Lämmastik on tuntud keemiline element, mida tähistatakse tähega N. Võib-olla on see element anorgaanilise keemia aluseks, seda hakatakse üksikasjalikult õppima 8. klassis. Selles artiklis käsitleme seda keemilist elementi, samuti selle omadusi ja tüüpe.
Keemilise elemendi avastamise ajalugu
Lämmastik on element, mille tutvustas esmakordselt kuulus prantsuse keemik Antoine Lavoisier. Kuid paljud teadlased võitlevad lämmastiku avastaja tiitli eest, nende hulgas on Henry Cavendish, Karl Scheele, Daniel Rutherford.
Henry Cavendish oli katse tulemusena esimene, kes eraldas keemilise elemendi, kuid ei saanud aru, et sai lihtsa aine. Ta teatas oma kogemusest Joseph Priestleyle, kes tegi ka mitmeid uuringuid. Tõenäoliselt õnnestus Priestleyl ka see element isoleerida, kuid teadlane ei saanud aru, mida ta täpselt sai, mistõttu ta ei väärinud avastaja tiitlit. Karl Scheele tegi sama uurimistööd samal ajal, kuid ei jõudnud õigele järeldusele.
Samal aastal õnnestus Daniel Rutherfordil hankida mitte ainult lämmastikku, vaid kakirjeldage seda, avaldage väitekiri ja esitage elemendi peamised keemilised omadused. Kuid isegi Rutherford ei saanud täielikult aru, mida ta oli saanud. Kuid just teda peetakse avastajaks, sest tema oli lahendusele kõige lähemal.
Nime lämmastik päritolu
Kreeka keelest on "lämmastik" tõlgitud kui "elutu". Lavoisier töötas nomenklatuuri reeglite kallal ja otsustas elemendile sellise nime anda. 18. sajandil teati selle elemendi kohta vaid seda, et see ei toeta ei põlemis- ega hingamisreaktsioone. Seetõttu võeti see nimi vastu.
Ladina keeles nimetatakse lämmastikku "nitrogeeniumiks", mis tõlkes tähendab "salpeetri sünnitamist". Ladina keelest tekkis lämmastiku tähis – täht N. Kuid nimi ise ei juurdunud paljudes riikides.
Elementide arvukus
Lämmastik on võib-olla üks levinumaid elemente meie planeedil, arvukuse poolest neljandal kohal. Elementi leidub ka päikese atmosfääris, planeetidel Uraan ja Neptuun. Titani, Pluuto ja Tritoni atmosfäär koosneb lämmastikust. Lisaks koosneb Maa atmosfäär 78–79 protsendist sellest keemilisest elemendist.
Lämmastik mängib olulist bioloogilist rolli, sest see on vajalik taimede ja loomade olemasoluks. Isegi inimkeha sisaldab seda keemilist elementi 2–3 protsenti. Osa klorofüllist, aminohapetest, valkudest, nukleiinhapetest.
Vedeliklämmastik
Vedel lämmastik on värvitu läbipaistev vedelik, mis on üks keemilise aine agregatsiooni olekutest. Vedelat lämmastikku kasutatakse laialdaselt tööstuses, ehituses ja meditsiinis. Seda kasutatakse orgaaniliste materjalide külmutamisel, jahutusseadmetes ja meditsiinis tüügaste eemaldamiseks (esteetiline meditsiin).
Vedel lämmastik on mittetoksiline ega plahvatusohtlik.
Molekulaarne lämmastik
Molekulaarne lämmastik on element, mis sisaldub meie planeedi atmosfääris ja moodustab sellest suure osa. Molekulaarse lämmastiku valem on N2. Selline lämmastik reageerib teiste keemiliste elementide või ainetega ainult väga kõrgetel temperatuuridel.
Füüsikalised omadused
Tavatingimustes on keemiline element lämmastik gaas, mis on lõhnatu, värvitu ja vees praktiliselt lahustumatu. Vedel lämmastik oma konsistentsilt meenutab vett, samuti on see läbipaistev ja värvitu. Lämmastikus on teine agregatsiooni olek, temperatuuril alla -210 kraadi muutub see tahkeks, moodustab palju suuri lumivalgeid kristalle. Neelab õhust hapnikku.
Keemilised omadused
Lämmastik kuulub mittemetallide rühma ja omandab selle rühma teiste keemiliste elementide omadused. Üldjuhul ei ole mittemetallid head elektrijuhid. Lämmastik moodustab erinevaid oksiide, näiteks NO (monoksiid). NO ehk lämmastikoksiid on lihasrelaksant (aine, mis lõdvestab märkimisväärselt lihaseid, põhjustamata neile mingit kahju või muid mõjusid.inimorganism). Rohkem lämmastikuaatomeid sisaldavad oksiidid, nagu N2O, on kergelt magusa maitsega naerugaas, mida kasutatakse meditsiinis anesteetikumina. Oksiidil NO2 pole aga kahe esimesega midagi pistmist, sest see on üsna kahjulik heitgaas, mida leidub autode heitgaasides ja saastab tõsiselt atmosfääri.
Lämmastikhape, mille moodustavad vesinik, lämmastik ja kolm hapnikuaatomit, on tugev hape. Seda kasutatakse laialdaselt väetiste, ehete tootmisel, orgaanilises sünteesis, sõjatööstuses (lõhkeainete, raketikütuse tootmine ja mürgiste ainete süntees), värvainete, ravimite jms tootmisel. Lämmastikhape on väga kahjulik inimkeha, jättes nahale haavandid ja kemikaalide jäägid. Põletused.
Inimesed arvavad ekslikult, et süsinikdioksiid on lämmastik. Tegelikult reageerib element oma keemiliste omaduste tõttu tavatingimustes vaid vähese hulga elementidega. Ja süsinikdioksiid on süsinikmonooksiid.
Keemilise elemendi rakendamine
Vedelas olekus lämmastikku kasutatakse meditsiinis külmraviks (krüoteraapiaks), samuti toiduvalmistamisel külmutusagensina.
See element on leidnud laialdast rakendust ka tööstuses. Lämmastik on plahvatus- ja tuleohutu gaas. Lisaks takistab see mädanemist ja oksüdeerumist. Nüüd kasutatakse lämmastikku kaevandustes plahvatuskindla keskkonna loomiseks. Gaasist lämmastikku kasutatakse naftakeemias.
Kemikaalisilma lämmastikuta tööstust on väga raske teostada. Seda kasutatakse erinevate ainete ja ühendite sünteesiks, näiteks mõned väetised, ammoniaak, lõhkeained, värvained. Nüüd kasutatakse ammoniaagi sünteesiks suures koguses lämmastikku.
See aine on registreeritud toiduainetööstuses toidu lisaainena.
Segu või puhas aine?
Isegi 18. sajandi esimese poole teadlased, kellel õnnestus keemiline element isoleerida, arvasid, et lämmastik on segu. Kuid nende mõistete vahel on suur erinevus.
Puhtal ainel on terve hulk püsivaid omadusi, nagu koostis, füüsikalised ja keemilised omadused. Segu on ühend, mis sisaldab kahte või enamat keemilist elementi.
Nüüd teame, et lämmastik on puhas aine, kuna see on keemiline element.
Keemiat õppides on väga oluline mõista, et lämmastik on kogu keemia alus. See moodustab mitmesuguseid ühendeid, millega me kõik kokku puutume, sealhulgas naerugaasi, pruuni gaasi, ammoniaaki ja lämmastikhapet. Pole ime, et keemia koolis algab just sellise keemilise elemendi nagu lämmastik uurimisega.
