منو
 صفحه های تصادفی
فعالیت های مردمک چشم
اختلال سلوک
توت فرنگی2
مرحله دوم : تثبیت و استواری مذهب به عنوان دین رسمی کشور
تعدد زوجات
قصّه
مجمع بن زیاد و شهادت در کربلا
پلیمر اسفنجی
شبیب عبدالله و شهادت در کربلا
رمز پراکندگی آیات قرآن
 کاربر Online
240 کاربر online
تاریخچه ی: تثبیت نیتروژن

!دید کلی
79 درصد از هوای پیرامون ما را ((نیتروژن)) تشکیل می‌دهد. این عنصر برای ایجاد ((آمینو اسید|آمینو اسیدها)) و ((پروتئین|پروتئین‌ها)) عنصری ضروری است. نیتروژن به عنوان یکی از گازهای تشکیل دهنده ((جو)) ، خنثی است و بیشتر از آن که این گاز در دسترس ((گیاهان)) با (( گونه های حیوانات )) قرار گیرد، باید به صورت ((ترکیبات شیمیایی|ترکیبی شیمیایی)) تثبیت شود.
!عوامل موثر در تثبیت نیتروژن
نیتروژن در ((طبیعت)) می‌تواند به کمک ((تابش فسیلی|تابش کیهانی)) ، از بقایای ((شهاب سنگها)) ، یا بر اثر انرژی فراوان ((آذرخش)) که برای اتصال سریع مولکولها ضرورت دارد، با ((اکسیژن)) یا ((هیدوژن)) آب ترکیب شود. بعضی ((موجودات زنده دریایی)) و تعدادی از ((میکرو ارگانیسم|میکرو ارگانیسمها)) از لحاظ توانایی تثبت نیتروژن آزاد ، استثنایی هستند و بسیاری از ((گیاهان خانواده نخود)) ، بر روی ریشه‌های خود واجد گروههایی هستند که میکرو ارگانیسمهایی از جنس ((ریزوبیوم)) در آنها قرار دارد. ریزوبیوم ، ترکیبات نیتروژن‌دار محرک رشد را برای ((گیاهان سبز)) فراهم می‌آورد.
!اهمیت ((نیتروژن))
نیتروژن شالوده ((نیترو سلولز)) (Nitrocelluose) ، جسم پنبه‌ای که از تاثیر ((اسید سولفوریک)) و ((اسید نیتریک)) بر ((سلولز)) حاصل می‌شود و در تهیه ((مواد منفجره)) ، ((کلوئید|کلوئیدها)) و ((پلاستیکها)) به کار می‌رود) ، ((نیترو گلیسرین)) (Nitroglocerine) ، مایع زرد کم رنگی که بر اثر ضربه یا تماس ناگهانی منفجر می‌شود و در تهیه ((دینامیت)) و ((ژلاتین انفجاری)) به کار می‌رود. در ((پزشکی)) از آن به عنوان عامل باز کننده ((رگ|رگها)) استفاده می‌شود) ، ((تری نیترو تولوئن)) (TNT یاTri nitro toluene) ، ترکیب متلبور زرد کم رنگی که به عنوان ماده منفجره به کار می‌رود) ، و هم مواد منفجره قوی را تشکیل می‌دهد.
!روز ((پایان جهان))
در پایان قرن نوزدهم ، سر ((ویلیام کروکز)) ، شیمیدان بریتانیایی ، تصویری از روز پایان جهان ترسیم کرد. که در آن به دلیل فقدان نیتروژن تثبیت شده ، ((تولید مواد غذایی)) مقدور نبود. این موضوع مربوط به دورانی بود که ذخایر نیتروژن شیلی ، به عنوان منبع اصلی ((کود شیمیایی|کودهای شیمیایی)) و مواد منفجره به مصرف رسید و تمام شد. این ذخایر که از فضولات تعداد کثیری ((پرندگان دریایی)) آن قسمت از جهان به وجود آمده است، به شدت مورد بهره برداری قرار گرفت و کروکز پیش بینی می‌کرد که با تلاشهایی که برای تغذیه جمعیت رو به افزایش کشورهای صنعتی به عمل می‌آید، ذخایر ((نیترات آلی)) شیلی تمام خواهد شد.
!تثبیت نیتروژن به کمک ((کاتالیزور))
در اوایل قرن بیستم ، دو شیمی فیزیکدان آلمانی ، ((فریتز هابر)) (Fritz Haber) و ((کارل بوش)) (Karl Bosch) ، فرایند تثبیت (نیتروژن) به کمک کاتالیزور را ابداع کردند. در روش اصلی ابداعی این ((دانشمندان)) ، نیتروژن و هیدروژن جو از محیطی با 900 درجه ((فارنهایت)) (500 درجه ((سانتیگراد))) و ((فشار)) چند صد ((فشار جو|اتمسفر)) در مجاورت کاتالیزوری (((نیکل))) عبور داده شده ، و به ((آمونیاک)) تبدیل می‌شد. در کارخانه‌های بسیار پیشرفته امروزی ، ((هیدروژن)) که پایه اصلی این واکنش را تشکیل می‌دهد، از گاز طبیعی ((متان)) به دست می‌آید.

متان و ((بخار آب)) ، گازی را به وجود می‌آورند که از لحاظ هیدروژن غنی است. آنگاه نیتروژن جو مورد استفاده واقع می‌شود و اکسیژن همراه آن ، بر اثر احتراق جزئی متان به مونواکسیدکربن تبدیل و سپس مونواکسید کربن در معرض بخار آب قرار می‌گیرد و به دی اکسید کربن تغییر می‌یابد. ماده اخیر در فرایند جانبی تبدیل آمونیاک به ((اوره)) ، با فرمول Co(NH2)2 ، به کار گرفته می‌شود. باقیمانده ((مونواکسید کربن)) به متان تبدیل می‌شود.

سپس نیتروژن و هیدروژن در ((دما)) و ((فشار)) زیاد و در مجاورت کاتالیزوری که از یک ((اکسید فلزی)) تشکیل یافته است، آمونیاک تشکیل می‌دهد و آمونیاک بر اثر واکنش با ((اکسیژن)) اسید نیتریک تولید می‌کند. اسید نیتریک حاصل ، بر اثر ترکیب با آمونیاک ، نیترات آمونیم به وجود می‌آورد. ماده اخیر به عنوان کود مصرف فراوانی دارد. از طرف دیگر ، ((موجودات ذره بینی|موجود ذره بینی)) مستقر در گروگیا و نخودی ، همه عملیات اخیر را برای گیاه انجام می‌دهد و ((نیترات آمونیم)) در اختیار آن قرار می‌دهد. باکتری تثبیت کننده نیتروژن ، به کمک آنزیمی به نام ((نیتروژناز)) (Nitrogenase) ، کاری را که از دیدگاه ((مهندسی شیمی)) مستلزم وجود گرمای صد درجه و هزاران پوند فشار است ، می‌تواند در دما و فشار معمولی انجام دهد.
!شرایط تثبیت نیتروژن
تثبیت نیتروژن مستلزم سرمایه گذاری در زمینه ((انرژی)) است. ابتدا هر مولکول نیتروژن باید متلاشی و به دو اتم نیتروژن یا شش اتم هیدروژن که دو مولکول آمونیاک (NH3) را به وجود می‌آورد، 13 کیلوکالری انرژی آزاد می‌شود. بنابراین ، برای انجام این دو عمل اخیر 147 کیلوکالری انرژی خالص ضروری است، که از نظر صنعتی به معنی مصرف 6000 کیلوکالری انرژی به ازای تثبیت هر کیلوگرم نیتروژن است.

آزمایشهای انجام شده بر روی ((محصولات کشاورزی)) نشان می‌دهد که افزایش محصول به کمک مصرف هر کیلوگرم ((کود نیتروژن‌دار)) ، معادل همان مقدار کالری مصرف شده برای تهیه کود کالری غذا را افزایش می‌دهد.
!تولیدکنندگان غیر صنعتی نیتروژن تثبیت شده
تولیدکنندگان عمده غیر صنعتی نیتروژن تثبیت شده نخودیان یا ((گیاهان)) بنشنی هستند که عبارتند از ((باقلا)) ، ((لوبیای روغنی)) و ((یونجه)) ، چنین گیاهانی با باکتریهای مستقر در گره‌های ریشه خود مشارکت کرده‌اند. تثبیت نیتروژن به طریق همزیستی و مشارکت از نوع یاد شده ، به عناصر کمیاب از قبیل مولیبدن یا کبالت ( که تقریبا همان نقش کاتالیزور فلزی اکسیده در تولید صنعتی را به عهده دارند) نیاز ویژه دارد. مولیبدن بطور مستقیم در ترکیب آنزیم نیتروژناز علاوه بر باکتریهای همزیست ، باکتریهای مستقلی نظیر ((آزتوباکتر)) (Azeto bacter) هم وجود دارند که نیتروژن تثبت شده را در اختیار چمنزارها قرار می‌دهد. در محیط ((آّبزیان)) ، کار تثبیت نیتروژن توسط ((جلبک سبز- آبی)) انجام می‌شود.
!مباحث مرتبط با عنوان
*((آمونیاک))
*((نیترو سلولز))
*((نیترات آمونیم))
*((نیتروژن))
*((هیدروژن))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 شنبه 08 بهمن 1384 [07:27 ]   5   فیروزه نجفی      جاری 
 شنبه 08 بهمن 1384 [06:47 ]   4   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 یکشنبه 08 آذر 1383 [06:56 ]   3   حسین خادم      v  c  d  s 
 دوشنبه 02 آذر 1383 [06:12 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 شنبه 23 آبان 1383 [06:46 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..