This post is also available in: Persian English
Ազոտը առաջին անգամ հայտնաբերվել և առանձնացվել է 1772 թվականին շոտլանդացի բժիշկ Դանիել Ռադերֆորդի կողմից, միաժամանակ՝ Կառլ Վիլհելմ Շեելեի և Հենրի Քավենդիշի կողմից։ Անտուան Լավուազիեն առաջարկել է «Azote» (ἀζωτικός) անվանումը, որը հին հունարենից նշանակում է «առանց կյանքի», քանի որ այս գազը առաջացնում է շնչահեղձություն
Ազոտը կազմում է Երկրի մթնոլորտի մոտավորապես 78%-ը (ծավալային հարաբերությամբ) և հանդիսանում է մթնոլորտում ամենատարածված քիմիական նյութը։ Ազոտ գազն ունի օդից ավելի ցածր խտություն և փոքր չափով լուծվում է ջրում։ Իր ցածր ռեակտիվության պատճառով այն հիմնականում համարվում է իներտ գազ
Ազոտը անգույն, անհոտ և ոչ թունավոր գազ է, որը չունի ոչ այրման, ոչ էլ պայթյունի հատկություն։ Այն զբաղեցնում է յոթերորդ տեղը՝ ըստ տարածվածության Ծիր Կաթին գալակտիկայում և Արեգակնային համակարգում։ Ստանդարտ ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում երկու ազոտի ատոմներ միանում են՝ առաջացնելով երկատոմ գազային մոլեկուլ՝ N₂
Իրականում ազոտը ճնշում է այրումը և բոցը՝ իր ցածր ջերմահաղորդականության և շրջակա միջավայրում թթվածնի խտությունը նվազեցնելու ունակության շնորհիվ։ Այդ պատճառով այն համարվում է հրդեհմարիչ գազ։ Իր շատ ցածր ռեակտիվության պատճառով ազոտը չի առաջացնում վնասակար կողմնակի նյութեր նույնիսկ բոցի կամ բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության դեպքում։ Ազոտն ունի շատ ուժեղ եռակի կապ (N≡N), որը ածխածնի մոնօքսիդից (CO) հետո երկրորդ ամենաուժեղ կապն է ցանկացած երկատոմ մոլեկուլում։ Ազոտ գազի ձևավորումը մեծ քանակությամբ էներգիա է արձակում ազոտ պարունակող միացությունների այրման, պայթյունի կամ քայքայման ընթացքում։ Ազոտի ատոմները պահանջում են զգալի էներգիա իրենց ուժեղ կովալենտ կապերը կոտրելու և այլ նյութերի հետ ռեակցիայի մեջ մտնելու համար։ Ազոտն ունի երեք էլեկտրոն արտաքին էլեկտրոնային թաղանթում։ Արտաքին թաղանթը p-օրբիտալ է, որը լիարժեք լրացնելու համար պահանջում է վեց էլեկտրոն։ Քանի որ այն ունի կիսալցված կառուցվածք, ազոտը ունի 3 վալենտություն և կարող է ընդունել ևս երեք էլեկտրոն։ Այդ պատճառով ազոտը բնության մեջ հիմնականում հանդիպում է գազային վիճակում, քանի որ երկու ազոտի ատոմներ միանում են և ձևավորում ավելի կայուն մոլեկուլ, քան առանձին ազոտի ատոմը։ Այսպիսով, երկու ազոտի ատոմները՝ ունենալով երեք էլեկտրոն արտաքին թաղանթում, ձևավորում են կովալենտ կապեր և ստեղծում ազոտ գազ եռակի կապի միջոցով
Ազոտը արդյունաբերականորեն արտադրվում և առանձնացվում է հեղուկ օդի ֆրակցիոն թորումով՝ կիրառելով ճնշման փոփոխման ադսորբցիայի (PSA) կամ մեմբրանային մեթոդներ
Ազոտ գազի կիրառությունները
- Ջուր և հող:
Ջուրը և հողը պարունակում են ազոտի զգալի քանակներ նիտրատների և նիտրիտների ձևով։ Այս մոլեկուլները ազոտի շրջապտույտի մաս են կազմում, որը կապված է նաև ածխածնի շրջապտույտի հետ։ Ազոտը սպիտակուցների բաղադրիչ է, ինչի շնորհիվ այն անհրաժեշտ է բույսերի աճի համար։ Այս կարևորությունը ազոտին դարձնում է կենսական նշանակություն ունեցող նյութ գյուղատնտեսական ոլորտում։ - Ամոնիակի և ազոտական թթվի արտադրություն:
Ազոտը օգտագործվում է ամոնիակի արտադրության մեջ, որը հետագայում կիրառվում է ազոտական թթվի ստացման համար՝ որպես քիմիական պարարտանյութերի հիմնական բաղադրիչ։ - Կրիոգենիկա:
Ազոտը օգտագործվում է որպես կրիոգեն նյութ՝ արյան, վիրուսների (պատվաստանյութերի արտադրության համար), վերարտադրողական բջիջների սառեցման, ինչպես նաև կենսաբանական նմուշների և հյուսվածքների պահպանման նպատակով - Կրիոթերապիա:
Կրիոթերապիան բուժման մեթոդ է, որի ընթացքում կիրառվում է ծայրահեղ ցուրտ՝ աննորմալ հյուսվածքները սառեցնելու և ոչնչացնելու համար (օրինակ՝ մաշկային ախտահարումներ, խալեր, գորտնուկներ)։ Սառը միջավայրի ստեղծման համար օգտագործվում է Liquid Nitrogen - Ռեակտորների և սարքավորումների սառեցում:
Ազոտը կիրառվում է կատալիզատորներով լցված ռեակտորների, ինչպես նաև MRI (Magnetic Resonance Imaging) և NMR (Nuclear Magnetic Resonance) սարքավորումների սառեցման համար սպասարկման ընթացքում, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է սառեցման ժամանակը և պահպանում է պահանջվող ռեակցիայի ջերմաստիճանը։ Ռեակտորների սառեցումը նպաստում է կողմնակի ռեակցիաների ավելի լավ վերահսկմանը դեղագործական և բժշկական արդյունաբերություններում - Բարձր մաքրության ազոտը դեղագործության մեջ:
Բարձր մաքրության ազոտը կիրառվում է աղտոտումը կանխելու և վերջնական արտադրանքի ամբողջականությունը պահպանելու համար։ Այն օգտագործվում է նաև դեղերի փաթեթավորման գործընթացում՝ օքսիդացումը կանխելու և խոնավությունը կլանելու նպատակով - Նավթագազային արդյունաբերություն:
Նավթագազային ոլորտում ազոտը կիրառվում է հրդեհների կանխարգելման, պայթյունների վերահսկման, քիմիական պահեստային բաքերի չեզոքացման և ապաակտիվացման, ինչպես նաև խողովակաշարերի մաքրման (purging) համար։ Նրա անռեակտիվությունը և թթվածինն ու այլ ռեակտիվ գազերը տեղահանելու ունակությունը նվազեցնում են հանկարծակի այրման վտանգը - Խողովակաշարերի սպասարկում:
Ազոտը օգտագործվում է խողովակաշարերի սպասարկման և մաքրման աշխատանքներում, հատկապես բնական գազի խողովակաշարերում, քանի որ այն հեռացնում է թթվածինը, կանխում է կորոզիան և պահպանում է տեղափոխվող հեղուկների որակ - Հանքարդյունաբերություն:
Ազոտը կիրառվում է արագ հրդեհաշիջման համար՝ միջավայրից թթվածինը դուրս մղելու միջոցով, ինչպես նաև տարածքների բացման ժամանակ պայթյունների կանխարգելման նպատակով - Նմուշների պատրաստում:
Քիմիական վերլուծության ընթացքում ազոտը օգտագործվում է հեղուկ նմուշների խտացման և ծավալի նվազեցման նպատակով - Քիմիական արդյունաբերություն:
Ազոտը կարևոր դեր ունի պարարտանյութերի, ներկերի, պոլիէստերի, ազոտական թթվի, պայթուցիկ նյութերի և նեյլոնների արտադրության մեջ
- Նավթի և գազի արդյունահանում:
Ազոտը կիրառվում է հորերի ճնշման բարձրացման, նավթի և գազի հոսքի հեշտացման և արդյունահանման գործընթացների արդյունավետության բարելավման համար։ - Սննդի փաթեթավորում և մշակում:
Ազոտը օգտագործվում է սննդի փաթեթավորման և մշակման մեջ՝ մաքուր տեսքով կամ CO₂-ի հետ խառնված, սննդամթերքի և խմիչքների պահպանման, օքսիդացնող նյութերի հեռացման, համի և գույնի պահպանման, ինչպես նաև փչացման կանխարգելման համար։ Այն նաև գործում է որպես բարձիկ՝ տեղափոխման ընթացքում կոտրվելուց պաշտպանելու նպատակով - Սառեցում և կրիոգեն սննդի պահպանում:
Ազոտը կիրառվում է որպես հիմնական սառեցնող միջոց սառեցման, սառնարանային պահպանման և սննդի պահպանման գործընթացներում՝ իր շատ ցածր ջերմաստիճանի (-196°C) շնորհիվ, ապահովելով արագ սառեցում և պահպանելով արտաքին տեսքը, համը և կառուցվածքը - Անվադողերի արդյունաբերություն:
Ազոտը օգտագործվում է ինքնաթիռների և բարձրակարգ մրցարշավային ավտոմեքենաների անվադողերում՝ ծառայության ժամկետը երկարացնելու, ճնշումը կայուն պահելու և ջերմության ու շփման հետևանքով առաջացող օքսիդացումը կանխելու համար։ Սա ապահովում է վառելիքի ավելի լավ արդյունավետություն և երկարաժամկետ ճնշման կայունություն - Էլեկտրոնիկա և կիսահաղորդիչների արտադրություն:
Ազոտը կիրառվում է էլեկտրոնիկայի հավաքման, զոդման, ինչպես նաև կիսահաղորդիչների և տպատախտակների արտադրության մեջ՝ ապահովելով չոր, մաքուր և իներտ միջավայր բարձր որակի աշխատանքների համար - Պողպատի արտադրություն և եռակցում:
Ազոտը օգտագործվում է օքսիդացումը կանխելու և ածխածնի նվազեցումը բարելավելու համար պողպատի արտադրության և ջերմային մշակման գործընթացներում - Հրդեհաշիջիչներ:
Ազոտը կիրառվում է հրդեհաշիջիչ սարքերում՝ թթվածինը փոխարինելով և նվազեցնելով հրդեհների կամ պայթյունների ռիսկը - Օդատիեզերական ոլորտ:
Որոշ ինքնաթիռների վառելիքային համակարգերում ազոտը օգտագործվում է վառելիքի բաքերի չեզոքացման և այրման վտանգի նվազեցման նպատակով - Հիդրավլիկ համակարգեր:
Ճնշման տակ գտնվող ազոտը կիրառվում է շինարարական սարքավորումներում, օրինակ՝ հիդրավլիկ մուրճերում, հիդրավլիկ համակարգի ուժն ավելացնելու համար - Լազերային կտրում:
Ազոտը օգտագործվում է որպես օժանդակ գազ լազերային կտրում իրականացնելու գործընթացներում՝ ապահովելով կտրելու օպտիմալ որակ և արդյունավետություն - Լաբորատոր և քիմիական վերլուծություն:
Ազոտը կիրառվում է Mass Spectrometry, Gas Chromatography, ջերմային անալիզատորներում և կալիբրացիոն գազային խառնուրդներում
Ազոտ գազի անվտանգություն:
Չնայած ազոտը ոչ թունավոր և իներտ գազ է, փակ տարածքներում դրա արտազատումը կարող է հանգեցնել խեղդման՝ թթվածնի կոնցենտրացիայի նվազման պատճառով։ Իր լայն կիրառության պատճառով ազոտը պետք է շահագործվի անվտանգության կանոնակարգերին համապատասխան։ Այն պետք է դիտարկվի որպես հնարավոր վտանգ արդյունաբերական գործընթացներում։ Հիմնականում ազոտից կազմված օդի շնչառությունը կարող է առաջացնել տարբեր ֆիզիկական և մտավոր խանգարումներ։ Բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում հնարավոր են գիտակցության կորուստ և նույնիսկ մահ
————————————————–
Աղբյուրներ՝