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NITROGENO

Historia

Fue descubierto en 1.772 por el médico británico Daniel Rutherford (1.749-1.819) en Edimburgo como componente del aire atmosférico y reconocido como un gas elemental por el químico francés Antoine Laurent Lavoisier en 1.776. El actual nombre de nitrógeno lo propuso Chaptal en 1.823 debido a su presencia en el "nitro" o salitre que era el antiguo nombre del nitrato potásico.

Abundancia

El nitrógeno supone aproximadamente el 78,03% del volumen de la atmósfera. El elemento se presenta en estado combinado en minerales como KNO3 y NaNO3, que son los productos comercialmente importantes.

Estructura

Propiedades

Es un gas relativamente inerte, incoloro, inodoro e insípido y de menor densidad que el aire que está constituido por moléculas diatómicas N2. Puede condensarse en un líquido incoloro, que puede a su vez comprimirse en un sólido cristalino incoloro. El nitrógeno existe en dos formas isotópicas naturales, y artificialmente se han preparado cuatro isótopos radioactivos. La solubilidad del nitrógeno aumenta con la presión lo que produce graves problemas en los submarinistas cuando al ascender hacia la superficie, con la consiguiente disminución de la presión, se libera en forma de burbujas en el flujo sanguíneo. Sus moléculas son muy difíciles de disociar, por ejemplo a 3.500ºC sólo un 5% de sus moléculas se encuentran disociadas.
El nitrógeno se combina con otros elementos únicamente a presiones o temperaturas muy altas. Se convierte a una forma activa sometiéndolo a una descarga eléctrica a baja presión. El nitrógeno así producido es muy activo, combinándose con los metales alcalinos y con el vapor de cinc, cadmio, mercurio y arsénico para formar nitruros, con muchos hidrocarburos para formar ácido cianhídrico y cianuros y con el hidrógeno con el que forma amoníaco. El nitrógeno activado vuelve a nitrógeno ordinario pasado aproximadamente un minuto. En sus compuestos presenta todos los estados de valencia entre - 3 y +5. amoníaco, hidracina e hidroxilamina representan compuestos en que la valencia del nitrógeno es -3, -2 y -1, respectivamente. Los óxidos de nitrógeno se forman con nitrógeno en todos los estados positivos de valencia.

Preparación

Indusrialmente se obtiene por destilación fraccionada del aire, que contiene aproximadamente un 78% de nitrógeno; debido a que el nitrógeno líquido tiene un punto de ebullición inferior al del oxígeno líquido, el nitrógeno destila primero y puede separarse. También puede obtenerse a partir de sus compuestos, por ejemplo por oxidación del amoníaco con óxido de cobre al rojo. En el laboratorio se obtiene a veces calentando suavemente una disolución de cloruro amónico y nitrito sódico.

Usos

Uno de los usos principales es la fabricación de fertilizantes, aunque también se utiliza para preparar explosivos, algunos colorantes y para la fabricación del amoníaco. También se usa para inflar los paquetes que contienen alimentos, como patatas fritas, y mantenerlos frescos más tiempo ya que se evita su descomposición por el oxígeno y otras sustancias. El nitrógeno líquido se usa en la investigación para reducir temperaturas y en algunos tratamientos dermatológicos.

Con el descubrimiento reciente de materiales cerámicos que llegan a ser superconductores en el punto de ebullición del nitrógeno, su uso como refrigerante ha aumentado considerablemente. Debido a su inercia se utiliza en algunos procesos para producir una atmósfera protectora que impida la evolución de reacciones no deseadas. Mezclado con el oxígeno, el óxido nitroso se usa como anestésico para algunos tipos de cirugía.