Химические свойства азота. Азот и кислород и их взаимодействие

Азот (англ. Nitrogen, франц. Azote, нем. Stickstoff) был открыт почти одновременно несколькими исследователями. Кавендиш получил азот из воздуха (1772), пропуская последний через раскаленный уголь, а затем через раствор щелочи для поглощения углекислоты. Кавендиш не дал специального названия новому газу, упоминая о нем как о мефитическом воздухе (лат. - mephitis - удушливое или вредное испарение земли). Официально открытие азота обычно приписывается Резерфорду, опубликовавшему в 1772 г. диссертацию "О фиксируемом воздухе, называемом иначе удушливым", где впервые описаны некоторые химические свойства азота. В эти же годы Шееле получил азот из атмосферного воздуха тем же путем, что и Кавендиш. Он назвал новый газ испорченным воздухом (Verdorbene Luft). Пристли (1775) назвал азот флогистированным воздухом (Air phlogisticated). Лавуазье в 1776-1777 гг. подробно исследовал состав атмосферного воздуха и установил, что 4/5 его объема состоят из удушливого газа (Air mofette).
Лавуазье предложил назвать элемент "азот" от отрицательной греческой приставки "а" и слова жизнь "зоэ", подчеркивая его неспособность поддерживать дыхание. В 1790 году для азота было предложено название "нитроген" (nitrogene - "образующий селитру"), что и стало в дальнейшем основой международного названия элемента (Nitrogenium) и символа азота - N.

Нахождение в природе, получение:

Азот в природе встречается главным образом в свободном состоянии. В воздухе объемная доля его составляет 78,09%, а массовая доля - 75,6%. Соединения азота в небольших количествах содержатся в почвах. Азот входит в состав белковых веществ и многих естественных органических соединений. Общее содержание азота в земной коре 0,01%.
В атмосфере азота содержится примерно 4 квадрильона (4·10 15) тонн, а в океанах - около 20 триллионов (20·10 12) тонн. Незначительная часть этого количества - около 100 миллиардов тонн - ежегодно связывается и включается в состав живых организмов. Из этих 100 миллиардов тонн связанного азота только 4 миллиарда тонн содержится в тканях растений и животных - все остальное накапливается в разлагающих микроорганизмах и в конце концов возвращается в атмосферу.
В технике азот получают из воздуха. Для получения азота воздух переводят в жидкое состояние, а затем испарением отделяют азот от менее летучего кислорода (t кип N 2 = -195,8°С, t кип O 2 = -183°С)
В лабораторных условиях чистый азот можно получить разлагая нитрит аммония или смешивая при нагревании растворы хлорида аммония и нитрита натрия:
NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O; NH 4 Cl + NaNO 2 NaCl + N 2 + 2H 2 O.

Физические свойства:

Природный азот состоит из двух изотопов: 14 N и 15 N. При обычных условиях азот - газ без цвета, запаха и вкуса, немного легче воздуха, плохо растворяется в воде (в 1 л воды растворяется 15,4 мл азота, кислорода - 31 мл). При температуре -195,8°C азот переходит в бесцветную жидкость, а при температуре -210,0°C - в белое твердое вещество. В твердом состоянии существует в виде двух полиморфных модификаций: ниже -237,54°C устойчива форма с кубической решеткой, выше - с гексагональной.
Энергия связи атомов в молекуле азота очень велика и составляет 941,6 кДж/моль. Расстояние между центрами атомов в молекуле 0,110 нм. Молекула N 2 диамагнитна. Это свидетельствует о том, что связь между атомами азота тройная.
Плотность газообразного азота при 0°C 1,25046 г/дм 3

Химические свойства:

При обычных условиях азот - химически малоактивное вещество из-за прочной ковалентной связи. В обычных условиях реагирует только с литием, образуя нитрид: 6Li + N 2 = 2Li 3 N
С повышением температуры активность молекулярного азота увеличивается, при этом он может быть может быть и окислителем (с водородом, металлами), и восстановителем (с кислородом, фтором). При нагревании, повышенном давлении и в присутствии катализатора азот взаимодействует с водородом образуя аммиак: N 2 + 3H 2 = 2NH 3
С кислородом азот соединяется только в электрической дуге с образованием оксида азотa(II): N 2 + O 2 = 2NO
В электрическом разряде возможна и реакция со фтором: N 2 + 3F 2 = 2NF 3

Важнейшие соединения:

Азот способен образовывать химические соединения, находясь во всех степенях окисления от +5 до -3. Соединения в положительных степенях окисления азот образует с фтором и кислородом, причем в степенях окисления больше +3 азот может находиться только в соединениях с кислородом.
Аммиак , NH 3 - бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворяется в воде ("нашатырный спирт"). Аммиак обладает основными свойствами, взаимодействует с водой, галогеноводородами, кислотами:
NH 3 + H 2 O NH 3 *H 2 O NH 4 + + OH - ; NH 3 + HCl = NH 4 Cl
Один из типичных лигандов в комплексных соединениях: Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2 (фиол., р-рим)
Восстановитель: 2NH 3 + 3CuO 3Cu + N 2 + 3H 2 O.
Гидразин - N 2 H 4 (пернитрид водорода), ...
Гидроксиламин - NH 2 OH, ...
Оксид азота(I) , N 2 O (закись азота, веселящий газ). ...
Оксид азота(II) , NO - бесцветный газ, не имеет запаха, в воде малорастворим, относится к несолеобразующим. В лаборатории получают при взаимодействии меди и разбавленной азотной кислоты:
3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
В промышленности получают каталитическим окислением аммиака при получении азотной кислоты:
4NH 3 + 5O 2 4NO + 6 H 2 O
Легко окисляется до оксида азота(IV): 2NO + O 2 = 2NO 2
Оксид азота(III) , ??? ...
...
Азотистая кислота , ??? ...
...
Нитриты , ??? ...
...
Оксид азота(IV) , NO 2 - ядовитый газ бурого цвета, имеет характерный запах, хорошо растворяется в воде, давая при этом две кислоты, азотистую и азотную: H 2 O + NO 2 = HNO 2 + HNO 3
При охлаждении переходит в бесцветный димер: 2NO 2 N 2 O 4
Оксид азота(V) , ??? ...
...
Азотная кислота , HNO 3 - бесцветная жидкость с резким запахом, t кип = 83°С. Сильная кислота, соли - нитраты. Один из сильнейших окислителей, что обусловлено наличием в составе кислотного остатка атома азота в высшей степени окисления N +5 . При взаимодействии азотной кислоты с металлами в качестве основного продукта выделяется не водород, а различные продукты восстановления нитрат-иона:
Cu + 4HNO 3 (конц) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;
4Mg + 10HNO 3 (оч.разб.) = 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 5H 2 O.
Нитраты , ??? ...
...

Применение:

Широко используется для создания инертной среды - наполнения электрических ламп накаливания и свободного пространства в ртутных термометрах, при перекачке жидкостей, в пищевой промышленности как упаковочный газ. Им азотируют поверхность стальных изделий, в поверхностном слое образуются нитриды железа, которые придают стали большую твердость. Жидкий азот часто используется для глубокого охлаждения различных веществ.
Важное значение азот имеет для жизни растений и животных, поскольку он входит в состав белковых веществ. В больших количествах азот применяется для получения аммиака. Соединения азота находят применение в производстве минеральных удобрений, взрывчатых веществ и во многих отраслях промышленности.

Л.В. Черкашина
ХФ ТюмГУ, гр. 542(I)

Источники:
- Г.П. Хомченко. Пособие по химии для поступающих в вузы. М., Новая волна, 2002.
- А.С. Егоров, Химия. Пособие-репетитор для поступающих в вузы. Ростов-на-Дону, Феникс, 2003.
- Открытие элементов и происхождение их названий/

Трудно говорить о химических свойствах элемента, который так мало активен, как азот.

В отличие от кислорода, который взаимодействует почти со всеми элементами, встречающимися в природе, газообразный азот при комнатной температуре соединяется с единственным элементом - литием, образуя при этом нитрид лития (N2 + 6Li = 2LiзN).

С другими химическими элементами азот вступает в реакцию только при высокой температуре, большом давлении и в присутствии катализатора.

С металлами, как в случае лития, азот дает нитриды, в которых он обычно бывает трехвалентным. Образование нитридов происходит при высокой температуре, при непосредственном взаимодействии элементарного азота с раскаленным металлом.

Существует реакция, протекание которой как будто бы опровергает малую активность азота. Это реакция образования нитрида алюминия из окиси алюминия и азота при высокой температуре (Аl2Оз + N2 + 3С = 2AlN + 3СО). Может показаться, что в этой реакции азот более активен, чем кислород, и что при высокой температуре ему удается отобрать алюминий у кислорода.

На самом же деле это не так. В отсутствии углерода азот не способен вытеснить кислород из окиси алюминия, так же как без азота нельзя получить окись углерода из окиси алюминия и угля. Дело в том, что в раскаленной смеси окиси алюминия с углем в присутствии азота создаются благоприятные условия для получения окиси углерода с одновременным образованием довольно устойчивого нитрида алюминия.

Если через нагретую смесь соды с углем пропустить азот, получается натриевая соль синильной кислоты или цианистый натрий и окись углерода

(Nа2СОз + 4С + +N2 = 2NaCN + 3СО).

Азот довольно легко поглощается раскаленным карбидом кальция (СаС2), образуя при этом важный технический продукт - цианамид кальция

(СаС2 + N2 = = Ca(CN)2 + С).

Существуют и другие реакции которые для азота кажутся необычными. При высокой температуре уран так бурно соединяется с азотом, что создается впечатление, будто бы уран горит в атмосфере азота так же, как железная проволока горит в кислороде. Так же бурно реагирует с азотом раскаленный цезий.

Нитриды металлов очень неустойчивы и разлагаются на гидраты металлов и аммиак (AlN + + 3Н2О = Аl (ОН)3 + NН3). Окись азота - бесцветный газ тяжелее воздуха, не растворяется в воде и представляет собой несолеобразующий оксид. С кислородом она сразу же вступает в реакцию и дает двуокись азота (2NO + 02 = 2N02).

В лаборатории окись азота получают действием азотной кислоты на медь. Если в колбу, наполненную разбавленной азотной кислотой опустить несколько кусочков меди, то сразу же начнут выделяться пузырьки бесцветного газа - окиси азота. Если собрать окись азота в цилиндр и оставить его открытым, то газ в цилиндре начнет буреть с поверхности и постепенно бурый слой будет увеличиваться, продвигаясь вглубь цилиндра. Это окись азота окисляется до двуокиси азота кислородом воздуха.

Аммиак (NН3) - простейшее соединение азота и водорода. Из всех химических соединений азота именно аммиак - наиболее важный промышленный продукт. В настоящее время самое широкое применение в промышленности находит аммиак, полученный непосредственно из газообразного азота и водорода (N2+3H2=2NНз).

Реакция эта, как видно из уравнения, обратима, т. е. может протекать как в сторону образования аммиака, так и в сторону его разложения на азот и водород. Чтобы заставить реакцию идти в сторону образования аммиака с нужной скоростью, необходимо подобрать наиболее выгодные условия. Такими условиями служат высокие температура и давление, и соответствующий катализатор.

Чрезвычайно важными химическими соединениями азота являются его кислородные соединения.

Известны пять различных окислов азота: закись азота, или веселящий газ (N20), где азот одновалентен; окись азота (NO), в которой азот двухвалентен; азотистый ангидрид, или трехокись азота (N2Оз),- в этом соединении азот трехвалентен; двуокись азота (N02), где азот четырехвалентен, и, наконец, азотный ангидрид, или пятиокись азота (N20s), в которой азот пятивалентен.

Закись азота (N20) не может быть получена из газообразного кислорода и азота, она образуется из азотнокислой соли аммония, которая при осторожном нагревании разлагается на закись азота и воду (NН4NОз = = N20 + 2Н2О).

Закись азота - бесцветный газ, имеет сладковатый вкус и слабый, приятный запах. Свойства этого газа были изучены английским химиком г. Дэви. В 1799 году. Интересуясь действием различных газов на организм человека, Дэви обычно, испытывал их на себе. При вдыхании закиси азота, он пришел в возбужденное состояние, сопровождаемое смехом. За эти свойства закись азота была названа, им веселящим газом. В дальнейшем было установлено, что при более длительном вдыхании закиси азота наступает потеря сознания.

Окись азота (NO) получается соединением азота с кислородом при очень высокой температуре в электрической искре (N2 +02 = 2NO). Реакция эта идет обратимо, то есть наряду с образованием окиси азота идет ее разложение. В электрической искре можно получить сравнительно небольшое количество окиси азота. В природе, также в небольших количествах, окись азота образуется из кислорода и азота воздуха во время грозы.

Окись азота - бесцветный газ тяжелее воздуха, не растворяется в воде и представляет собой несолеобразующий окисел. С кислородом она сразу же вступает в реакцию и дает двуокись азота (2NO + 02 = 2N02).

В лаборатории окись азота получают действием азотной кислоты на медь. Если в колбу, наполненную разбавленной азотной кислотой, .опустить несколько кусочков меди, то сразу же начнут выделяться пузырьки бесцветного газа - окиси азота. Если собрать окись азота в цилиндр и оставить его открытым, то газ в цилиндре начнет буреть с поверхности и постепенно бурый слой будет увеличиваться, продвигаясь вглубь цилиндра. Это окись азота окисляется до двуокиси азота кислородом воздуха.

Двуокись азота (N02) - газ в полтора раза тяжелее воздуха. При охлаждении ниже нуля переходит в жидкость желтоватого цвета, а при температуре - 10° образует бесцветную кристаллическую массу. Двуокись азота хорошо растворяется в воде, и, реагируя с ней, дает азотную и азотистую кислоты (2N02 + Н2О = НNОз + HN02). Азотистый ангидрид, или трехокись азота (N2Оз), при комнатной температуре и атмосферном давлении малоустойчивое газообразное соединение, которое распадается на окись и двуокись азота. Но азотистый ангидрид распадается не до конца: между тремя газообразными веществами устанавливается равновесие, при котором остается 10,5 процента нераспавшейся трехокиси азота.

Азотный ангидрид (N20s) существует только при температуре выше 450-500. Ниже этой температуры он сжижается, а при 300 затвердевает, образуя бесцветные кристаллы.

Аммиак - одно из соединений, важность которого для,неорганической и органической областей химии чрезвычайно велика. Достаточно сказать, что подавляющая часть азотсодержащих соединений получается при участий аммиака. Благодаря способности отдельных видов бактерий и, вероятно, растений превращать азот воздуха в аммиак, на Земле появилась существующая форма жизни.

По некоторым своим свойствам аммиак похож на воду. Правда, при обычной комнатной температуре это бесцветный едкий газ (вспомните запах нашатырного спирта), но ведь и вода может быть газообразной.

Аммиак легко превратить в жидкость. Для этого достаточно его вынести на тридцатипятиградусный мороз.

Получение, аммиака, Подавляющая чacть NНз получается так:

N2+3H2=2NH3+92 кДж

Гидразин. Молекула гидразина - N2H4 является продуктом замещения атома водорода в аммиаке группой NH2:

2NНз+ NaOCl=N2H4+NaCl+ Н2О

Это основание более слабое, чем аммиак.

Безводный гидразин - бесцветная дымящаяся жидкость затвердевающая при 20 С.

Довольно устойчив и лишь при 350 ОС спокойно разлагается на N2 и NH3. С водой смешивается в любых соотношениях, присоединяя молекулу воды, образует гидрат гидразина.

Интерес к гидразину и его значение сразу возросли, когда оказалось, что он может служить жидким ракетным топливом. Горит он в кислороде красивым фиолетовым пламенем

N2H4+02=2H20+N2+Q

На этой реакции основано использование гидразина для ракетных двигателей.

Восстановительные функции гидразина очень сильны. Окислительные свойства у N2H4 почти, отсутствуют. Только сильнейшие восстановители могут превратить гидразин в аммиак, например водород в момент выделения:

Азотистоводородная кислота по своим свойствам резко отличается от аммиака и гидразина, хотя и содержит только атомы водорода и азота

По силе азотистоводородная кислота близка к уксусной, но соли ее растворимы так же хорошо, как и соли соляной кислоты. Сама кислота представляет собой бесцветную летучую жидкость с резким неприятным запахом.

Практически получают кислоту и ее соли при реакции амида натрия с оксиом азота (1).

АЗОТ, N (лат. Nitrogenium * а. nitrogen; н. Stickstoff; ф. azote, nitrogene; и. nitrogeno), — химический элемент V группы периодической системы Менделеева, атомный номер 7, атомная масса 14,0067. Открыт в 1772 английским исследователем Д. Резерфордом.

Свойства азота

При обычных условиях азот — газ без цвета и запаха. Природный азот состоит из двух стабильных изотопов: 14 N (99,635%) и 15 N (0,365%). Молекула азота двухатомная; атомы связаны ковалентной тройной связью NN. Диаметр молекулы азота, определённый разными способами, 3,15-3,53 А. Молекула азота очень устойчива — энергия диссоциации 942,9 кДж/моль.

Молекулярный азот

Константы молекулярного азота: f плавления — 209,86°С, f кипения — 195,8°С; плотность газообразного азота 1,25 кг/ м 3 , жидкого — 808 кг/м 3 .

Характеристика азота

В твёрдом состоянии азот существует в двух модификациях: кубической а-форме с плотностью 1026,5 кг/м 3 и гексагональной b-форме с плотностью 879,2 кг/м 3 . Теплота плавления 25,5 кДж/кг, теплота испарения 200 кДж/кг. Поверхностное натяжение жидкого азота в контакте с воздухом 8,5.10 -3 Н/м; диэлектрическая проницаемость 1,000538. Растворимость азота в воде (см 3 на 100 мл Н 2 О): 2,33 (0°С), 1,42 (25°С) и 1,32 (60°С). Внешняя электронная оболочка атома азота состоит из 5 электронов. Степени окисления азота меняются от 5 (в N 2 О 5) до -3 (в NH 3).

Соединение азота

Азот при нормальных условиях может реагировать с соединениями переходных металлов (Ti, V, Mo и др.), образуя комплексы либо восстанавливаясь с образованием аммиака и гидразина. С такими активными металлами, как , азот взаимодействует при нагревании до сравнительно невысоких температур. С большинством других элементов азот реагирует при высокой температуре и в присутствии катализаторов. Хорошо изучены соединения азота с : N 2 О, NO, N 2 О 5 . С азот соединяется только при высокой температуре и в присутствии катализаторов; при этом образуется аммиак NH 3 . С галогенами азот непосредственно не взаимодействует; поэтому все галогениды азота получают только косвенным путём, например фтористый азот NF 3 — при взаимодействии с аммиаком. С серой также не происходит непосредственного соединения азота. При взаимодействии раскалённого с азотом образуется циан (CN) 2 . При действии на обычный азот электрических разрядов, а также при электрических разрядах в воздухе может образоваться активный азот, представляющий собой смесь молекул и атомов азота, обладающих повышенным запасом энергии. Активный азот весьма энергично взаимодействует с кислородом, водородом, парами , и некоторыми металлами.

Азот — один из самых распространённых элементов на Земле, причём основная его масса (около 4.10 15 т) сосредоточена в свободном состоянии в . Ежегодно при вулканической деятельности в атмосферу выделяется 2.10 6 т азота. Незначительная часть азота концентрируется в (среднее содержание в литосфере 1,9.10 -3 %). Природные соединения азота — хлористый аммоний и различные нитраты (селитры). Нитриды азота могут образовываться только при высоких температурах и давлениях, что, по-видимому, имело место на самых ранних стадиях развития Земли. Крупные скопления селитры встречаются только в условиях сухого пустынного климата ( , и др.). Небольшие количества связанного азота находятся в (1-2,5%) и (0,02-1,5%), а также в водах рек, морей и океанов. Азот накапливается в почвах (0,1 %) и живых организмах (0,3%). Азот входит в состав белковых молекул и многих естественных органических соединений.

Круговорот азота в природе

В природе осуществляется круговорот азота, который включает цикл молекулярного атмосферного азота в биосфере, цикл в атмосфере химически связанного азота, круговорот захоронённого с органическим веществом поверхностного азота в литосфере с возвратом его обратно в атмосферу. Азот для промышленности ранее добывался целиком из месторождений природных селитр, число которых в мире весьма ограничено. Особенно крупные залежи азота в виде азотнокислого натрия находятся в Чили; добыча селитры в отдельные годы составляла более 3 млн. т.

Азот бесцветный и нетоксичный, без запаха и вкуса. Азот существует в природе как невоспламеняющийся газ при нормальных температурах и давлении. Этот газ (азот) несколько легче воздуха, поэтому его концентрация с высотой повышается. При охлаждении до точки кипения азот превращается в бесцветную жидкость, которая при определенных давлении и температуре становится твердым бесцветным кристаллическим веществом. Азот слаборастворим в воде и большинстве других жидкостей, является плохим проводником электричества и тепла.

Большинство использований азота объясняется его инертными свойствами. Однако при высоких давлениях и температурах азот реагирует с некоторыми активными металлами, например с литием и магнием, образуя нитриды, а также с некоторыми газами, такими как кислород и водород.

Основные факты об азоте: история открытия и основные свойства

Азот (N2) - одно из самых распространённых веществ на Земле. Из него на 75% состоит атмосфера нашей планеты, тогда как доля кислорода в ней составляет всего 22%.

Как ни странно, учёные долгое время не знали о существовании этого газа. Лишь в 1772 году английский химик Дэниэл Резерфорд описал его как «испорченный воздух», неспособный поддерживать горение, не вступающий в реакцию со щелочами и непригодный для дыхания. Само слово «азот » (от греческого - «безжизненный») предложил 15 лет спустя Антуан Лавуазье.

При нормальных условиях это газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса, тяжелее воздуха и практически инертный. При температуре -195,8 °C он переходит в жидкое состояние; при -209,9 °C - кристаллизуется, напоминая снег.

Области применения азота

В настоящее время, азот нашел широкое применение во всех сферах человеческой деятельности.

Так, нефтегазовая промышленность использует его с целью регуляции уровня и давления в нефтяных скважинах, вытеснения кислорода из ёмкостей для хранения природного газа, продувки и тестирования трубопроводов. Химическая промышленность нуждается в нём для получения удобрений и синтеза аммиака, металлургия - для ряда технологических процессов. Благодаря тому, что азот вытесняет кислород , но не поддерживает горение, его применяют в пожаротушении. В пищевой промышленности упаковка продуктов в азотной атмосфере заменяет использование консервантов, препятствует окислению жиров и развитию микроорганизмов. Кроме того, это вещество используется в фармацевтике для получения различных препаратов и в лабораторной диагностике - для проведения ряда анализов.

Жидкий азот способен за считанные секунды заморозить всё, что угодно, без образования кристалликов льда. Поэтому медики применяют его в криотерапии для удаления отмерших клеток, а также в криосохранении сперматозоидов, яйцеклеток и образцов тканей.

Интересно, что:

• Мгновенное мороженое, приготовленное при помощи жидкого азота, изобрёл в 1998 году биолог Курт Джонс, дурачась с друзьями на кухне. Впоследствии он основал компанию по производству этого десерта, который пользуется спросом у американских сладкоежек.
• Мировая промышленность получает из земной атмосферы 1 млн тонн этого газа в год.
• Рука человека, погружённая в стакан с жидким азотом на 1-2 секунды, останется невредимой благодаря «перчатке» из пузырьков газа, который образуется при закипании жидкости в местах контакта с кожей.

Азот (N) - седьмой химический элемент в Периодической системе Д.И. Менделеева. Является одним из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Атмосфера Земли почти на 80% состоит из азота. По распространенности в Солнечной системе азот занимает 4 место.

В природе при нормальных условиях простой азот встречается в виде двухатомного газа без цвета и запаха. Химически азот довольно инертен, именно поэтому он сохранился в атмосфере. Тем не менее, при определенных условиях, например, при разрядах молний, простой азот может вступать в химические реакции. Некоторые микроорганизмы (азотфиксирующие бактерии) способны связывать атмосферный азот. Именно такими путями он и попадает в почву. Растения усваивают содержащиеся в почве соединения азота, и далее по пищевой цепи он попадает в организм человека и других животных.

В отличие от чистого азота, многие его соединения химически активны, а некоторые токсичны, например, азотная кислота, аммиак, синильная кислота, некоторые окиси азота и др.

Азот - элемент-органоген, без которого жизнь невозможна, поскольку в состав аминокислот, образующих белки, входит азот. Азот также входит в состав нуклеотидов - строительного материала ДНК, гормонов, нейромедиаторов, гемоглобина, большинства витаминов и других биологически активных и незаменимых для жизни веществ.

В организме человека азот составляет почти 2,5%.

Роль азота в организме человека

Как можно понять из сказанного выше, чистый азот сам по себе никакой биологической ценности не имеет, иначе живые организмы давным-давно полностью усвоили бы его из атмосферы. Биологической активностью обладают лишь соединения азота.

Прежде всего, азот входит в состав аминокислот, из которых затем образуются пептиды и белки.

Азот является составным элементом нуклеиновых кислот, которые соединяясь образуют ДНК и РНК. Поэтому в состав генетического аппарата клетки азот входит как неотъемлемый элемент.

В составе гемоглобина крови азот участвует в транспортировке кислорода во все участки тела.

Ряд гормонов (инсулин, адреналин, глюкагон, тироксин и другие) включает в свой состав аминокислоты, то есть без азота они не могли бы образоваться.

Азот входит в состав нейромедиатора ацетилхолина. С помощью этого вещества нервные клетки передают друг другу сигнал.

В последние десятилетия было проведено множество медицинских исследований, направленных на выявление роли оксида азота (II) на организм человека. В частности, было выявлено, что соединения, высвобождающие этот оксид азота, воздействуют на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, способствуя их расслаблению и расширению, что приводит к снижению кровяного давления. Именно такое действие оказывает всем известный нитроглицерин.

Источники азота

Как и подавляющее большинство других живых существ, человек не способен усваивать чистый азот. Поэтому в наш организм он поступает в связанном виде в составе растительных и животных белков, аминокислот, пуриновых соединений, нуклеотидов и т.д.

Нехватка азота

Дефицит чистого азота по понятным причинам исключен, поскольку он организму просто не нужен. Однако нехватка азотсодержащих веществ, например, белков и витаминов, явление весьма распространенное.

Причинами этого являются:

• несбалансированное питание, содержащее недостаточное количество белков;
• вегетарианское питание, поскольку в продуктах растительного происхождения очень часто отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты (содержащие их белки), а также витамины, например, В 12 ;
• нарушение переваривания белков в ЖКТ;
• нарушение всасывания аминокислот в ЖКТ (обычно в кишечнике);
• дистрофия и цирроз печени;
• различные нарушения обмена веществ, как наследственные, так и приобретенные, в том числе нарушение азотистого обмена;
• усиленное расщепление белка в организме.

Последствия нехватки азота:

• мышечная дистрофия;
• нарушения обмена веществ, сопровождающиеся отеками, задержкой физического и умственного развития;
• иммунодефицит;
• гиподинамия;
• депрессия.

Избыток азота

Можно говорить только об избытке азотсодержащих веществ, а не азота.

Самыми опасными соединениями азота, которые обычно поступают в организм человека, являются нитраты и нитриты. Первые (нитраты) используют в качестве азотного удобрения, поэтому они содержатся в продуктах растительного происхождения. Вторые (нитриты) используются как консерванты. Красному цвету копченые мясные изделия обязаны нитриту натрия, без которого они приобрели бы естественный для приготовленного мяса серо-коричневый цвет.

У людей также встречается избыток белка, например, когда человек долгое время находится на белковой диете. В результате нарушается деятельность почек и печени, симптомами чего обычно бывают отеки, темные круги под глазами, неприятный запах изо рта, мутная моча; возникает отвращение к мясной пище; присутствуют многие признаки отравления (тошнота и рвота, слабость, расстройство умственной деятельности и т.п.).

Чтобы этого не случилось, необходимо соблюдать сбалансированную диету, то есть сочетать в своем рационе растительную и животную пищу, пить достаточное количество воды. При этом необходимо помнить, что взрослому человеку достаточно потреблять в сутки 60-100 г белка.