Typpi

Monet metalliatsidit ovat olemassa. Useita synteettisiä reittejä on mahdollista:

Metallin ja typen välinen reaktio kuumana

Reaktio metallin ja ammoniakin välillä korkeassa lämpötilassa

Amidien hajoaminen

Siirtoreaktiot

Käyttö ja käyttö

Dinitraatti

Nykyään kaasumaista tai typpityppiä saadaan yleensä nesteyttämällä ilmaa , josta se on tärkein ainesosa pitoisuutena 78,06 tilavuusprosenttia ja 75,5 painoprosenttia. Maailman tuotanto on noin 150 miljoonaa tonnia vuodessa.

Erityisesti dityppikaasulla itsessään on seuraavat sovellukset:

• Elintarvikkeiden pakkaus ( MAP ): suojakaasutuslaite pakattujen elintarvikkeiden lisää niiden säilyvyys korvaamalla ympäröivän ilman (joka sisältää happea) typellä (puhtaus 95-99,5%) * kaasu "neutraali” , jota käytetään suojaamaan (ansiosta kokoonpanoa rajoittuu inertissä ilmakehässä ) tuotteet, esineet tai astiat (esim. säiliöt) teollisuudessa, museoissa tai muissa paikoissa: suoja korroosiolta, hyönteisiltä, ​​sieniltä ...
• Biologiassa nestemäistä typpeä käytetään väliaineena solujen pakastamiseen ja kudosten manuaaliseen jauhamiseen DNA: n tai proteiinien uuttamisen aikana.
• Kaasu, jota käytetään mietona torjunta-aineena puumatojen tai tiettyjen organismien (esim. Pieni puumato ) eliminoimiseksi tukehtumisella, jotka ovat kolonisoineet hauraita vanhoja esineitä (kehykset, veistokset ja puuesineet, incunabula, pergamentit, kaiverrukset jne.);
• Inflaatio kaasu väsy . Vaikka ilma sisältää jo 78% typpeä ( tarkemmin sanottuna dityppi ), jotkut ilmailun tai esimerkiksi Formula 1: n ammattilaiset lisäävät tätä osuutta ja täyttävät renkaat typellä melkein puhtaana. Tämä kaasu, jonka ominaisuus on olla inertti ja vakaa, ylläpitää tasaisempaa painetta myös renkaan voimakkaassa kuumenemisessa . Tämän menetelmän käyttöönotosta yksityisajoneuvoissa on myös kiistaa . Todellakin, niihin kohdistuu paljon vähemmän rasituksia, mikä tekee eron ilman kanssa vähemmän havaittavaksi. Toisaalta inflaatiosta tulee veloitettavaa, ja sitä arvostellaan usein perusteettoman hinnan vuoksi (ilmalla tapahtuva inflaatio on usein ilmaista ja sitä pidetään tyydyttävänä). Niiden, jotka sitä käyttävät, pitäisi periaatteessa säätää inflaatiota harvemmin, mutta heidän tulisi silti tarkistaa paineet säännöllisesti.
• Kaasu, joka on hyödyllinen hydrauliakkujen täyttämiseen, koska se on passiivinen öljyjä kohtaan.
• Mekaaninen rakenne: Monet modernit leikkauskoneet toimivat lasersäteellä, joka vaatii typpeä käyttökaasuna tai inerttikaasuna.
• Palontorjunta-aine: seostettu 50-prosenttisella argonilla ja joskus hiilidioksidilla , sitä on tietyissä automaattisissa kaasusammutuslaitteistoissa, jotka suojaavat tietokonehuoneita tai tiettyjä varastoja, joita ei saa vahingoittaa tulipalo, jauhe tai vesi. Noin 200 baarin paineessa säilytettynä metallipulloissa se päästetään huoneeseen, jossa on havaittu tulipalon syttyminen . Ruiskutetun typen määrä korvaa osan huoneen ilmakehästä ja aiheuttaa ilman happipitoisuuden laskun. Hapettimen yleisesti pidetty 15 prosentin pitoisuus keskeyttää palamisen ilmiön ilman tappavaa vaikutusta ihmisen hengitykseen.
• Metallurgia: Typpi ruiskutetaan säännöllisesti uuneihin erittäin hapettavien metallien (esim. Alumiinin ja sen seosten) tuottamiseksi estämään sen reagoimasta ilmassa olevan hapen kanssa. Sitä käytetään myös korroosion estämiseen juottamisen aikana (esim. Kuparijuotos).
• Nestemäinen typpi: kylmäaine.

Typpillä, toisin kuin halogenoiduilla kemiallisilla inhibiittorikaasuilla ja CFC-yhdisteillä, ei ole a priori mitään haitallisia vaikutuksia ympäristöön (ei vaikutusta kasvihuoneilmiöön tai otsonikerrokseen ). Mutta se vaatii suuria säiliöitä, sopivia putkia ja rakentavia toimenpiteitä selviytyäkseen äkillisestä laajenemisesta, joka vastaa 40-50% suojatusta tilavuudesta.

Dinityppikaasun vaara: ditypen käyttö rajoitettujen inerttien ilmakehien luomiseksi on useita tukehtumiskuolemia, kun henkilö astuu tajuamatta sitä inertissä kotelossa; on välttämätöntä varmistaa riittävän määrän hapen esiintyminen tällaisissa ahtaissa tiloissa ennen sisäänmenoa tai varustaa itsenäinen hengityslaite.

Sukelluksessa paineen alla hengitetyn ilman sisältämä typpi on narkoosin ilmiön lähtökohta. Se on havaittavissa herkimmille ihmisille PpN2 = 3,2 baaria (eli 30 metriä merenpinnan ilman sukellusta varten) ja yleisemmin 40-60 metrin alueella. Siitä tulee "myrkyllistä" organismille PpN2 = 5,6 baarista (eli 60 metriä merenpinnan ilmassa sukeltamisen yhteydessä). Tästä syystä laitesukellus on rajoitettu 60 metriin Ranskassa.

Typpi on myös ainoa elementti, joka määrittää paineen pysähdysten keston ja syvyyden ilmasukelluksessa .

Typpiyhdisteiden käyttö

Paradoksaalista kyllä, kemiallinen alkuaine "typpi" on nimestään huolimatta ( hiilen , hapen ja vedyn ohella ) yksi elollisten ja ekosysteemien sekä agrosysteemien pääkomponenteista . Se on osa proteiinien koostumusta (noin 15%). Typpi on läsnä monissa kemikaaleissa, mukaan lukien tietyt ns. ”Substituoidut urea” -torjunta-aineet .

Typpiä on käytetty ja käytetään edelleen luonnollisena lannoitteena eläinten (tai ihmisten) ureassa ja guanossa (kuivien lintujen tai lepakoiden ulosteet ), etenkin Chilessä , Perussa , Intiassa , Boliviassa , Espanjassa , Italiassa ja Venäjällä . Niter (luonnollinen mineraali nitraatti) kerran korjattu tuottaa ruuti .

Nykyään sen yhdisteet tuotetaan pääasiassa teollisesti kemiallisella synteesillä moniin käyttötarkoituksiin, mukaan lukien:

• maatalouden lannoitteet ( lannoitteet ); kasvit absorboivat ammoniumsuoloja, jotka sitten pakotetaan imemään enemmän vettä (osmoottinen tasapaino). Nämä suolat pakottavat kasvin kasvamaan suuremmaksi. Jos muita mineraaleja on riittävästi (erityisesti fosforia, kaliumia), tämä typpi lisää viljeltyjen kasvien kasvua. Typen tästä syystä käytetty nitraatti ja ammonium , NH 4 NO 3 , ja ammoniumsulfaattia , (NH 4 ) 2 SO 4 , alkaen monoammoniumfosfaatti , NH 4 H 2 PO 4 , tai ureaa, CO (NH 2 ) 2 . Se on nykyään pääasiallinen typen käyttö maailmassa, joka on vastuussa myös ympäristön (pohjavesi, suistoalueet, tietyt rannikot) yleisestä pilaantumisesta ( rehevöityminen , dystrofikaatio ), ja valtamerissä esiintyy suuria kuolleita vyöhykkeitä . YK ).
• farmaseuttiset tuotteet:
  • tiettyjä orgaanisia nitroyhdisteitä, kuten nitroglyseriiniä , käytetään tiettyjen sydän- ja verisuonitautien hoitoon;
  • typpioksiduulin (ilokaasu) käytetään anestesia  ;
• ammoniakki NH 3 , jota käytetään raaka-aineena polymeerien , räjähteiden, lannoitteita, tai jäähdytysaineena tietyissä teollisuuslaitoksissa;
• polttoaineet ( hydratsiini ja muut johdannaiset rakettipolttoaineina);
• räjähteet (orgaaniset kemikaalit, joissa on useita -ONO 2 -ryhmiätai -NO 2 : dynamiitti );
• ponneaineet aerosolipurkkeihin (N 2 O) tai ilmaharjoihin;
• säilöntäainetta ( natriumnitriitti , NaNO 2, numerolla E E250);
• natriumatsidi , jota käytetään turvatyynyjen täyttämiseen välittömästi (esimerkiksi autossa) törmäyksen sattuessa.

Typpitasapaino

Ravinnon typen pääasiallinen lähde löytyy aminohapoista . Ainoat organismit, jotka pystyvät käyttämään ilmakehän typpeä, ovat bakteereja. Typpitasapaino on ainoa tunnettu tapa mitata typpeä ei-invasiivisesti . Esimerkiksi geologiassa kiviä säteilytetään tiettyjen alkuaineiden, kuten typen, atomipitoisuuden kvantifioimiseksi. Tämä ei ole toistettavissa ihmisillä eettisistä syistä.

Typpitasapaino lasketaan typen syöttöjen ja häviöiden perusteella.

Käytännössä typpitasapaino arvioidaan urean erittymisen kautta virtsaan kahden kaavan mukaisesti:

• kaava Lee ja Hartley
• kaava MacKenzie

Huomautuksia ja viitteitä

Huomautuksia

1. Eri kaasujen tarkat osuudet ilmakehässä ovat kuivassa ilmassa, koska vesihöyryn osuus on merkittävä, mutta hyvin vaihteleva.

Viitteet

1. (en) David R. Lide, CRC: n kemian ja fysiikan käsikirja , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  Sivumäärä , Kovakantinen ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
2. (in) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia ja Santiago Barragan Alvarez , "  Covalent radius revisited  " , Dalton Transactions ,2008, s.  2832 - 2838 ( DOI  10,1039 / b801115j )
3. Paul Arnaud, Brigitte JAMART Jacques Bodiguel Nicolas Brosse, Orgaaninen kemia 1 st kierto / lisenssi, PCEM, apteekki, Kurssit, MCQ ja sovelluksia , Dunod,8. heinäkuuta 2004, 710  Sivumäärä , Pehmeäkantinen ( ISBN  2100070355 )
4. "Atomien ja atomi-ionien ionisointienergiat", julkaisussa CRC Handbook of Chemistry and Physics, 91. painos (Internet-versio 2011), WM Haynes, toim., CRC Press / Taylor ja Francis, Boca Raton, FL, P. 10-203
5. Merkintä "typpi" IFA: n (saksalainen työturvallisuudesta ja työterveydestä vastaava elin) kemikaalitietokantaan GESTIS ( saksa , englanti ), käytetty 22. elokuuta 2018 (vaaditaan JavaScriptiä)
6. Paul Depovere, Elementtien jaksollinen taulukko . Maailmankaikkeuden perusihme , De Boeck Supérieur ,2002, s.  99.
7. DULONG (Pierre - Louis) Ranska. Encyclopedic Dictionary, s.770
8. (in) Dulong, Pierre-Louis Encyclopedia.com (Scribner, 2008)
9. Greenwood N. & Earnwhaw A. (2003). Elementtien kemia, 2. painos. Elsevier, s.  443 .
10. http://www.technofluid.be
11. Alain Foret, Plongée Plaisir 4 8. painos , Challes-les-Eaux, Gap,2015, 409  Sivumäärä ( ISBN  978-2-7417-0536-9 ) , s.  110
12. "  Asetus 28. elokuuta 2000 teknisistä ja turvallisuussäännöistä laitoksissa, jotka järjestävät urheilu- ja vapaa-ajan harjoittelua ja opetusta sukelluksessa muiden seosten kuin ilman kanssa  " , osoitteessa legifrance.gouv.fr ,28. elokuuta 2000

Katso myös

Bibliografia

• Reich PB & al. (2006) typen rajoitus rajoitteiden kestävyyden ekosysteemin vastauksena CO 2 . Luonto 440, 922–925. (sisään)
• Stevenson FJ (1982) Typen epäorgaaniset muodot maaperässä ( Linkki toimittajaan ) (en)

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Typpisykli

Ulkoiset linkit

• (en) ”  Typen tekniset tiedot  ” (käytetty 23. huhtikuuta 2016 ) , kunkin sivun isotoopin tiedossa olevilla tiedoilla alasivuilla
• ( fr ) Typpisaastetta käsittelevän kansainvälisen työryhmän ( YK ) portaali, jonka on kehittänyt maailmanlaajuinen toimintaohjelma meriympäristön suojelemiseksi maalla tapahtuvalta toiminnalta (UN / PNUED )