नाइट्रोजन एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक N और परमाणु संख्या 7 है। यह एक रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन और अधिकतर अक्रिय गैस है जो आयतन के हिसाब से पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग 78% हिस्सा है। नाइट्रोजन जीवन का एक मूलभूत अंग है, जो प्रोटीन और डीएनए के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और इसका उपयोग कई औद्योगिक और कृषि अनुप्रयोगों में भी किया जाता है, जैसे कि उर्वरक, खाद्य संरक्षण और कुछ दवाओं में एक घटक के रूप में। नाइट्रोजन पौधों और सूक्ष्मजीवों के विकास के साथ-साथ कई रासायनिक यौगिकों का एक प्रमुख घटक है।
नाइट्रोजन बनाने की विधि
नाइट्रोजन बनाने की प्रयोगशाला विधि
बर्कलैंड-आइड विधि
सोडियम धातु और तरल अमोनिया की प्रतिक्रिया के माध्यम से रसायनों का उपयोग करके प्रयोगशाला में नाइट्रोजन बनाने की एक विधि है। इस प्रतिक्रिया को बर्कलैंड-आइड विधि के रूप में भी जाना जाता है।
2Na + 2NH3 → 2NaNH2 + H2
इस प्रतिक्रिया में, सोडियम धातु को तरल अमोनिया में जोड़ा जाता है, जिसे तरल रूप में रहने के लिए आमतौर पर -33 डिग्री सेल्सियस पर रखा जाता है। प्रतिक्रिया उत्पादों के रूप में हाइड्रोजन गैस और सोडियम एमाइड (NaNH2) का उत्पादन करती है। गैस विस्थापन तकनीक का उपयोग करके हाइड्रोजन गैस को प्रतिक्रिया मिश्रण से आसानी से अलग किया जा सकता है, जैसे हवा का नीचे की ओर विस्थापन। शेष मिश्रण, जो ज्यादातर नाइट्रोजन गैस है, को आसवन या अन्य पृथक्करण तकनीकों द्वारा अलग किया जा सकता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह प्रतिक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी है और इसके लिए उचित संचालन और सुरक्षा उपायों की आवश्यकता होती है।
ओस्टवाल्ड विधि
एक अन्य विधि नाइट्रिक ऑक्साइड के अपघटन के माध्यम से होगी जो कमरे के तापमान और दबाव पर एक गैस है, इस प्रतिक्रिया को ओस्टवाल्ड विधि के रूप में भी जाना जाता है।
2NO → N2 + O2
यह प्रतिक्रिया आम तौर पर उच्च तापमान (लगभग 800-900 डिग्री सेल्सियस) और दबावों पर की जाती है, और यह नाइट्रोजन और ऑक्सीजन को उत्पादों के रूप में पैदा करती है, नाइट्रोजन को गैस विस्थापन या अन्य पृथक्करण तकनीकों द्वारा प्रतिक्रिया मिश्रण से अलग किया जा सकता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह प्रतिक्रिया बहुत कुशल नहीं है, और प्रतिक्रिया को चलाने के लिए आवश्यक उच्च तापमान और दबाव उत्पन्न करने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और यह उप-उत्पाद के रूप में बहुत सारे NOx (नाइट्रोजन ऑक्साइड) भी पैदा करता है। पर्यावरण के लिए हानिकारक।
नाइट्रोजन बनाने की औद्योगिक विधि
वायुमंडलीय वायु के द्रवीकरण और पृथक्करण की प्रक्रिया के माध्यम से औद्योगिक रूप से नाइट्रोजन का उत्पादन किया जाता है। वायु को पहले संकुचित और ठंडा किया जाता है जब तक कि वह द्रवीभूत न हो जाए, और फिर तरल वायु को आसवन नामक प्रक्रिया के माध्यम से इसके घटक गैसों में अलग कर दिया जाता है। नाइट्रोजन लगभग 78% तरल हवा बनाती है, और इस नाइट्रोजन को विशिष्ट औद्योगिक उपयोगों के लिए और शुद्ध किया जा सकता है।
नाइट्रोजन के भौतिक गुण
- घनत्व: सामान्य तापमान और दबाव पर नाइट्रोजन का घनत्व 1.2506 g/L (ग्राम प्रति लीटर) होता है।
- गलनांक: नाइट्रोजन सामान्य तापमान और दबाव में एक गैस है और यह -195.8 डिग्री सेल्सियस या -320.44 डिग्री फारेनहाइट पर तरल हो जाता है।
- क्वथनांक: सामान्य तापमान और दबाव में नाइट्रोजन एक गैस है और यह -195.8°C या -320.44°F पर द्रव बन जाती है।
- घुलनशीलता: नाइट्रोजन पानी में थोड़ा घुलनशील है और तरल अमोनिया में अत्यधिक घुलनशील है।
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नाइट्रोजन के रासायनिक गुण
- ऑक्सीकरण अवस्था: यौगिकों में नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था +3 और +5 होती है।
- बंधन: नाइट्रोजन अन्य तत्वों के साथ सहसंयोजक बंधन बनाता है।
- अम्ल-क्षार व्यवहार: नाइट्रोजन को तटस्थ माना जाता है और यह अम्ल या क्षार के रूप में कार्य नहीं करता है।
- वैद्युतीयऋणात्मकता: नाइट्रोजन में 3.04 की वैद्युतीयऋणात्मकता होती है, जिसका अर्थ है कि इसमें इलेक्ट्रॉनों के लिए मध्यम आकर्षण होता है।