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【化学元素小故事】空气中最多的元素——氮(N)
2018-03-29 10:54
来源:
作者:优能君
氮的发现
1787年由拉瓦锡和其他法国科学家提出,氮的英文名称nitrogen,是"硝石组成者“的意思。中国清末化学家启蒙者徐寿第一次把氮译成中文时曾写成“淡气”,意思是说,它“冲淡”了空气中的氧气。自200多年前法国科学家拉瓦锡测定空气成分后,接近空气总体4/5的惰性气体进入了人们的视野。D·卢瑟福以及化学家舍勒通过实验都实这种气体不能维持生命,拉瓦锡在他们基础上命名这种气体为“氮”,意思是对生命没有益处虽然氮气对生命没有任何益处,但是氮元素却是生物圈必不可少的重元素。
氮与冰淇淋
氮通常的单质形态是氮气。它无色无味无臭,是很不易有化学反应呈化学惰性的气体,而且它不支持燃烧。因为它的惰性,我们在化学实验中常用作保护气体。对于一些对氧气,对水敏感的化学物质或者化学反应,我们一般都在手套箱中操作,而手套箱中充满的正是高纯度的氮气。目前市面风靡一种冰激凌,制作起来的时候会烟雾缭绕,液氮冰淇淋是利用液氮的零下196度的冰点来改变雪糕溶液的属性,几乎是瞬间做出冰淇淋来。
氮在地壳中的含量很少,自然界中绝大部分的氮是以单质分子氮气的形式存在于大气中,氮气占空气体积的百分之七十八。氮的最重要的矿物是硝酸盐。
氮与植物
作为生物圈的生产者——植物,它们的主要生长方式是通过光合作用将太阳能转化为有机物。在转化过程中最重要的工具就是叶绿体,在叶绿体上有很多的参与反应的酶,这些酶是促使光合作用顺利进行的最关键物质。而这些酶的主要骨架是蛋白质,蛋白质中最关键的组成元素就是氮元素。氮元素决定了光合作用进行。可以说氮元素的多少是植物生长好坏的决定因素。蛋白质是复杂的含氮有机化合物,分子量很大,大部分高达数万至数百万,对于人体,蛋白质由20种a-氨基酸组成。在动物蛋白中,牛奶、蛋类的蛋白质是所有蛋白质食物中品质最好的,其原因是最容易消化,氨基酸齐全,也不易引起痛风发作。
由于氮是一种重要肥料,所以把氮气转化为氮的化合物的方法叫做氮的固定,主要用于农业上。截止到目前,人工固氮仍然是科学界一大挑战。为了实现这一目标,科学家们把注意力转移到向大自然学习上——利用植物的根瘤菌。然而,人们仍然不能像根瘤菌一样高效地固定大气的氮气。当然,科学家们已经发展很多不同的固氮方法。
农民常用氮肥来促使作物的茎、叶生长茂盛,叶色浓绿;如果植物缺少氮元素的话会使植株矮小,叶片发黄;常见的氮肥有:碳酸氢铵,硫酸铵,硝酸铵,氯化铵,氨水,尿素等。
氮与人类
氮元素是构成人体的必须元素,人们要获得它必须通过食用动植物。而最根本的来源就是植物,植物中氮元素的来源最基本是土壤,化肥或者有机肥是目前提高土壤最关键的方法。基于氮元素对人类食物的来源方面的影响。
氮元素的各种氧化物是如NO、NO2等是影响我们大气环境的主要物质,这些物质的来源主要包括石油煤炭能能源的燃烧,汽车等交通工具的尾气排放以及生活垃圾过多排放造成的氮循环失衡。温室效应光化学污染被证实都和氮循环有关。
氮元素不仅仅对人类个体起决定性作用,对人生活的环境也有不可忽视的影响。我们只有更全面的了解化肥和有机肥,对各种含氮有害物的排放控制才能使氮元素对人更加有益。
【总结】
1. 氮气占空气体积的百分之七十八。氮的最重要的矿物是硝酸盐。
2. 农民常用氮肥来促使作物的茎、叶生长茂盛,叶色浓绿;如果植物缺少氮元素的话会使植株矮小,叶片发黄;常见的氮肥有:碳酸氢铵,硫酸铵,硝酸铵,氯化铵,氨水,尿素等。
3. 氮元素的各种氧化物是如NO、NO2等是大气污染物,这些物质的来源主要包括石油煤炭能能源的燃烧,汽车等交通工具的尾气排放以及生活垃圾过多造成的氮循环失衡。
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