Slāpeklis ir plaši pazīstams ķīmiskais elements, ko apzīmē ar burtu N. Šis elements, iespējams, ir neorganiskās ķīmijas pamatā, to sāk detalizēti apgūt 8. klasē. Šajā rakstā mēs apskatīsim šo ķīmisko elementu, kā arī tā īpašības un veidus.
Ķīmiskā elementa atklāšanas vēsture
Slāpeklis ir elements, ko pirmo reizi ieviesa slavenais franču ķīmiķis Antuāns Lavuazjē. Taču daudzi zinātnieki cīnās par slāpekļa atklājēja titulu, starp tiem ir Henrijs Kavendišs, Kārlis Šēls, Daniels Raterfords.
Henrijs Kavendišs eksperimenta rezultātā pirmais izolēja ķīmisko elementu, taču nesaprata, ka saņēmis vienkāršu vielu. Viņš ziņoja par savu pieredzi Džozefam Prīstlijam, kurš arī veica vairākus pētījumus. Iespējams, arī Prīstlijam izdevās izolēt šo elementu, taču zinātnieks nevarēja saprast, ko tieši viņš saņēmis, tāpēc atklājēja titulu viņš nebija pelnījis. Kārlis Šēle vienlaikus veica to pašu pētījumu, taču nenonāca pie pareiza secinājuma.
Tajā pašā gadā Danielam Raterfordam izdevās ne tikai iegūt slāpekli, bet arīaprakstiet to, publicējiet disertāciju un norādiet elementa ķīmiskās pamatīpašības. Taču pat Rezerfords līdz galam nesaprata, ko saņēmis. Tomēr tieši viņš tiek uzskatīts par atklājēju, jo viņš bija vistuvāk risinājumam.
Nosaukuma slāpeklis izcelsme
No grieķu valodas "slāpeklis" tiek tulkots kā "nedzīvs". Tas bija Lavuazjē, kurš strādāja pie nomenklatūras noteikumiem un nolēma elementu nosaukt šādā veidā. 18. gadsimtā par šo elementu bija zināms tikai tas, ka tas neatbalstīja ne degšanas, ne elpošanas reakcijas. Tāpēc šis nosaukums tika pieņemts.
Latīņu valodā slāpekli sauc par "nitrogēniju", kas tulkojumā nozīmē "salpetra dzemdēšana". No latīņu valodas parādījās slāpekļa apzīmējums - burts N. Taču pats nosaukums daudzās valstīs neiesakņojās.
Elementu pārpilnība
Slāpeklis, iespējams, ir viens no visizplatītākajiem elementiem uz mūsu planētas, tā ieņem ceturto vietu pēc pārpilnības. Elements ir atrodams arī Saules atmosfērā, uz planētām Urāns un Neptūns. Titāna, Plutona un Tritona atmosfēra sastāv no slāpekļa. Turklāt Zemes atmosfērā ir 78–79 procenti šī ķīmiskā elementa.
Slāpeklim ir svarīga bioloģiskā loma, jo tas ir nepieciešams augu un dzīvnieku pastāvēšanai. Pat cilvēka organismā ir 2 līdz 3 procenti šī ķīmiskā elementa. Daļa no hlorofila, aminoskābēm, olb altumvielām, nukleīnskābēm.
Šķidrumsslāpeklis
Šķidrais slāpeklis ir bezkrāsains caurspīdīgs šķidrums, ir viens no ķīmiskās vielas agregācijas stāvokļiem. Šķidrais slāpeklis tiek plaši izmantots rūpniecībā, celtniecībā un medicīnā. To izmanto organisko materiālu sasaldēšanai, dzesēšanas iekārtām un medicīnā kārpu noņemšanai (estētiskā medicīna).
Šķidrais slāpeklis nav toksisks un nav sprādzienbīstams.
Molekulārais slāpeklis
Molekulārais slāpeklis ir elements, kas atrodas mūsu planētas atmosfērā un veido lielu tās daļu. Molekulārā slāpekļa formula ir N2. Šāds slāpeklis reaģē ar citiem ķīmiskiem elementiem vai vielām tikai ļoti augstā temperatūrā.
Fizikālās īpašības
Normālos apstākļos ķīmiskais elements slāpeklis ir gāze, kas ir bez smaržas, bezkrāsas un praktiski nešķīst ūdenī. Šķidrais slāpeklis pēc savas konsistences atgādina ūdeni, tas ir arī caurspīdīgs un bezkrāsains. Slāpeklim ir cits agregācijas stāvoklis, temperatūrā zem -210 grādiem tas pārvēršas par cietu vielu, veido daudzus lielus sniegb altus kristālus. Absorbē skābekli no gaisa.
Ķīmiskās īpašības
Slāpeklis pieder pie nemetālu grupas un pārņem īpašības no citiem šīs grupas ķīmiskajiem elementiem. Parasti nemetāli nav labi elektrības vadītāji. Slāpeklis veido dažādus oksīdus, piemēram, NO (monoksīdu). NO jeb slāpekļa oksīds ir muskuļu relaksants (viela, kas ievērojami atslābina muskuļus, neradot nekādu kaitējumu vai citu ietekmicilvēka organisms). Oksīdi, kas satur vairāk slāpekļa atomu, piemēram, N2O, ir smieklu gāze ar viegli saldenu garšu, ko medicīnā izmanto kā anestēzijas līdzekli. Taču oksīdam NO2 nav nekāda sakara ar pirmajiem diviem, jo tā ir diezgan kaitīga izplūdes gāze, kas atrodama automašīnu izplūdes gāzēs un nopietni piesārņo atmosfēru.
Slāpekļskābe, ko veido ūdeņradis, slāpeklis un trīs skābekļa atomi, ir spēcīga skābe. To plaši izmanto mēslošanas līdzekļu, juvelierizstrādājumu ražošanā, organiskajā sintēzē, militārajā rūpniecībā (sprāgstvielu, raķešu degvielas ražošanā un indīgu vielu sintēzē), krāsvielu, medikamentu uc ražošanā. Slāpekļskābe ir ļoti kaitīga cilvēka ķermenis, atstājot uz ādas čūlas un ķīmisko vielu atliekas. apdegumus.
Cilvēki maldīgi uzskata, ka oglekļa dioksīds ir slāpeklis. Faktiski, pateicoties tā ķīmiskajām īpašībām, elements normālos apstākļos reaģē tikai ar nelielu skaitu elementu. Un oglekļa dioksīds ir oglekļa monoksīds.
Ķīmiskā elementa pielietošana
Slāpekli šķidrā stāvoklī izmanto medicīnā aukstuma ārstēšanai (krioterapijai), kā arī kulinārijā kā aukstumaģentu.
Šis elements ir atradis plašu pielietojumu arī rūpniecībā. Slāpeklis ir sprādzienbīstama un ugunsdroša gāze. Turklāt tas novērš puves un oksidēšanos. Tagad slāpekli izmanto raktuvēs, lai radītu sprādziendrošu vidi. Gāzveida slāpeklis tiek izmantots naftas ķīmijā.
Ķīmijārūpniecību bez slāpekļa ir ļoti grūti izdarīt. To izmanto dažādu vielu un savienojumu, piemēram, dažu mēslošanas līdzekļu, amonjaka, sprāgstvielu, krāsvielu, sintēzei. Tagad liels daudzums slāpekļa tiek izmantots amonjaka sintēzei.
Šī viela ir reģistrēta kā pārtikas piedeva pārtikas rūpniecībā.
Maisījums vai tīra viela?
Pat 18. gadsimta pirmās puses zinātnieki, kuriem izdevās izolēt ķīmisko elementu, uzskatīja, ka slāpeklis ir maisījums. Bet starp šiem jēdzieniem ir liela atšķirība.
Tīrai vielai ir vesels konstantu īpašību komplekss, piemēram, sastāvs, fizikālās un ķīmiskās īpašības. Maisījums ir savienojums, kas satur divus vai vairākus ķīmiskos elementus.
Tagad mēs zinām, ka slāpeklis ir tīra viela, jo tas ir ķīmisks elements.
Studējot ķīmiju, ļoti svarīgi ir saprast, ka slāpeklis ir visas ķīmijas pamatā. Tas veido dažādus savienojumus, ar kuriem mēs visi sastopamies, tostarp smieklu gāzi, brūno gāzi, amonjaku un slāpekļskābi. Nav brīnums, ka ķīmija skolā sākas tieši ar tāda ķīmiskā elementa kā slāpekļa izpēti.
