Пять удивительных фактов об азоте

Азот – это больше, чем просто химический элемент в таблице Менделеева. Этот невидимый газ окружает человека, составляет основу атмосферы. Он играет важную роль в современной промышленности. Когда речь заходит о продаже азота, то многие думают только о его промышленном применении. Но реальность гораздо удивительнее. Вот пять фактов, которые изменят представление об азоте.

Факт 1: Азот составляет 78% воздуха, которым мы дышим

Каждый раз, когда человек делает вдох, почти четыре пятых того, что попадает в легкие, – это азот. Точнее, 78,09% атмосферы Земли состоит из этого инертного газа. В каждом литре воздуха содержится около 781 миллилитра чистого азота.

Несмотря на такую высокую концентрацию, организм человека практически не использует атмосферный азот. Люди вдыхают его и выдыхают почти в неизменном виде. Азот настолько химически инертен в обычных условиях, что проходит через легкие, не участвует в биологических процессах.

Эта особенность делает продажу азота особенно важной для промышленности, так как получить чистый азот из воздуха технически сложно, несмотря на его большое количество. Процесс фракционной перегонки жидкого воздуха требует охлаждения до -196° C. Это делает промышленный азот ценным продуктом.

Факт 2: Без азота не существовало бы жизни на Земле

Несмотря на то, что организм человека не использует атмосферный азот, без него жизнь была бы невозможна. Этот газ входит в состав всех белков и нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Он составляет основу генетического кода каждого живого организма на планете.

Проблема заключается в том, что атмосферный азот существует в виде молекул N₂ с тройной ковалентной связью. Это одна из самых прочных химических связей в природе. Энергия, необходимая для ее разрыва, составляет 941 кДж/моль. Это объясняет, почему большинство организмов не может использовать азот напрямую из воздуха.

Природа решила эту проблему с помощью азотфиксирующих бактерий, которые обитают в корнях бобовых растений. Эти микроорганизмы обладают уникальным ферментом нитрогеназой. Он способен разрывать тройную связь азота, превращать его в аммиак (NH₃). Ежегодно эти бактерии фиксируют около 175 млн. тонн азота, обеспечивают основу для всей пищевой цепи планеты.

Факт 3: Азот может спасать и убивать

Жидкий азот – это вещество с двойственной природой. При температуре -196° C он может мгновенно заморозить любой биологический материал. Это делает его незаменимым инструментом в медицине и науке. В то же время эта особенность делает жидкий азот крайне опасным.

В медицине жидкий азот используется для криотерапии: 

• лечения различных кожных заболеваний; 
• удаления бородавок; 
• лечения некоторых видов рака.

Процедура занимает считанные секунды. Ткань при контакте с жидким азотом мгновенно замерзает и отмирает, а здоровая остается неповрежденной. Точность этого метода достигает 99% при правильном применении самого холодного вещества на планете.

Но продажа азота в жидком состоянии требует строгого соблюдения мер безопасности. При испарении один литр этого вещества превращается в 694 литра газа. Они мгновенно вытесняют кислород из помещения. Это может привести к асфиксии без каких-либо признаков. Человек просто теряет сознание.

В пищевой промышленности жидкий азот привел к революции в молекулярной гастрономии. Шеф-повара используют его для создания блюд с уникальными текстурами – от мгновенно замороженного мороженого до хрустящих фруктов, которые буквально «дымятся» на тарелке.

Факт 4: Азот взрывается сильнее тротила

Когда азот соединяется с водородом или углеродом в определенных пропорциях, он превращается в одно из самых мощных взрывчатых веществ в мире. Тринитротолуол (TNT), гексоген (RDX) и октоген (HMX) – все эти взрывчатки основаны на соединениях азота.

Секрет кроется в энергии связи азота. Когда прочные связи N-N разрываются во время взрыва, то высвобождается огромное количество энергии. Одновременно образуется большой объем газообразного азота. В результате образуется разрушительная ударная волна. Один килограмм гексогена выделяет энергию, эквивалентную 1,6 килограмма TNT.

Парадоксально, но тот же газ используется для предотвращения взрывов в угольных шахтах и нефтехранилищах. Азот вытесняет кислород, создает инертную атмосферу, в которой горение становится невозможным. Системы пожаротушения на его основе способны потушить пламя за 15-30 секунд без повреждения механического, электронного оборудования.

Факт 5: Азот помогает сохранить свежесть чипсов и продлевает жизнь шинам

В современном мире азот стал невидимым помощником в разных областях. Когда люди открывают пакет чипсов, около 99% газа внутри упаковки – азот, а не воздух. Это не случайность, а технология.

Кислород приводит к порче продуктов. Он вызывает окисление жиров, провоцирует появление прогорклого вкуса, способствует размножению аэробных бактерий. Азот решает обе проблемы одновременно. Он инертен, у него нет вкуса и запаха. Кроме того, азот эффективно вытесняет кислород. Он продлевает срок хранения продуктов в 3-5 раз.

В автомобильной промышленности азот произвел настоящую революцию. Шины, накачанные азотом вместо обычного воздуха, теряют давление в 3-4 раза медленнее. Это происходит из-за того, что молекулы инертного газа крупнее, чем у кислорода и они медленнее проникают через резину.

Шины болидов Формулы-1 накачиваются исключительно азотом. На высокой скорости, при экстремальных нагрузках он сохраняет стабильное давление, делает поведение болида более предсказуемым. Температура в шинах может достигать 120° C. И только азот обеспечивает стабильность в таких условиях.

Понимание удивительных свойств азота помогает осознать сложность и красоту окружающего мира. При этом он продолжает удивлять ученых и инженеров. Исследования открывают новые возможности применения азота от медицины до космических технологий. И кто знает, какие еще тайны этого элемента предстоит открыть ученым в будущем.