ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับไนโตรเจน

ไนโตรเจนมีความสำคัญต่อชีวิตบนโลก มันเป็นส่วนประกอบของโปรตีนทั้งหมดและสามารถพบได้ในทุกระบบที่มีชีวิต สารประกอบไนโตรเจนมีอยู่ในวัสดุอินทรีย์อาหารปุ๋ยวัตถุระเบิดและสารพิษ ไนโตรเจนมีความสำคัญต่อชีวิต แต่เกินกว่าที่จะเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

ตั้งชื่อตามคำภาษากรีกnitronสำหรับ "โซดาพื้นเมือง" และยีนสำหรับ "การขึ้นรูป" ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์มากที่สุดเป็นอันดับห้าในจักรวาล ก๊าซไนโตรเจนคิดเป็น 78 เปอร์เซ็นต์ของอากาศของโลกห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos- ในทางกลับกันบรรยากาศของดาวอังคารมีเพียง 2.6 เปอร์เซ็นต์ไนโตรเจน

ในรูปแบบก๊าซไนโตรเจนนั้นไม่มีสีไม่มีกลิ่นและถือว่าเป็นความเฉื่อยโดยทั่วไป ในรูปแบบของเหลวไนโตรเจนนั้นไม่มีสีและไม่มีกลิ่นและมีลักษณะคล้ายกับน้ำตาม Los Alamos

เพียงแค่ข้อเท็จจริง

• จำนวนอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส): 7
• สัญลักษณ์อะตอม (บนตารางธาตุขององค์ประกอบ): n
• น้ำหนักอะตอม (มวลเฉลี่ยของอะตอม): 14.0067
• ความหนาแน่น: 0.0012506 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
• เฟสที่อุณหภูมิห้อง: แก๊ส
• จุดหลอมเหลว: ลบ 321 องศาฟาเรนไฮต์ (ลบ 210 องศาเซลเซียส)
• จุดเดือด: ลบ 320.42 F (ลบ 195.79 C)
• จำนวนไอโซโทป (อะตอมขององค์ประกอบเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน): 16 รวม 2 ตัวที่เสถียร
• ไอโซโทปที่พบมากที่สุด: ไนโตรเจน -14 (ความอุดมสมบูรณ์: 99.63 เปอร์เซ็นต์)

ส่วนประกอบปุ๋ย

ไนโตรเจนถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1772 โดยนักเคมีและแพทย์ Daniel Rutherford เมื่อเขากำจัดออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศแสดงให้เห็นว่าก๊าซที่เหลือจะไม่สนับสนุนสิ่งมีชีวิตหรือการเผาไหม้ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos- นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ รวมถึง Carl Wilhelm Scheele และ Joseph Priestly กำลังทำงานกับปัญหาเดียวกันและเรียกว่าไนโตรเจน "เผาไหม้" อากาศหรืออากาศโดยไม่มีออกซิเจน ในปี ค.ศ. 1786 แอนทอนลอเรนต์เดอลาโลซิเออร์เรียกว่าไนโตรเจน "Azote" ซึ่งหมายถึง "ไร้ชีวิต" สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับการสังเกตว่ามันเป็นส่วนหนึ่งของอากาศไม่สามารถสนับสนุนชีวิตด้วยตัวเอง

หนึ่งในสารประกอบไนโตรเจนที่สำคัญที่สุดคือแอมโมเนีย (NH₃) ซึ่งสามารถผลิตได้ในกระบวนการ Haber-Bosch ที่เรียกว่าไนโตรเจนนั้นทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ก๊าซแอมโมเนียที่ไม่มีสีที่มีกลิ่นฉุนสามารถทำให้เป็นของเหลวในปุ๋ยไนโตรเจนได้อย่างง่ายดาย ในความเป็นจริงประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ของแอมโมเนียที่ผลิตถูกใช้เป็นปุ๋ย มันยังใช้เป็นก๊าซสารทำความเย็น ในการผลิตพลาสติกสิ่งทอยาฆ่าแมลงและสีย้อม และในการทำความสะอาดโซลูชั่นตามกระทรวงการต่างประเทศนิวยอร์ก

วงจรไนโตรเจน

วงจรไนโตรเจนซึ่งไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศถูกแปลงเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่แตกต่างกันเป็นหนึ่งในกระบวนการทางธรรมชาติที่สำคัญที่สุดในการรักษาสิ่งมีชีวิต ในระหว่างวงจรแบคทีเรียในกระบวนการดินหรือ "แก้ไข" ไนโตรเจนในบรรยากาศเข้าสู่แอมโมเนียซึ่งพืชต้องการเพื่อเติบโต แบคทีเรียอื่น ๆ เปลี่ยนแอมโมเนียเป็นกรดอะมิโนและโปรตีน จากนั้นสัตว์ก็กินพืชและกินโปรตีน สารประกอบไนโตรเจนกลับสู่ดินผ่านของเสียจากสัตว์ แบคทีเรียแปลงไนโตรเจนของเสียกลับเป็นก๊าซไนโตรเจนซึ่งกลับสู่ชั้นบรรยากาศ

ในความพยายามที่จะทำให้พืชเติบโตเร็วขึ้นผู้คนใช้ไนโตรเจนในปุ๋ย อย่างไรก็ตามการใช้ปุ๋ยที่มากเกินไปในการเกษตรมีผลกระทบร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์เนื่องจากมีส่วนทำให้มลพิษของน้ำใต้ดินและน้ำผิวดิน จากข้อมูลของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา (EPA) มลพิษของสารอาหารที่เกิดจากไนโตรเจนส่วนเกินและฟอสฟอรัสในอากาศและน้ำเป็นหนึ่งในปัญหาสิ่งแวดล้อมที่แพร่หลายมากที่สุดราคาแพงและท้าทาย

การแก้ปัญหาความไม่สมดุล

หนึ่งในแนวทางแก้ไขปัญหาของไนโตรเจนที่มากเกินไปอยู่ในการเกษตรอย่างยั่งยืนการทำเกษตรอินทรีย์และการสร้างความตระหนักถึงปัญหาสิ่งแวดล้อมเหล่านี้ในหมู่เกษตรกร

“ ความคิดคือพยายามกำจัดการใช้ปุ๋ยเชิงพาณิชย์เหล่านี้และใช้ขยะอินทรีย์แทน” เขากล่าวว่าขยะจากสัตว์ อีกขั้นตอนหนึ่งคือการใช้ปุ๋ยช้าที่มีการเคลือบพลาสติกอยู่กับพวกเขาและแทนที่จะปล่อยไนโตรเจนออกไปทันทีการปล่อยไนโตรเจนเกิดขึ้นเรื่อย ๆ ตลอดฤดูปลูก "พยายามจับคู่ไนโตรเจนจากปุ๋ยเคลือบพลาสติกตามความต้องการของโรงงาน" เขากล่าว

นักจุลชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาในแคนาดาและมหาวิทยาลัยเวียนนาในออสเตรียอาจค้นพบทางออกอื่น ในเดือนสิงหาคม 2560 นักวิจัยประกาศว่าพวกเขาได้ระบุจุลินทรีย์แอมโมเนียออกซิไดซ์ที่เรียกว่าNitrospira ไม่คาดคิด-

ตามที่นักวิจัยกล่าวNitrospira ไม่คาดคิดเป็นฟองน้ำแอมโมเนียมซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบคทีเรียชนิดอื่น ๆ และอาร์เคีย (สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว) ในการออกซิเดชั่นของแอมโมเนียมในสภาพแวดล้อม เนื่องจากจุลินทรีย์นี้เป็นตัวออกซิไดเซอร์ที่มีประสิทธิภาพจึงอาจสร้างไนตรัสออกไซด์น้อยลงในกระบวนการ

การค้นพบใหม่ซึ่งปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอาจมีความหมายที่สำคัญสำหรับการวิจัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นักวิจัยพร้อมที่จะนำจุลินทรีย์นี้ไปทดสอบผ่านการใช้งานที่หลากหลายซึ่งสามารถลดระดับแอมโมเนียมในดินน้ำและบรรยากาศ แอพพลิเคชั่นเหล่านี้บางอย่างอาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงน้ำดื่มการบำบัดน้ำเสียและการทำให้บริสุทธิ์ในดินของเรามหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา-

ใครจะรู้?

• แม้ว่าคำว่า "ไนโตรเจน" จะถูกใช้เป็นภาษาอังกฤษเพื่ออ้างถึงองค์ประกอบคำว่า "Azote" ของ Lavoisier ยังคงใช้ในภาษาฝรั่งเศสและรูปแบบของมันมีอยู่ใน "Azoto" ในอิตาลีหรือ "Azot" ในภาษาโปแลนด์
• บ่อยครั้งที่ไนโตรเจนของเหลวถูกใช้เป็นสารทำความเย็นเช่นเก็บอสุจิไข่และเซลล์อื่น ๆ ที่ใช้ในการวิจัยทางการแพทย์หรือคลินิกภาวะเจริญพันธุ์ตามข้อมูลของราชสมาคมเคมี-
• ไนโตรเจนเหลวยังใช้ในการแช่แข็งอาหารอย่างรวดเร็วและช่วยรักษารสชาติเนื้อสัมผัสความชื้นและรสชาติ
• ไนโตรเจนคิดเป็น 95 เปอร์เซ็นต์ของบรรยากาศของไททัน (ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์)ห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนเจ็ท-
• ก๊าซไนโตรเจนมีบทบาทในการก่อตัวของออโรรา-การแสดงแสงตามธรรมชาติของแสงในท้องฟ้าที่สามารถสังเกตได้ส่วนใหญ่ในภูมิภาคอาร์กติกและแอนตาร์กติก-ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจากอวกาศชนกับออกซิเจนและไนโตรเจนในบรรยากาศของเรานาซ่า-
• ก๊าซไนโตรเจนสามารถรับได้โดยการให้ความร้อนสารละลายน้ำของแอมโมเนียมไนเตรต (NH4NO3) ซึ่งเป็นของแข็งผลึกที่ใช้กันทั่วไปในปุ๋ย
• แอมโมเนียประมาณ 150 ตันผลิตขึ้นทุกปีโดยใช้กระบวนการฮาเบอร์ตามข้อมูลของราชสมาคมเคมี-
• ไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนียมคลอไรด์, NH4CL ผลิตในอียิปต์โบราณโดยการให้ความร้อนกับการผสมของสัตว์เลี้ยงสัตว์ปัสสาวะและเกลือราชสมาคมเคมี-
• Nitroglycerin การระเบิดอย่างรุนแรงที่ใช้ในการผลิตไดนาไมต์เป็นของเหลวที่ไม่มีสีมันที่มีไนโตรเจนออกซิเจนและคาร์บอน

การรายงานเพิ่มเติมโดย Traci Pedersen ผู้สนับสนุนวิทยาศาสตร์สด

ทรัพยากรเพิ่มเติม

• เว็บไซต์นี้อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณพยายามใส่วัตถุต่าง ๆ ลงในไนโตรเจนเหลว
• อินโฟกราฟิกนี้แสดงให้เห็นถึงมลพิษของไนโตรเจนในอ่าว Chesapeake