Où est utilisé l’azote ? Rôle biologique de l'azote

L'azote est un gaz légèrement soluble dans l'eau et n'a ni couleur, ni odeur, ni goût. Sous sa forme libre, l’azote peut être utilisé dans diverses industries. Examinons de plus près les industries qui utilisent de l'azote.

Métallurgie

• Pendant le recuit, frittage avec de la poudre métallique.
• Avec durcissement neutre, soudure dure.
• Lors de la cyanuration (l'azote est nécessaire pour protéger les métaux ferreux et non ferreux).
• L'azote joue également un rôle important dans le fonctionnement du dispositif de chargement du haut fourneau et de la machine de décapage des métaux.
• À la production de coke.

Chimie, gaz, pétrole

• L'azote gazeux est utilisé pendant le développement des puits. Il est utilisé pour réduire le niveau d’eau dans les puits. Cette méthode est très prometteuse ; elle se caractérise par sa fiabilité, ainsi que par sa facilité de contrôle et de régulation du processus sur une large plage de pressions et de débits. À l'aide de l'azote gazeux, les puits profonds sont vidés rapidement, avec une diminution rapide et brutale ou une diminution lente et progressive de la pression dans le puits. L'azote assure le drainage de la formation et le réapprovisionnement du gaz comprimé, nécessaire à l'écoulement du liquide.
• L'azote est utilisé pour créer un environnement inerte dans divers conteneurs lors des opérations de déchargement et de chargement. L'azote est également utilisé pour éteindre les incendies, lors des tests et de la purge des pipelines.
• L'azote sous sa forme pure est utilisé pour la synthèse de l'ammoniac, dans la production d'engrais de type azoté, ainsi que dans le traitement des gaz associés et la conversion du méthane.
• L'azote est utilisé pour réduire les dépôts dans les raffineries de pétrole, pour traiter les composants à indice d'octane élevé et pour augmenter la productivité des craqueurs de pétrole.

Lutte contre les incendies

• L'azote a des propriétés inertes, grâce auxquelles il est possible de déplacer l'oxygène et d'empêcher les réactions d'oxydation. La combustion est, par essence, une oxydation rapide, due à la présence d'oxygène dans l'atmosphère et à une source de combustion, qui peut être une étincelle, un arc électrique ou simplement une réaction chimique avec une grande quantité de chaleur générée. En utilisant de l'azote, cette situation peut être évitée. Si la concentration d’azote dans l’environnement est de 90 %, aucun incendie ne se produira.
• Les usines d’azote fixes et les stations mobiles de production d’azote peuvent prévenir efficacement les incendies. Avec leur aide, un incendie peut également être éteint avec succès.

Médecine

• En recherche en laboratoire, pour analyses hospitalières.

Industrie minière

• Dans les mines de charbon, l’azote est également nécessaire à la lutte contre les incendies.

Médicaments

• L’azote est utilisé pour conditionner, transporter et déplacer l’oxygène provenant de divers réservoirs de produits.

Industrie alimentaire

• L'azote est nécessaire à la manipulation, au stockage, au conditionnement des produits alimentaires (notamment les fromages et les produits gras, très rapidement oxydés par l'oxygène), à ​​augmenter leur durée de conservation, ainsi qu'à préserver le goût de ces produits.
• Un mélange d'azote et de dioxyde de carbone aide à empêcher les bactéries de se multiplier.
• L'azote, créant un environnement inerte, aide à protéger les aliments des insectes nuisibles.
• L'azote agit comme un diluant pour créer un mélange gazeux.

Industrie des pâtes et papiers

• L'azote est utilisé dans les procédés à faisceau cathodique sur le papier, le carton et même certains articles en bois pour polymériser les revêtements de vernis. Cette méthode permet de réduire le coût des photoinitiateurs, de réduire les émissions de composés volatils et d'améliorer la qualité du traitement.

Ainsi, de nombreuses industries utilisent de l’azote. Et tout cela prouve sa polyvalence et sa pertinence.

L'azote est un élément chimique bien connu, désigné par la lettre N. Cet élément est peut-être la base de la chimie inorganique ; il commence à être étudié en détail dès la 8e année. Dans cet article, nous examinerons cet élément chimique, ainsi que ses propriétés et ses types.

Histoire de la découverte d'un élément chimique

L'azote est un élément introduit pour la première fois par le célèbre chimiste français Antoine Lavoisier. Mais de nombreux scientifiques se battent pour le titre de découvreur de l'azote, notamment Henry Cavendish, Karl Scheele et Daniel Rutherford.

À la suite de l'expérience, il fut le premier à isoler un élément chimique, mais ne réalisa jamais qu'il avait obtenu une substance simple. Il a fait part de son expérience et a également réalisé de nombreuses études. Priestley a probablement également réussi à isoler cet élément, mais le scientifique ne pouvait pas comprendre exactement ce qu'il avait obtenu, il ne méritait donc pas le titre de découvreur. Karl Scheele a mené les mêmes recherches en même temps qu’eux, mais n’est pas parvenu à la conclusion souhaitée.

La même année, Daniel Rutherford réussit non seulement à obtenir de l'azote, mais aussi à le décrire, à publier une thèse et à indiquer les propriétés chimiques fondamentales de l'élément. Mais même Rutherford n’a pas pleinement compris ce qu’il avait obtenu. Cependant, c'est lui qui est considéré comme le découvreur, car il était le plus proche de la solution.

Origine du nom azote

Du grec « azote » se traduit par « sans vie ». C'est Lavoisier qui a travaillé sur les règles de nomenclature et a décidé de nommer ainsi l'élément. Au XVIIIe siècle, tout ce que l’on savait de cet élément, c’était qu’il ne supportait pas la respiration. C’est donc ce nom qui a été adopté.

En latin, l’azote est appelé « nitrogène », ce qui signifie « donner naissance au salpêtre ». La désignation de l'azote vient de la langue latine - la lettre N. Mais le nom lui-même n'a pas pris racine dans de nombreux pays.

Prévalence des éléments

L’azote est peut-être l’un des éléments les plus abondants sur notre planète, se classant au quatrième rang en termes d’abondance. L'élément se retrouve également dans l'atmosphère solaire, sur les planètes Uranus et Neptune. Les atmosphères de Titan, Pluton et Triton sont constituées d'azote. De plus, l'atmosphère terrestre contient 78 à 79 pour cent de cet élément chimique.

L’azote joue un rôle biologique important, car il est nécessaire à l’existence des plantes et des animaux. Même le corps humain contient 2 à 3 pour cent de cet élément chimique. Une partie de la chlorophylle, des acides aminés, des protéines, des acides nucléiques.

Un azote liquide

L'azote liquide est un liquide transparent incolore, l'un des états agrégés de l'azote chimique, largement utilisé dans l'industrie, la construction et la médecine. Il est utilisé pour congeler des matières organiques, refroidir des équipements et en médecine pour éliminer les verrues (médecine esthétique).

L'azote liquide est non toxique et non explosif.

Azote moléculaire

L'azote moléculaire est un élément présent dans l'atmosphère de notre planète et qui en constitue la majeure partie. La formule de l'azote moléculaire est N 2. Cet azote ne réagit avec d’autres éléments ou substances chimiques qu’à des températures très élevées.

Propriétés physiques

Dans des conditions normales, l’élément chimique azote est inodore, incolore et pratiquement insoluble dans l’eau. L'azote liquide a une consistance semblable à celle de l'eau, transparente et incolore. L'azote a un autre état d'agrégation ; à des températures inférieures à -210 degrés, il se transforme en solide et forme de nombreux gros cristaux blancs comme neige. Absorbe l'oxygène de l'air.

Propriétés chimiques

L'azote appartient au groupe des non-métaux et acquiert les propriétés d'autres éléments chimiques de ce groupe. En général, les non-métaux ne sont pas de bons conducteurs d’électricité. L'azote forme divers oxydes, comme le NO (monoxyde). Le NO ou oxyde nitrique est un relaxant musculaire (une substance qui détend considérablement les muscles sans causer de dommages ni d'autres effets sur le corps humain). Les oxydes contenant plus d'atomes d'azote, par exemple le N 2 O, sont un gaz hilarant au goût légèrement sucré, utilisé en médecine comme anesthésique. Cependant, l'oxyde NO 2 n'a rien à voir avec les deux premiers, car il s'agit d'un gaz d'échappement plutôt nocif, contenu dans les gaz d'échappement des voitures et qui pollue gravement l'atmosphère.

L'acide nitrique, formé d'atomes d'hydrogène, d'atomes d'azote et de trois atomes d'oxygène, est un acide fort. Il est largement utilisé dans la production d'engrais, de bijoux, la synthèse organique, l'industrie militaire (production d'explosifs et synthèse de substances toxiques), la production de colorants, de médicaments, etc. L'acide nitrique est très nocif pour le corps humain ; ulcères et brûlures chimiques sur la peau.

Les gens croient à tort que le dioxyde de carbone est de l’azote. En effet, en raison de ses propriétés chimiques, l’élément ne réagit qu’avec un petit nombre d’éléments dans des conditions normales. Et le dioxyde de carbone est du monoxyde de carbone.

Application d'un élément chimique

L'azote liquide est utilisé en médecine pour le traitement par le froid (cryothérapie), mais également en cuisine comme réfrigérant.

Cet élément a également trouvé une large application dans l'industrie. L'azote est un gaz résistant aux explosions et au feu. De plus, cela évite la pourriture et l’oxydation. L'azote est désormais utilisé dans les mines pour créer un environnement antidéflagrant. L'azote gazeux est utilisé dans la pétrochimie.

Dans l’industrie chimique, il est très difficile de se passer d’azote. Il est utilisé pour la synthèse de diverses substances et composés, par exemple certains engrais, ammoniac, explosifs et colorants. De grandes quantités d’azote sont aujourd’hui utilisées pour la synthèse de l’ammoniac.

Dans l'industrie alimentaire, cette substance est enregistrée comme additif alimentaire.

Mélange ou substance pure ?

Même les scientifiques de la première moitié du XVIIIe siècle qui ont réussi à isoler l’élément chimique pensaient que l’azote était un mélange. Mais il existe une grande différence entre ces concepts.

Il possède toute une gamme de propriétés permanentes, telles que la composition, les propriétés physiques et chimiques. Un mélange est un composé contenant deux ou plusieurs éléments chimiques.

Nous savons désormais que l’azote est une substance pure car c’est un élément chimique.

Lorsqu’on étudie la chimie, il est très important de comprendre que l’azote est la base de toute chimie. Il forme divers composés que nous rencontrons tous, notamment le gaz hilarant, le gaz brun, l'ammoniac et l'acide nitrique. Ce n'est pas pour rien que la chimie à l'école commence par l'étude d'un élément chimique tel que l'azote.

Azote Incolore et non toxique, inodore et insipide. L'azote existe dans la nature sous forme de gaz ininflammable à des températures et pressions normales. Ce gaz (azote) est un peu plus léger que l’air, sa concentration augmente donc avec l’altitude. Lorsqu'il est refroidi jusqu'à son point d'ébullition, l'azote se transforme en un liquide incolore qui, à certaines pressions et températures, devient un solide cristallin incolore. L'azote est légèrement soluble dans l'eau et dans la plupart des autres liquides et est un mauvais conducteur d'électricité et de chaleur.

La plupart des utilisations de l’azote sont dues à ses propriétés inertes. Cependant, à des pressions et des températures élevées azote Réagit avec certains métaux actifs, comme le lithium et le magnésium, pour former des nitrures, ainsi qu'avec certains gaz, comme l'oxygène et l'hydrogène.

Faits de base sur l'azote : historique de la découverte et propriétés de base

Azote (N2)- l'une des substances les plus courantes sur Terre. Il représente 75 % de l'atmosphère de notre planète, alors que la part d'oxygène qu'elle contient n'est que de 22 %.

Curieusement, les scientifiques ignoraient depuis longtemps l’existence de ce gaz. Ce n’est qu’en 1772 que le chimiste anglais Daniel Rutherford le décrit comme un « air vicié », incapable d’entretenir la combustion, insensible aux alcalis et impropre à la respiration. Le mot lui-même " azote"(du grec - "sans vie") a été proposé 15 ans plus tard par Antoine Lavoisier.

Dans des conditions normales, c'est un gaz incolore, inodore et insipide, plus lourd que l'air et pratiquement inerte. À une température de -195,8 °C, il passe à l’état liquide ; à -209,9 °C - cristallise, ressemblant à de la neige.

Applications d'azote

Actuellement, azote a trouvé une large application dans toutes les sphères de l’activité humaine.

Ainsi, l’industrie pétrolière et gazière l’utilise pour réguler le niveau et la pression dans les puits de pétrole, déplacer l’oxygène des réservoirs de stockage de gaz naturel et purger et tester les pipelines. L'industrie chimique en a besoin pour la production d'engrais et la synthèse d'ammoniac, ainsi que la métallurgie pour un certain nombre de procédés technologiques. Grâce à l'azote déplace l'oxygène, mais n'entretient pas la combustion, il est utilisé en extinction d'incendie. Dans l’industrie agroalimentaire, le conditionnement des produits sous atmosphère d’azote remplace l’utilisation de conservateurs et évite l’oxydation des graisses et le développement de micro-organismes. De plus, cette substance est utilisée dans les produits pharmaceutiques pour obtenir divers médicaments et dans les diagnostics de laboratoire - pour effectuer un certain nombre de tests.

L'azote liquide peut tout geler en quelques secondes, sans formation de cristaux de glace. C’est pourquoi les médecins l’utilisent en cryothérapie pour éliminer les cellules mortes, ainsi que pour la cryoconservation de spermatozoïdes, d’ovules et d’échantillons de tissus.

C'est intéressant que :

• La glace instantanée à base d'azote liquide a été inventée en 1998 par le biologiste Curt Jones alors qu'il s'amusait avec des amis en cuisine. Par la suite, il fonde une entreprise produisant ce dessert très demandé par les gourmands américains.
• L'industrie mondiale reçoit chaque année 1 million de tonnes de ce gaz provenant de l'atmosphère terrestre.
• La main d’une personne, immergée dans un verre d’azote liquide pendant 1 à 2 secondes, restera indemne grâce au « gant » de bulles de gaz qui se forment lorsque le liquide bout aux points de contact avec la peau.

Tout le monde le sait : pour qu’un organisme existe, la présence d’oxygène, d’hydrogène, de carbone et d’azote est nécessaire. Il est clair que l’azote est l’un des principaux éléments de la vie des plantes, des humains et des animaux. Pour les plantes, la source d’azote est naturellement le sol. Selon le type de sol et son « usure », la quantité d'azote qu'il contient change également. Le plus souvent, diverses cultures souffrent d'une carence en azote lorsqu'elles poussent sur des sols sableux et limoneux sableux. Ce sont ces types de sols qui ont toujours besoin d’un enrichissement supplémentaire en engrais azotés pour que les plantes y prospèrent.

Engrais minéral contenant de l'azote. © agrihol

Il a été établi qu'une proportion importante de l'azote du sol est concentrée dans sa couche appelée humus ; elle contient plus de 5 % d'azote ; Naturellement, plus la couche d'humus est épaisse, plus la quantité d'azote est grande, donc les plantes se sentent mieux dans un tel sol.

L'humus est une substance très stable, le processus de sa décomposition est lent, par conséquent, la libération de substances minérales de cette couche se produit également assez lentement. Seulement un pour cent sur cinq présents dans le sol est un composé minéral soluble dans l’eau et donc disponible pour la consommation par les plantes.

Par conséquent, même en présence d’une épaisse couche d’humus, une fertilisation supplémentaire est nécessaire pour les plantes, bien qu’à des doses plus faibles.

Pourquoi les plantes ont-elles besoin d’azote ?

Il s’avère que cet élément n’est pas présent dans tous les composés organiques. Par exemple, il n’y a pas d’azote dans les sucres, les fibres, l’huile et l’amidon. Il y a de l'azote dans les acides aminés et les protéines. L'azote est un composant important de l'acide nucléique, qui est le composant le plus important de n'importe quelle cellule, responsable de la synthèse des protéines et de la duplication des données héréditaires (la duplication est la formation d'un matériel héréditaire supplémentaire identique à celui déjà présent dans le génome).

Même la chlorophylle, connue pour aider les plantes à absorber l’énergie solaire, contient également de l’azote. De plus, l'azote se trouve dans divers composants du milieu organique, par exemple dans les alcaloïdes, les lipoïdes et les substances similaires.

Toute la masse aérienne des plantes contient de l'azote, et la majeure partie de cet élément est contenue dans les tout premiers limbes des feuilles. Avec la fin de la floraison et le début de la formation de l'ovaire, cette substance s'écoule vers les organes reproducteurs des plantes et s'y accumule, formant des protéines.

Pendant la période de maturation des graines, l'azote est extrait des organes végétatifs en quantités maximales et ceux-ci sont gravement épuisés. S'il y a beaucoup d'azote dans le sol et que la plante en consomme en grande quantité, cet élément sera alors distribué dans presque tous les organes de la plante, ce qui entraînera une croissance rapide de la masse aérienne, un retard dans la maturation. des baies et des fruits et une diminution du rendement global des plantes.

Seule une concentration équilibrée d’azote dans le sol peut garantir des rendements élevés et une qualité de produit suffisante.

Les plantes qui consomment de l'azote en abondance, et non en excès, peuvent se développer pleinement, former des limbes de feuilles standard d'une couleur typique, souvent verte, sinon elles se faneront et produiront des rendements médiocres.

Maïs traité avec de l'engrais azoté (fond) et non. © Nora Nolden

Types d'engrais contenant de l'azote

Les engrais azotés sont des substances qui contiennent des composés azotés. Il existe plusieurs groupes principaux d'engrais azotés. Il s'agit des engrais nitrates (nitrate de calcium et de sodium), des engrais ammoniaqués (chlorure d'ammonium et sulfate d'ammonium), des engrais nitrate d'ammonium (nitrate d'ammonium), des engrais amides (urée) et des engrais azotés liquides (eau d'ammonium ou ammoniaque anhydre).

Engrais azotés, groupe nitrate

Commençons avec nitrate de calcium, est sa formule chimique Ca(NO₃)₂. Extérieurement, le nitrate de calcium se présente sous forme de granulés blancs comme neige contenant jusqu'à 18 % d'azote. Cet engrais convient aux sols à forte acidité. Avec l'application systématique et annuelle de nitrate de calcium dans les sols à forte acidité, on observe une amélioration de ses propriétés. Le nitrate de calcium est très soluble dans l'eau, vous devez donc stocker l'engrais dans des sacs qui ne laissent pas passer l'eau.

Lors de l'application de nitrate de calcium, vous devez vous rappeler qu'il est inacceptable de le mélanger avec des engrais phosphorés.

Le prochain engrais est nitrate de sodium, sa formule chimique est NaNO₃. Cet engrais est cristallin, il contient un peu moins - jusqu'à 17 % d'azote. Le nitrate de sodium est très soluble dans l'eau et est bien absorbé par les racines des plantes. Cet engrais est universel et adapté à diverses cultures. Cet engrais ne peut pas être appliqué en automne : l’azote qu’il contient sera activement lesvé dans les eaux souterraines.

Compte tenu de son excellente solubilité dans l’eau et de son hygroscopique, cet engrais doit être stocké dans des endroits secs.

Engrais à base d'ammonium

Le groupe suivant est celui des engrais à base d'ammonium. Le premier de ce groupe est sulfate d'ammonium, sa formule chimique est (NH 4) 2 SO 4. Extérieurement, cet engrais est une poudre blanche comme neige, qui contient un peu plus de 20 % d'azote.

Le sulfate d'ammonium peut être utilisé à la fois comme engrais azoté principal et comme engrais supplémentaire. Cet engrais peut être appliqué à l’automne : l’azote qu’il contient est fixé dans le sol sans être entraîné dans les eaux souterraines.

Avec l'application annuelle et systématique de sulfate d'ammonium sur le sol, une acidification du sol peut se produire, pour laquelle cet engrais doit être mélangé avec de la chaux ou de la craie dans un rapport de un à deux.

Le sulfate d'ammonium n'est pas hygroscopique, son stockage ne pose donc généralement aucun problème. La principale chose à retenir est que cet engrais ne peut pas être appliqué en combinaison avec des engrais alcalins, car il existe un risque de suppression de l'activité de l'azote.

Chlorure d'ammonium, est sa formule chimique NH₄Cl. Cet engrais contient environ 26 % d'azote. Extérieurement, le chlorure d'ammonium est une poudre jaune-blanche. Lorsque le chlorure d'ammonium est appliqué, il n'y a pas de lessivage du sol ; pendant le stockage, cet engrais ne s'agglutine pas et même après de nombreuses années de stockage, il ne nécessite pas de broyage. L'azote libéré par le chlorure d'ammonium dans le sol est parfaitement absorbé par les plantes.

Le principal inconvénient de cet engrais est le chlore contenu dans sa composition. Ainsi, lorsque 10 kg d'azote sont ajoutés au sol, en termes de substance active, environ deux fois plus de chlore pénètre dans le sol, et il est considéré comme toxique pour la plupart des plantes. Compte tenu de cela, l'application de chlorure d'ammonium doit être effectuée exclusivement à l'automne afin de désactiver le composant chloré, mais en même temps jusqu'à 2 % d'azote est perdu.

Engrais au nitrate d'ammonium

La catégorie suivante est celle des engrais au nitrate d'ammonium, le leader de ce groupe étant le nitrate d'ammonium. Formule chimique nitrate d'ammonium ressemble à ceci - NH₄NO₃. Cet engrais se présente sous la forme d’une poudre granuleuse blanchâtre. L'engrais contient environ 36 % d'azote. Le nitrate d'ammonium peut être utilisé comme engrais principal ou comme engrais supplémentaire.

Cet engrais est classé comme substance sans ballast, son utilisation principale concerne donc les régions présentant un déficit d'humidité de l'eau. Il est à noter que sur les sols présentant un excès d'humidité, l'efficacité de l'utilisation de cet engrais est réduite presque au minimum, car l'azote contenu dans l'engrais est presque entièrement lesvé dans les eaux souterraines.

Le nitrate d'ammonium, en raison de son hygroscopique accrue, ne tolère pas le stockage dans des pièces humides, où il durcit et s'agglutine assez rapidement. Bien entendu, cela ne veut pas dire que l’engrais devient inutilisable, juste avant de l’ajouter au sol, il faudra broyer le salpêtre, ce qui peut parfois s’avérer assez difficile.

Si vous envisagez de créer un mélange de nitrate d'ammonium et d'engrais phosphoré, par exemple, vous devez d'abord mélanger le superphosphate avec n'importe quel engrais neutralisant, par exemple de la farine de dolomite, de la craie ou de la chaux, et l'étape suivante consiste à le mélanger avec du nitrate d'ammonium.

N'oubliez pas que l'application systématique et annuelle de nitrate d'ammonium sur le sol entraîne une augmentation de son taux d'acidité. Il est à noter que le niveau d'acidité du sol augmente le plus activement avec le temps et qu'aux premiers stades de son application, le changement d'acidité est imperceptible.

Afin d'éviter l'acidification du sol, le nitrate d'ammonium doit être ajouté avec de la craie, de la farine de dolomite et de la chaux dans un rapport de 1 à 2.

Il est intéressant de noter qu'à l'heure actuelle, le nitrate d'ammonium sous sa forme pure n'est pratiquement pas vendu ; il est vendu sous forme de divers types de mélanges. Un mélange composé de 60 % de nitrate d'ammonium et de 40 % de divers composants neutralisants est très populaire et bénéficie de bonnes critiques lorsqu'il est utilisé. Dans ce rapport, le mélange contient environ 19 à 21 % d'azote.

Granulés d'engrais azoté - urée. © thechemco

Groupe – engrais amidés

Urée, - sa formule chimique est CH 4 N 2 O. L'urée a un autre nom - le carbamide ; cet engrais est considéré comme l'un des plus efficaces. L'urée contient environ 47 % d'azote, parfois 1 % de moins. Extérieurement, ce sont des granules blancs comme neige. Cet engrais a une capacité accrue à acidifier le sol, il ne peut donc être appliqué qu'avec des substances neutralisantes - farine de dolomite, craie, chaux. L'urée est très rarement utilisée comme engrais principal ; elle est généralement utilisée comme alimentation foliaire supplémentaire. C'est également un excellent engrais foliaire car il ne brûle pas les limbes des feuilles, mais est bien absorbé par les plantes.

Au total, deux marques d'urée sont connues, appelées A et B. La marque appelée A n'appartient pas à la catégorie des très efficaces et est extrêmement rarement utilisée dans la production végétale. En règle générale, l'urée de qualité A est utilisée comme additif alimentaire pour les animaux, tels que les chèvres, les vaches et les chevaux. La marque d'urée portant le nom B est de l'urée traitée avec des additifs, utilisés spécifiquement comme engrais.

Engrais azotés liquides

Ammoniac hydraté, ou de l'hydroxyde d'ammonium (ammoniaque ou ammoniaque liquide). La formule chimique de l'hydroxyde d'ammonium est NH 4 OH. Essentiellement, l’eau ammoniaquée est de l’ammoniac dissous dans l’eau. Il existe deux types d'ammoniac liquide, le premier contient pas moins de 19 % et pas plus de 26 % d'azote, et le second peut contenir de 15 % d'azote à 21 %. Habituellement, l'eau ammoniaquée est appliquée à l'aide d'un équipement spécial capable d'incorporer cet engrais dans le sol jusqu'à une profondeur d'environ 14 à 16 cm.

Les avantages des engrais liquides sont leur prix extrêmement bas, leur absorption rapide par les plantes, leur longue période d'action et leur répartition uniforme dans le sol. Il existe également des inconvénients, tels qu'un transport et un stockage assez compliqués, la possibilité de brûlures graves sur les feuilles lorsque l'engrais entre en contact avec leur surface et la nécessité d'un équipement spécial conçu pour l'application d'engrais liquides.

Engrais organiques azotés

Comme on le sait, l'azote est présent dans les composés organiques, mais sa quantité est faible. Par exemple, dans la litière du bétail, il n'y a pas plus de 2,6 % d'azote. Dans les fientes d'oiseaux, qui sont assez toxiques, elle atteint jusqu'à 2,7 %. L'azote est également présent dans le compost, mais sa quantité, en fonction des « ingrédients » du compost, varie considérablement. La plus grande quantité d'azote se trouve dans le compost composé de limon des lacs, de litière de feuilles, de masse verte de mauvaises herbes et de tourbe de basse altitude. Compte tenu de l'instabilité de la teneur en azote des engrais organiques, son utilisation comme engrais principal n'est pas souhaitable et menace les plantes de carence nutritionnelle et de manque d'azote. De plus, ces engrais, bien que lentement, acidifient toujours le sol.

Cultures pour lesquelles l’azote est particulièrement important

En général, chaque culture a besoin d’azote, mais les doses d’application varient pour certaines cultures. Dans cette optique, toutes les plantes peuvent être regroupées en catégories en fonction de leurs besoins en azote.

Vers la première catégorie Vous pouvez inclure des plantes qui doivent être nourries en azote avant de les planter en pleine terre pour activer leur croissance et leur développement. Pour de telles cultures, environ 26 à 28 g d'azote par mètre carré sont nécessaires en termes de nitrate d'ammonium et par mètre carré de surface. Cette catégorie comprend les cultures maraîchères : pommes de terre, choux, poivrons, aubergines, courgettes, potiron et rhubarbe ; à partir de baies et de fruits : prune, cerise, framboise, mûre et fraise ; de fleurs : lilas, rose, dahlia, pivoine, violette, phlox, baume, œillet, capucine et zinnia.

Deuxième groupe Ce sont des cultures qui nécessitent moins d’azote. Habituellement, seuls 18 à 19 g d'azote suffisent en termes de nitrate d'ammonium et par mètre carré de surface. Les cultures maraîchères comprennent ici : les tomates, le persil, le concombre, les carottes, le maïs, les betteraves et l'ail ; à partir de fruits et de baies : pommier, groseille, groseille ; des fleurs : toutes les annuelles et les delphiniums.

Troisième catégorie- ce sont des plantes qui ont besoin d'azote en quantité modérée, pas plus de 10-12 g par mètre carré en nitrate d'ammonium. Les légumes de cette catégorie peuvent inclure : les pommes de terre à maturation précoce, les salades, les radis et les oignons ; des fruits - c'est une poire; de fleurs : bulbeuses, primevères, adonis, saxifrage et marguerite.

Catégorie finale nécessite l'introduction d'une quantité minimale d'azote par mètre carré, pas plus de 5 à 6 g en nitrate d'ammonium. Les cultures maraîchères peuvent inclure des herbes et des légumineuses ; de fleurs - coquelicot, azalée, jeune, bruyère, sedum, Erica, pourpier, rhododendrons et cosmos.

Règles d'utilisation des engrais azotés

N'oubliez pas que seules des doses optimales d'engrais azotés peuvent avoir un effet positif sur le développement et la croissance de diverses cultures, et que la fertilisation doit être calculée en fonction du pourcentage d'azote dans un engrais particulier, et également appliquée en fonction du type de sol, de la saison et type de plante.

Par exemple, lors de l’application d’azote au sol à l’automne, il existe un risque qu’il soit entraîné dans les eaux souterraines. Par conséquent, la période la plus appropriée pour appliquer des engrais contenant de l’azote est le printemps.

Si vous envisagez de fertiliser des sols à forte acidité, assurez-vous de mélanger l'azote avec divers composants qui neutralisent l'effet acidifiant - craie, chaux, farine de dolomite. De cette façon, les engrais seront mieux absorbés et le sol ne deviendra pas acide.

Pour les habitants de la zone steppique et de la forêt-steppe, où les sols sont majoritairement secs, il est très important d'appliquer périodiquement des engrais azotés, sans interruptions brusques, ce qui peut affecter les plantes sous forme de retards de croissance, de développement et de rendement réduit.

Il est préférable d'appliquer des engrais azotés sur le sol du chernozem 11 à 12 jours après la fonte des neiges. Il est conseillé d'effectuer la première fertilisation avec de l'urée et, lorsque les plantes entrent dans la phase active de la saison de croissance, d'ajouter du nitrate d'ammonium.

Conséquences d'une carence en azote

Nous l’avons déjà partiellement évoqué, mais la carence en azote n’est pas seulement une manifestation d’un ralentissement de la croissance. De plus, bien souvent, les limbes des feuilles des plantes commencent à acquérir une couleur atypique, ils jaunissent, et c'est le premier signal pour appliquer de l'engrais. En cas de carence sévère en azote, en plus du jaunissement des limbes des feuilles, leurs pointes commencent lentement à se dessécher.

Signes de carence en azote sur les feuilles de maïs. © Chad Lee

Les engrais azotés peuvent-ils être nocifs ?

Oui, peut-être, s'il y en a un excès. Habituellement, lorsqu'il y a un excès d'azote, la masse aérienne des plantes commence à se développer trop activement, les pousses s'épaississent, les limbes des feuilles s'agrandissent et les entre-nœuds deviennent plus gros. La masse verte acquiert une richesse et une douceur atypiques, et la floraison est soit faible et courte, soit ne se produit pas du tout, par conséquent, l'ovaire ne se forme pas et les fruits et les baies ne se forment pas.

S'il y a beaucoup d'azote, quelque chose comme des brûlures apparaît sur les limbes des feuilles; par la suite, ces feuilles meurent et tombent prématurément. La mort du feuillage entraîne parfois une mort partielle du système racinaire, c'est pourquoi l'apport d'azote doit être strictement standardisé.

Résultats. Ainsi, nous comprenons que toutes les plantes ont besoin d'engrais azotés, mais nous devons déterminer correctement leurs dosages et les appliquer conformément au calendrier recommandé, en fonction, entre autres, des propriétés des engrais eux-mêmes.

L'azote est un élément chimique connu de tous. Il est désigné par la lettre N. On peut dire qu'il constitue la base de la chimie inorganique et commence donc à être étudié dès la huitième année. Dans cet article, nous examinerons de plus près l’azote, ainsi que ses caractéristiques et propriétés.

Histoire de la découverte des éléments

Des composés tels que l'ammoniac, le nitrate et l'acide nitrique étaient connus et utilisés dans la pratique bien avant que l'azote pur ne soit obtenu à l'état libre.

Dans une expérience menée en 1772, Daniel Rutherford a brûlé du phosphore et d'autres substances dans une cloche en verre. Il a découvert que le gaz restant après la combustion des composés ne favorise pas la combustion et la respiration, et l’a appelé « air suffocant ».

En 1787, Antoine Lavoisier établit que les gaz qui composent l'air ordinaire sont de simples éléments chimiques et propose le nom d'« Azote ». Un peu plus tard (en 1784), le physicien Henry Cavendish prouva que cette substance faisait partie du nitrate (un groupe de nitrates). C’est de là que vient le nom latin de l’azote (du latin tardif nitrum et du grec gennao), proposé par J. A. Chaptal en 1790.

Au début du XIXe siècle, les scientifiques avaient clarifié l'inertie chimique de l'élément à l'état libre et son rôle exceptionnel dans les composés avec d'autres substances. À partir de ce moment, la « liaison » de l’azote de l’air est devenue le problème technique le plus important en chimie.

Propriétés physiques

L'azote est légèrement plus léger que l'air. Sa densité est de 1,2506 kg/m³ (0 °C, 760 mm Hg), point de fusion - -209,86 °C, point d'ébullition - -195,8 °C. L'azote est difficile à liquéfier. Sa température critique est relativement basse (-147,1 °C), tandis que la pression critique est assez élevée – 3,39 Mn/m². Densité à l'état liquide - 808 kg/m³. Cet élément est moins soluble dans l'eau que l'oxygène : 23,3 g de N peuvent être dissous dans 1 m³ (à 0 °C) de H₂O. Ce chiffre est plus élevé lorsqu'on travaille avec certains hydrocarbures.

Lorsqu'il est chauffé à basse température, cet élément n'interagit qu'avec les métaux actifs. Par exemple, avec du lithium, du calcium, du magnésium. L'azote réagit avec la plupart des autres substances en présence de catalyseurs et/ou à des températures élevées.

Les composés de N avec O₂ (oxygène) N₂O₅, NO, N₂O₃, N₂O, NO₂ ont été bien étudiés. À partir d'eux, lors de l'interaction des éléments (t - 4000°C), AUCUN oxyde ne se forme. De plus, pendant le processus de refroidissement, il est oxydé en NO₂. Des oxydes d'azote se forment dans l'air lors du passage des rejets atmosphériques. Ils peuvent être obtenus par action de rayonnements ionisants sur un mélange de N et O₂.

Lorsque N₂O₃ et N₂O₅ sont dissous respectivement dans l'eau, les acides HNO₂ et HNO₂ sont obtenus, formant des sels - nitrates et nitrites. L'azote se combine à l'hydrogène exclusivement en présence de catalyseurs et à haute température, formant du NH₃ (ammoniac). De plus, d'autres composés (ils sont assez nombreux) de N avec H₂ sont connus, par exemple le diimide HN = NH, l'hydrazine H₂N-NH₂, l'octazone N₈H₁₄, l'acide HN₃ et autres.

Il convient de dire que la plupart des composés hydrogène + azote sont isolés exclusivement sous forme de dérivés organiques. Cet élément ne réagit pas (directement) avec les halogènes, tous ses halogénures ne sont donc obtenus qu'indirectement. Par exemple, NF₃ se forme lorsque l’ammoniac réagit avec le fluor.

La plupart des halogénures d'azote sont des composés faiblement stables ; les oxyhalogénures sont plus stables : NOBr, NO₂F, NOF, NOCl, NO₂Cl. La combinaison directe de N avec le soufre ne se produit pas non plus ; N₄S₄ est obtenu lors de la réaction ammoniac + soufre liquide. Lorsque le coke chaud réagit avec N, du cyanogène (CN)₂ se forme. En chauffant l'acétylène C₂H₂ avec de l'azote à 1 500 °C, du cyanure d'hydrogène HCN peut être obtenu. Lorsque N interagit avec des métaux à des températures relativement élevées, des nitrures se forment (par exemple Mg₃N₂).

Lorsque l'azote ordinaire est exposé à des décharges électriques [à une pression de 130 à 270 n/m² (correspondant à 1 à 2 mm Hg)] et lors de la décomposition de Mg₃N₂, BN, TiNx et Ca₃N₂, ainsi que lors de décharges électriques dans le l'air, de l'azote actif peut se former, ayant des réserves d'énergie accrues. Contrairement au moléculaire, il interagit très énergiquement avec l'hydrogène, les vapeurs de soufre, l'oxygène, certains métaux et le phosphore.

L'azote fait partie d'un certain nombre de composés organiques importants, notamment les acides aminés, les amines, les composés nitrés et autres.

Obtenir de l'azote

En laboratoire, cet élément peut être facilement obtenu en chauffant une solution concentrée de nitrite d'ammonium (formule : NH₄NO₂ = N₂ + 2H₂O). La méthode technique d'obtention de N repose sur la séparation de l'air pré-liquéfié, qui est ensuite soumis à une distillation.

Champ d'application

L'essentiel de l'azote libre obtenu est utilisé dans la production industrielle d'ammoniac, qui est ensuite transformé en assez grandes quantités en engrais, en explosifs, etc.

En plus de la synthèse directe de NH₃ à partir d'éléments, la méthode au cyanamide développée au début du siècle dernier est utilisée. Elle est basée sur le fait qu'à t = 1 000 °C, le carbure de calcium (formé en chauffant un mélange de charbon et de chaux dans un four électrique) réagit avec l'azote libre (formule : CaC₂ + N₂ = CaCN₂ + C). Le cyanamide de calcium résultant se décompose sous l'influence de la vapeur d'eau chauffée en CaCO₃ et 2NH₃.

Sous sa forme libre, cet élément est utilisé dans de nombreuses industries : comme milieu inerte dans divers procédés métallurgiques et chimiques, lors du pompage de liquides inflammables, pour remplir les espaces des thermomètres à mercure, etc. À l'état liquide, il est utilisé dans diverses unités de réfrigération. . Il est transporté et stocké dans des récipients Dewar en acier, et le gaz comprimé est stocké dans des bouteilles.

De nombreux composés azotés sont également largement utilisés. Leur production a commencé à se développer rapidement après la Première Guerre mondiale et a aujourd'hui atteint des proportions vraiment énormes.

Cette substance est l'un des principaux éléments biogéniques et fait partie des éléments les plus importants des cellules vivantes - les acides nucléiques et les protéines. Cependant, la quantité d’azote dans les organismes vivants est faible (environ 1 à 3 % en poids sec). Le matériel moléculaire présent dans l’atmosphère n’est assimilé que par les algues bleu-vert et certains micro-organismes.

Des réserves assez importantes de cette substance sont concentrées dans le sol sous forme de divers composés minéraux (nitrates, sels d'ammonium) et organiques (composés d'acides nucléiques, de protéines et de leurs produits de dégradation, y compris des restes non encore complètement décomposés de la flore et de la faune).

Les plantes absorbent parfaitement l'azote du sol sous forme de composés organiques et inorganiques. Dans des conditions naturelles, les micro-organismes spéciaux du sol (ammonificateurs) sont d'une grande importance, capables de minéraliser l'azote organique du sol en sels d'ammonium.

L'azote nitrique dans le sol se forme au cours de la vie des bactéries nitrifiantes, découvertes par S. Winogradsky en 1890. Ils oxydent les sels d'ammonium et l'ammoniac en nitrates. Une partie de la substance assimilée par la flore et la faune est perdue sous l'action des bactéries dénitrifiantes.

Les micro-organismes et les plantes absorbent parfaitement à la fois le nitrate et l'ammonium N. Ils convertissent activement les matières inorganiques en divers composés organiques - acides aminés et amides (glutamine et asparagine). Ces dernières font partie de nombreuses protéines de micro-organismes, de plantes et d'animaux. La synthèse de l'asparagine et de la glutamine par amidation (enzymatique) des acides aspartique et glutamique est réalisée par de nombreux représentants de la flore et de la faune.

La production d'acides aminés se produit par l'amination réductrice d'un certain nombre d'acides cétoniques et d'acides aldéhydiques, résultant de la transamination enzymatique, ainsi que de l'oxydation de divers glucides. Les produits finaux de l'assimilation de l'ammoniac (NH₃) par les plantes et les micro-organismes sont des protéines qui font partie du noyau cellulaire, du protoplasme, et sont également déposées sous forme de protéines dites de stockage.

Les humains et la plupart des animaux ne peuvent synthétiser les acides aminés que dans une mesure assez limitée. Ils ne sont pas capables de produire huit composés essentiels (lysine, valine, phénylalanine, tryptophane, isoleucine, leucine, méthionine, thréonine), et donc leur principale source d'azote sont les protéines consommées avec les aliments, c'est-à-dire, en fin de compte, les propres protéines des micro-organismes. et les plantes.