Связывание атмосферного азота

Активация молекулярного кислорода за счет комплексообразования имеет большое биохимическое значение. Классическим примером является присоединение кислорода к гемоглобину (см. стр. 625). Образование комплексов с участием молекул N2 в качестве лигандов играет важную роль при фиксации атмосферного азота клубеньковыми растениями, а также в процессе каталитического синтеза аммиака. По-видимому, в естественных условиях (обычные температура и давление) биохимическое связывание атмосферного азота осуществляется с участием комплексов Ре и Мо. [c.464]

Аммиачный метод связывания атмосферного азота имеет экономические преимущества перед другими методами. Расход энергии на I т связанного азота по этому методу меньше, чем в дуговом и цианамидном методах, и в настоящее время он является единственным промышленным способом получения аммиака. Первый завод синтеза аммиака был построен в Германии в 1913 г. Сннтез аммиака протекает по уравнению реакции [c.84]

Какие источники соединений азота были известны и использовались во второй половине XIX в. В связи с чем возникла и была решена в начале XX в. проблема связывания атмосферного азота В чем заключалась основная трудность решения этой проблемы, каковы свойства молекулярного азота [c.151]

В поисках путей связывания атмосферного азота в 1780 году ученые впервые использовали электрическую искру, чтобы заставить взаимодействовать азот и кислород воздуха. Однако стоимость электричества делала этот [c.516]

Методы связывания атмосферного азота [c.185]

Образование комплексов с участием молекул N3 в качестве лигандов играет важную роль при фиксации атмосферного азота микроорганизмами, а также в процессе каталитического синтеза аммиака. По-видимому, в естественных условиях (обычные температура и давление) биохимическое связывание атмосферного азота осуществляется с участием комплексов Ре и Мо. [c.553]

В настоящее время синтез аммиака является осиовны л способом связывания атмосферного азота. [c.407]

В ТО же время бактерии бобовых растений, микроорганизмы почвы и водоросли в присутствии воды легко переводят атмосферный азот в аммиак при обычной температуре и нормальном давлении. Известно также, что атомы азота входят в состав нуклеиновых кислот и белков, играющих первостепенную роль в жизненных процессах. Долгое время оставалось загадкой, как в природных условиях в водной среде происходит биологическая фиксация азота, каков механизм связывания атмосферного азота с водородом й другими элементами при нормальном давлении и комнатной температуре. Основываясь на сходстве химических связей в молекулах азота и ацетилена, можно было предполагать, что синтез аммиака при обычных условиях может быть осуществлен при последовательном разрыве межатомных связей в молекуле N2 в присутствии соответствующего катализатора по схеме [c.122]

У кажите промышленные методы связывания атмосферного азота и сравните их энергоемкость и эффективность. [c.207]

Из всех химических реакций, которые люди научились проводить и контролировать для своих нужд, синтез аммиака из водорода и атмосферного азота, вероятно, имеет наибольшее значение. Это особенно понятно в нынешней ситуации, когда с каждым годом становится все ощутимее нехватка продовольствия. Выращивание растительных веществ требует внесения в почву значительных количеств азота в форме, легко усвояемой растениями. Количество продовольствия, необходимое, чтобы прокормить все возрастающее население земного шара, намного превосходит то, что можно произвести, полагаясь лишь на естественное содержание азота в почве. Для обеспечения высокой урожайности сельскохозяйственных культур требуются огромные количества удобрений, богатых азотом. Единственным широко доступным источником азота на земле является атмосферный N2. Таким образом, возникает проблема связывания атмосферного азота, т.е. превращения его в форму, усвояемую растениями. Этот процесс называют еще фиксацией азота. [c.40]

ВЫЯСНЯЮТ, что некоторая часть аммиачных соединений подвергается в почве окислению до азотной кислоты, которая при взаимодействии с карбонатами и другими солями в почве образует нитраты, снова используемые растениями. Этот процесс, называемый нитрификацией, отмечают на схеме (кадр 11) и его определение записывают справа по кадру 12. Учитель сообщает, что этот процесс происходит благодаря деятельности особых бактерий, живущих в почве. Здесь же рассказывают о нитрозо- и нитробактериях (кадр 13). Суть действия нитрифицирующих бактерий сводится к процессу, происходящему при окислении аммиака в технике, когда из него получают азотную кислоту. Таким образом, природный и технический процессы почти тождественны, их объединяют под цифрой 4 и записывают в правой части листа (кадр 14). Тем самым мы еще раз обращаем внимание учащихся на пример активного вмешательства человека в круговорот азота в природе. Это вмешательство может быть дополнено еще несколькими источниками связывания атмосферного азота и в схеме отмечают стрелкой 6 (кадр 15). [c.128]

Являясь одним из важнейших видов химического сырья, атмосферный азот служит продуктом для получения аммиака, значительная часть которого в виде различных удобрений попадает в почву, входит в обший баланс круговорота азота в природе (на правой стороне листа он обозначен под цифрой ба). Цикл замкнулся. Но он был бы неполным, если бы не учитывать деятельность почвенных бактерий, которые переводят свободный азот в соединения, обогащая тем самым почву связанным азотом. Эти бактерии носят название азотобактерий. Они способны переводить свободный азот в аммиак в присутствии органических веществ. На правой стороне листа этот процесс записывают в виде уравнения (66). При благоприятных условиях азотобактерии способны накопить за год около 50 кг связанного азота на 1 га. Отмечают деятельность клубеньковых бактерий, живущих на корнях бобовых растений клевера, люцерны, гороха и др. Эти бактерии, питаясь соками растений, в то же время доставляют последним связанный азот и таким образом обогащают им почву. Каждое растение семейства бобовых — это своего рода лаборатория по связыванию атмосферного азота (на схеме отмечается бб). Четверть связанного азота остается в почве в корневой системе, тем самым обогащая почву. [c.129]

Частые и мощные электрические разряды в теплой и очень влажной атмосфере отдаленных геологических эпох обусловливали частичное связывание атмосферного азота в N0. Окись азота превращалась затем в N02 и азотную кислоту, которая вместе с дождем выпадала на Землю и нейтрализовалась солями более слабых кислот (например, углекислыми). Таким образом, первичным образованием кислородных соединений азота Земля, по-видимому, обязана грозам (1). [c.434]

В 1901 г. было положено начало связыванию азота воздуха при помощи электрической дуги. В 1906 г. в заводском масштабе был осуществлен цианамидный метод связывания атмосферного азота. Цианамид кальция служил сырьем для получения аммиака. Наконец, в 1913 г. было налажено синтетическое производство аммиака из элементов. Одновременно был решен вопрос о получении азотной кислоты из аммиака. [c.108]

Синтез аммиака является важнейшим способом связывания атмосферного азота. Схема производства синтетического аммиака показана на рис. 3.3. Смесь трех объемов водорода и одного объема азота засасывается компрессором I и сжимается до необходимого давления. Затем азотоводородная смесь поступает в маслоотделитель [c.110]

Аммиачный метод связывания атмосферного азота имеет экономические преимущества перед другими методами. Расход энергии на 1 т связанного азота по этому методу значительно меньще, чем в дуговом и цианамидном методах. [c.226]

Исходя из изученных вами химических свойств азота, укажите два возможных способа связывания атмосферного азота на химических заводах. Напишите уравнения реакций получения кальциевой селитры каждым из указанных вами двух способов. [c.61]

Впервые реакция разложения аммиака в присутствии железа была открыта в начале XIX в. Впоследствии значительное внимание было уделено реакции синтеза аммиака из-за ее большого значения в проблеме связывания атмосферного азота, а реакция диссоциации аммиака была изучена гораздо меньше. [c.359]

При внесении ничтожных количеств молибдена урожайность бобовых резко возрастает. Соединения молибдена повышают каталитическую активность ферментов, участвующих в реакциях связывания атмосферного азота бактериями. [c.75]

Приготовление цианамида кальция является одним нз возможных способов связывания атмосферного азота. [c.407]

В диафильме рассматриваются основные химические и биологические процессы, лежащие в основе круговорота азота в природе. Особая роль уделена преобразующей деятельности человека, который, вмешиваясь в естественный процесс круговорота азота в природе, повышает урожайность сельскохозяйственных культур путем внесения в почву удобрений. Показана роль азотофиксирующих, нитрифицирующих и денитрифицирующих бактерий в круговороте азота в природе. По ходу демонстрации кадров учащиеся записывают уравнения реакций, лежащих в основе связывания атмосферного азота. [c.125]

Образование комплексов с участием N2 играет важную роль при фиксации атмосферного азота микроорганизмами, а также в процессе каталитического синтеза аммиака. В естественных условиях биохимическое связывание атмосферного азота осуществляется с участием комплексов Ге й Мо. [c.602]

Какие соединения азота получают путем непосредственного связывания (фиксации) атмосферного азота Укажите реакции их получения и условия протекания реакций. Почему открытие способов связывания атмосферного азота имело такое большое значение для человечества [c.227]

Об этом несомненно интересном способе связывания атмосферного азота за последнее время в химической литературе-нет данных. [c.84]

Озон и диоксид азота. Озон Оз и диоксид азота ЫОг представляют интерес в связи с исследованиями загрязнения окружающей среды и атмосферных процессов. Оба этих вещества встречаются в естественном состоянии в атмосфере. Озон, находящийся в верхней атмосфере, защищает Землю от высокоэнергетического ультрафиолетового излучения Солнца. Диоксид азота принимает участие в процессе связывания атмосферного азота. Кроме того, он катализирует разложение озона. В нижней атмосфере оба вещества являются компонентами фотохимического смога. Экспериментальные спектры этих молекул окончательно еще не интерпретированы. Для озона экспериментально установлены только два возбужденных состояния, что связано с низкой энергией его диссоциации на молекулу и атом кислорода (1,12 эВ). В отличие от этого спектр ЫОг чрезвычайно сложен и непонятен. Трудно даже установить число различных возбужденных состояний в каждом спектральном диапазоне. [c.417]

Если бы заменить нефть, применяемую как топливо, другил1 и источниками энергии, то ее ресурсы в качестве сырья для производства пищи и высокомолекулярных соединений были бы практически неисчерпаемы. Используя для микробиологического синтеза всего 4% мировой добычи нефти, можно обеспечить белковый рацион всего населения земного шара. Однако ныне производятся белки, пригодные лишь в качестве добавок к корму скота. Ведутся поиски путей производственного связывания атмосферного азота с помощью микробиологического синтеза. [c.12]

Скорость перевода атмосферного азота в состояние, в котором он может быть усвоен или реализован, в природных процессах весьма мала. В среднем половина необходимого для жизни азота возвращается через атмосферу за 10 лет, тогда как для кислорода этот период составляет 3000 лет, а для углерода всего 100 лет. В то же время, организация современного культурного земледелия связана с непрерывным уносом усвояемого азота с посевных площадей, достигающим 88 млн. тонн в год, а это 90% азота, необходимого для питания растений. Поэтому первоочередная задача — непрерывное пополнение запасов азота в почве в усвояемой растениями форме, то есть в виде его соединений. До конца XIX столетия источником подобного связанногр азота служили естественные удобрения и лишь в незначительной степени природные соли — нитраты натрия и калия, запасы которых в природе весьма ограничены. Увеличение масштабов культурного земледелия и потребностей промышленности в разнообразных соединениях азота потребовали разработки промышленных способов получения этих соединений, то есть способов связывания атмосферного азота. [c.184]

Промышленные методы связывания атмосферного азота появились в начале XX века и опирались на лабораторные исследования химиков XVIII—XIX вв. При этом, практически одновременно изучались все три варианта фиксации азота атмосферы (см. 14.1.2). [c.189]

Впоследствии процесс Габера стал основным способом связывания атмосферного азота во всем мире. По имеющимся оценкам только в Соединенных Штатах в 1978 г. с помощью процесса Габера синтезировано 18 миллионов тонн аммиака. Получаемый в процессе Габера аммиак можно не только непосредственно вносить в почву, но и превращать в аммонийные соли, например сульфат аммония (NH4)2S04 или в гидрофосфат аммония (NH4)2HP04, которые затем используются в качестве удобрений. [c.41]

Одной из перспектив применения комплексов является каталитическое связывание атмосферного азота в мягких условиях. Приоритет здесь принадлежит советской науке — ИССЛеДОВаТСЛЯМ М. Е. Вольпину, А. Е. Шилову и др. Самое разнообразное применение находят комплексы -элементов селективные катализаторы, производство моющих средств, лаков и красок, борьба с коррозией, [c.243]

Потребность промышленности в азотистых веществах определила характер и направление развития химии азота. Проведен и проводится ряд научно-исследовательских работ по изучению наилучших условий связывания атмосферного азота, по выработке целесообразного способа получения азотоводородной смеси, по подбору катализаторов, по разработке условий окисления аммиака и т. д. С другой стороны, теоретические достижения и открытия в области химии азота оказали большое влияние на развитие азотной промышленности. Теория и практика тесно переплетаются (взаимодействуют) [c.477]

Частые и мощные электрические разряды (грозы) в теплой и очень влажной атмосфере отдаленных геологических эпох обусловливали частичную диссоциацию водяного пара и N2 на атомы элементов и связывание атмосферного азота в N0, а затем в N02 и ННОз, которая вместе с дождем попадала на землю и нейтрализовалась солями более слабых кислот (например углекислыми). С развитием органической жизни нитраты послужили материалом для выработки белковых веществ (2). Под влиянием процессов гниения связанный азот переходит в аммиак и соли аммония (5). Конечные продукты гниения частично вновь усваиваются растениями (4), частично подвергаются в почве дальнейшей переработке в нитраты (5). Этот природный процесс, названный нитрификацией, обусловлен влиянием двух типов микроорганизмов яитрозобактерий и нитробактерий. Первые из них проводят окисление аммиака только до азотистой кислоты [c.601]

Сложной в теоретическом отношении и чрезвычайно важной для практики оказалась проблема связывания атмосферного азота. В настоящее время, благодаря большому количеству проведенных исследовательских работ, эта проблема успешно решена главным образом путем осуществления реакции промышленного синтеза аммиака из азота и водорода N2- -ЗНаГ 2ЫНзЧ-92 кдж. [c.173]

Производство азотных удобрений во всех странах базируется в основном на синтезе аммиака. Ни чилийская селитра, ни дуговой способ связывания атмосферного азота, ни производство цианамида кальция не идут в сравнение по экономическому эффекту с синтезом аммиака. Современные промышленные методы связывания азота сложны технически, требуют высоких температур и давлений, осуществляются с большими затратами энергии. Советские ученые вплотную приблизились к решению важнейшей проблемы—фиксации азота способами, подобными способам фиксации азота в природе. В лабораториях Института элементорганиче-ских соединений им. А. Н. Несмеянова и Института химической физики АН СССР синтезированы металлокомплексные катализаторы— комплексы переходных металлов хрома, молибдена, железа, никеля и др. с графитом, способные функционировать по принципу клубеньковых бактерий (работы чл.-корр. АН СССР М. Е. Вольпина н проф. А. Е. Шилова с сотрудниками). Эти соединения образуют с азотом комплекс, в котором связь с азотом настолько слабая, что появляется возможность присоединения еще водорода. Когда комплекс разлагается, выделяется аммиак. К со- [c.177]

L. Tompson в 1839 году показал, что смесь двух частей поташа, 2 частей кокса с одной частью железных опилок при красном кале( и и в доступе воздуха дает обильные массы цианистого ка- ия. с тех пор были неоднократные попытки технического применения этого способа связывания атмосферного азота. [c.135]

При всей громоздкости аппаратов для выработки азотной кислоты, окисление азота посредством электрической дуги является все же удобным в техническом отношении методом связывания атмосферного азота, так как он дает возможность непосредственного получения селитры, тогда как по всем прочим методам селитра может быть получена лишь окислением аммиака. Несмотря на небольшие выходы окиси азота, азотная кислота, получаемая этим способом, в странах, располагающих дешевой электрической энергией, по мнению Parsons-a ), обходится не дороже, чем азотная ки слота, вырабатываемая любым другим способом. Улучшение выхода окиси азота, достигнутое в лаборатории д-ром Путцом, но не осуществленное еще на практике, сделало бы дуговой способ окисления универсальным способом связывания атмосферного азота. [c.143]