоты, красителей, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ. Газообразный азот применяется для создания инертной атмосферы при получении синтетических волокон, чистых металлов и сплавов. Жидкий азот нужен для создания низких температур (см. рис. 91).

Выдающиеся произведения живописи хранят в герметичных футлярах, заполненных азотом, чтобы предохранить краски полотен от влаги и химически активных компонентов воздуха.