Аммиак как продукт фиксации азота

Продукт реакции. Конечным продуктом фиксации азота является аммиак. Попытки обнаружить возможные промежуточные продукты на пути от N2 к NH3, в частности NH = NH, гидразин и гидроксиламин, не дали результатов. По-видимому, либо время существования промежуточных продуктов реакции очень мало, либо эти промежуточные продукты прочно связаны с соответствующими ферментами. [c.422]

Согласно схеме, изображенной на фиг. 242, происходит непосредственное превращение N2 в NHз отсюда можно предположить, что аммиак, который иногда называют ключевым промежуточным продуктом фиксации азота. [c.596]

Благодаря использованию удалось сократить время исследования реакций от нескольких дней до нескольких минут и обеспечить чувствительность и специфичность измерений. В экспериментах с использованием были получены веские доказательства, подтверждающие предположение о роли аммиака как ключевого продукта фиксации азота. [c.597]

За счет азота гидроксиламина в гомогенатах осуществляется синтез аминокислот (серин, глютаминовая кислота и др.). В опытах с азотобактером доказано, что промежуточным продуктом фиксации азота этим организмом является аммиак. Это показано в опытах с использованием меченого азота (N2 ). Если в среду, где развивается азотобактер, вносился аммиак с меченым азотом (Н Нз), то восстановление молекулярного азота тотчас л<е прекращалось, а аммиак усваивался. При этом поглощенный азот аммиака распределялся в теле микроба между отдельными азотистыми соединениями вполне идентично тому, как это осуществляется при фиксации N2. Основная часть была сосредоточена в глютаминовой кислоте, несколько меньше—в аспарагиновой кислоте. На долю обеих кислот приходится в среднем от 60 до 70% всего азота. Остальная часть обнарул<ивается в аргинине и гистидине. [c.463]

В настоящее время трудно назвать область науки или народного хозяйства, в которой для решения общих и конкретных задач не применялась бы физическая химия. Являясь в основном теоретической наукой, она решает многие практические задачи, непосредственно относящиеся к проблемам научно-технического прогресса энергетическая проблема, решение которой может осуществиться расширением сети атомных электростанций или использованием в качестве топлива газообразного водорода с его предварительным получением при разложении воды под действием падающих квантов света проблема интенсификации химических и фармацевтических производств путем увеличения скорости химических реакций повышение избирательного превращения реагентов в полезные продукты с уменьшением потерь и отходов производства, что связано с изучением и выбором катализаторов. Одно из важных направлений применения катализаторов — фиксация азота из воздуха. С помощью комплексных соединеиий переходных металлов удалось восстановить азот до аммиака, что имеет большое значение для народного хозяйства. Применением катализаторов удалось значительно сократить продолжительность процесса получения многих синтетических фармацевтических препаратов Важной нерешенной проблемой остается выбор системы растворителей для эффективной экстракции лекарственных веществ нз растительного сырья. [c.8]

Связанный в качестве лиганда диазот сравнительно легко замещается другими лигандами. Однако для фиксации атмосферного азота нужно уметь восстановить связанный диазот, например, до ЫНз, вытеснить из получившегося соединения аммиак (продукт), возвратить комплекс-катализатор вновь в форму, подготовленную к реакции с N2. Уже операция восстановления диазота вызывает значительные затруднения и удается в немногих случаях (обычно в биядерных комплексах). [c.106]

Хорошо известно, что при контактировании азотсодержащих газов, т. е. таких, в состав которых входят оксид и диоксид азота, с водными растворами щелочи оксиды азота абсорбируются с образованием нитритов и нитратов. Подобные газы образуются в большом количестве различных процессов, например при фиксации азота в электрической дуге, при окислении воздухом аммиака или при абсорбции реакционных смесей, в которых первичным продуктом является азотная кислота. Регулируя соотношение между оксидом и диоксидом азота таким образом, чтобы основным компонентом подаваемого газа был оксид азота, образование нитратов можно свести к минимуму и достичь максимального превращения оксида азота в нитриты. [c.337]

Важные результаты достигнуты при фиксации азота (в виде аммиака) металлоорганическими комплексами переходных металлов, которые стабилизируются взаимодействием заполненных -орбита-лей переходного металла с р-орбиталями молекулярного азота. В присутствии соединений переходных металлов азот восстанавливается до гидразина (продукта неполного восстановления) или аммиака. Так, например, азот реагирует с комплексом, полученным восстановлением хлорида титана (IV) алюминием в присутствии хлорида алюминия и бензола при 130°С с образованием сложного нитрида ( —N—Т1 ), гидролизующегося с выделением ам--Т1- [c.242]

О дальнейших стадиях процесса фиксации азота известно немногое. Не обнаружено никаких промежуточных продуктов, предшествующих выделению аммиака, и, вероятно, не изучены реакции таких возможных интермедиатов, как гидразин, с очищенными ферментами. [c.236]

Как видно из приведенной схемы, при восстановлении гидразинов или при их гидролизе аммиак и гидроксиламин образуются только в качестве побочных продуктов. Первичное образование этих продуктов Федоров считает невозможным. Вместе с тем он отвергает теории, за основу фиксации принимавшие аммиак или гидразин. Мы привели их в этой главе, имея в виду кратко осветить историю изучения такого сложного и интересного процесса, как биологическая фиксация азота. [c.169]

На первый взгляд кажется, что щелочно-цианидный метод фиксации азота обладает значительными преимуществами, что делает понятным, что многие прежние сторонники процесса надеялись выгодно получать не только соединения циана, но и другие соединения азота, получаемые из цианидов. Прежде всего процесс кажется выгодным с точки зрения энергии. Как показывает уравнение (I), при образовании двух граммолекул цианистого натрия поглощается 138 500 кал. Однако при сжигании 3 граммолекул окиси углерода, полученных одновременно с цианистым натрием, выделяется 204 ООО кал. Кроме того, если конечными продуктами являются аммиак или цианистый водород, то в качестве сырых материалов расходуются лишь уголь, азот и вода в пропорциях, указанных уравнениями реакций. Нужная температура, около 1000°, кажется весьма умеренной по сравнению с температурами, необходимыми при дуговом или цианамидном методах. Наконец щелочно-цианидный метод не требует применения высокого давления, неизбежного при получении синтетического аммиака. Несмотря на [c.249]

Основным продуктом фиксации атмосферного азота является синтетический аммиак. Он выпускается как в виде жидкого, почти 100%-ного продукта, так и виде водного раствора — аммиачной воды. Оба эти продукта находят широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве. Объемы и темпы производства аммиака в мире характеризуются данными, приведенными ниже и в табл. 1 [c.12]

Г. Хейт и Р. Скотт [211] первыми применили электрохимическое восстановление молибдата натрия на платиновом и графитовом пористых электродах с целью фиксации азота в кислых растворах. В ЗМ растворе НС1 авторами получена концентрация аммиака 10 —10 моль/л. Приблизительно такая же концентрация аммиака получалась в случае восстановления вольфрамата натрия хлоридом олова. Поэтому продукты электрохимического восстанов- [c.18]

Химизм фиксации азота воздуха чрезвычайно сложный и до настоящего времени еще окончательно не выяснен. С. Н. Виноградский предполагал, что первичным продуктом связывания азота в клубеньках и у свободноживущих азотособирателей является аммиак, образующийся в результате ферментативного восстановления атмосферного азота активным водородом. По С. П. Костычеву, химизм фиксации молекулярного азота также идет через образование аммиака. Прямое восстановление атмосферного азота, по Виноградскому и Костычеву, можно представить следующей схемой [c.182]

Это указывает, что фиксированный меченый азот попадает в тела бактерий из тканей высшего растения, которое является источником азотного питания для бактерий. Таким образом, фиксация атмосферного азота локализована не в теле клубеньковых бактерий, а в клубеньковой ткани высшего растения. Важная роль клубеньковых бактерий заключается в том, что они индуцируют образование этой специфической клубеньковой ткани. Дальнейшие исследования показали, что максимальное содержание меченого азота в отдельных азотистых фракциях клеточного сока клубеньков всегда приходится на амидную группу аспарагина и глутамина. Так как эта группа может рассматриваться как трансформированный аммиак, то именно аммиак и является конечным неорганическим продуктом биологической фиксации азота. [c.230]

Молибден является важнейшим микроэлементом растений, так как биологически активные вещества с его участием обеспечивают мягкую фиксацию азота превращают в аммиак или азотсодержащие продукты. [c.268]

Фиксация атмосферного азота. Получение аммиака. До конца прошлого столетия аммиак получался в промышленном масштабе исключительно как побочный продукт при коксовании каменного угля. Каменный уголь содержит от 1 до 2% азота. При сухой перегонке угля почти весь этот азот выделяется в виде аммиака и солей аммоння. Отделение аммиака и солей аммония от других газообразных продуктов сухой перегонки достигается пропусканием коксового газа через воду. Из этой аммиачной или, как ее на -)ывают, газовой воды аммиак выделяется при нагревании с известью. [c.404]

В фиксащ1и азота роль катализатора играет ферментный комплекс-нмтроге-назная система, действие которой изучено еще не до конца. Нитрогеназная система нестабильна и быстро инактивируется при соприкосновении с атмосферным кислородом поэтому ее трудно выделить в активной форме и она плохо поддается очистке. Первым стабильным продуктом фиксации азота считается аммиак (КНз). Таким образом, весь процесс в целом сводится, как полагают, к восстановлению молекулярного азота (N2) до двух молекул аммиака [c.676]

Вышеприведенные доказательства настолько убедительно подтверждают представление о роли аммиака как ключевого соединения в фиксации азота, что сомневаться в этом в настоящее время не приходится. Однако имеется очень мало данных, позволяющих судить о промежуточных соединениях, образующихся между N2 и NH3. Поскольку превращение N2 2NH3 сопровождается переносом шести электронов, представляется вероятным, что реакция происходит более чем в один этап. На фиг. 243 показано, что промежуточными продуктами фиксации азота могут служить диимид, гидразин и гидроксиламин (мы считаем невероятной возможность того, что начальный этап иосит окислительный характер). [c.599]

Аммиак, хотя и является продуктом биологической фиксации азота, не накапливается в организмах, способных выполнять этот процесс. Если азотфиксирующий организм связан с высщим растением, аммиак может храниться в виде аминокислот аспарагина и глутамина. В других случаях связанный азот в виде аммиака выделяется в окружающую среду, где его могут непосредственно использовать другие организмы, не способные к самостоятельной фиксации азота. Аммиак может быть также подвергнут процессу нитрификации, в котором нитрифицирующие бактерии окисляют его до нитрат-иона (схема 7). [c.403]

Источником энергии для связывания молекулярного азота у lostridium служит маслянокислое брожение. Сведения о химизме связывания атмосферного азота этой бактерией весьма ограниченны. Можно лишь с уверенностью утверждать, что на одной из стадий процесса фиксации азота образуются аммиак и аммонийные соли, используемые затем бактериями-нитрифи-каторами. Есть предположение о том, что аммиак образуется, в результате взаимодействия атмосферного азота с водоро-,дом — продуктом маслянокислого брожения или же по механизму, однотипному с механизмом химического процесса усвоения. азота азотобактером. [c.62]

Атомы металлов могут образовывать химические связи обычным способом, обобществляя электронные пары, как в молекуле газообразного хлорида титана Т1С14. Это соединение используют для получения чистого металлического титана, применяемого в авиастроении. Но, кроме того, металлы, расположенные в середине Периодической системы, имеющие вакантные /-орбитали (так называемые переходные металлы), могут выступать в качестве акцепторов электронов (кислот Льюиса). Например, в пентакарбониле железа Ре(СО)5 каждая молекула моноксида углерода отдает пару электронов на вакантную валентную орбиталь атома железа. В результате образуется устойчивая молекула со структурой бипирамиды. Молекулы моноксида углерода или другие молекулы, которые могут занимать их место в таких соединениях, называют лигандами. В молекуле Ре(СО)5 часть лигандов или все лиганды могут замещаться на другие доноры электронов (основание Льюиса), такие как моноксид азота N0, аммиак ННз, ионы галогенов Р , С1 , Вг , вода Н2О, цианид-ион N и многие другие. В результате образуется большой ряд соединений. По отношению к некоторым атомам металла в качестве лиганда может выступать даже молекула азота N2. В таком случае она становится более реакционноспособной, т.е. активируется. Это один из приемов, который химики-металлоорганики стремятся использовать, чтобы создать новые катализаторы для фиксации азота, т.е. для превращения N2 в аммиак МНз, который служит исходным продуктом в производстве удобрений. [c.159]

Максимальное количество при любых сроках экспозиции бобовых растений в атмосфере меченого азота было обнаружено в амидной группе аспарагина клеточного сока клубеньков так как аспарагин образуется из аммиака и аспарагиновой кислоты, то, вероятно, одним из первых продуктов биологической фиксации азота является аммиак. [c.563]

Мало эффективна электролитическая фиксация азота при восстановлении его на платиновом катоде при электролизе расплава, содержащего [в % (мол.)] А1С з — 63,5 КС —16,5 и МаС1 — 20/в присутствии хлорида титана [14]. Продуктом электролиза, проводимого при 100° С, является аммиак, образующийся с выходом 0,25 моль/моль Т1. [c.189]

Восстановление азота до аммиака — это, по-видимому, хороший пример реакции, для которой природа не создала катализатора в прямом смысле этого слова. Как было отмечено в начале главы, суммарное восстановление азота до аммиака с использованием восстановителей, близких по окислительно-восстановительному потенциалу к водороду, представляет собой термодинамически выгодный процесс, однако присоединение первых двух электронов с образованием диимина термодинамически крайне невыгодно. В процессе эволюции возник лишь один способ фиксации азота, основанный на том, что первая стадия становится возможной благодаря использованию более эффективного восстановителя. Необратимое выделение водорода показывает, что при участии АТФ сначала образуется более эффективный, чем водород, восстановитель (потенциал которого неизвестен а сопоставление с ацетиленом показывает, что продуктом, который образуется на этой первоначальной стадии, может быть ч с-диимин. Таким образом, фермент катализирует две совершенно различные реакции (1) превращение двух восстановительных эквивалентов (2Н), которые вводятся в систему при потенциале, близком к потенциалу молекулярного водорода, в более эффективный восстановитель (2Н ) за счет гидролиза АТФ [c.236]

Комплексы молекулярного азота оказались удобными моделями для ряда стадий фиксации азота, таких, как связывание, активация молекулы азота, отщепление продуктов реакции, но они не позволили моделировать основную стадию процесса — восстановление до аммиака в условиях, которые могут реализоваться при ферментативной фиксации азота. Очевидно, связь N—N ослабляется во всех комплексах азота все же недостаточно, чтобы ее удавалось разорвать в мягких восстановительных условиях. Чатт и сотр. [152] рассмотрели строение линейных систем типа М—N—N—М на основе линейной комбинации d-орбиталей металла и р-орбиталей N2 и предложили объяснение неудачных попыток восстановления координированного таким способом азота. На рис. 51 показана упрощенная схема тс-орбиталей для С4г,-системы М—N—N—М. 1е и 4е-0рбитали представляют собой в основном тс-связываю-щие и г -разрыхляющие орбитали N2 с небольшой примесью орбиталей атомов металла. Примесь этих орбиталей металла зависит от сродства к электрону орбиталей металла по сравнению с орбиталями азота. 2е- и Зе-Орбитали имеют в основном характер d -и dyг-opбитaлeй металла. Орбитали 1Ьг и 2b2 содержат в основном 0л у-вклад и практически не участвуют в связывании. Прочность связи N—N определяется главным образом числом электронов на е-орбиталях. Молекула N2 дает четыре электрона для заполнения 1е-уровня,- и примесь орбиталей металла в этой молекулярной орбитали приводит к небольшому ослаблению связи. Все известные комплексы М—N—N—М содержат по крайней мере один ион металла с конфигурацией типа d (п = 4 или 6). Таким образом, в системе достаточно электронов для заполнения 2е- и 1Ь2-моле- [c.323]

В книге из.пожены теория и технология связывания (фиксации) атмосферного азота в первичные продукты — аммиак и окись азота. Описаны способы получения исходных технологических газов (водорода, азота, кислорода, синтез-газа), при этом основное внимание уделено процессам переработки природного газа в сырье для азотной промышленности рассмотрены также принципы разделения воздуха и коксового газа методом глубокого охлаждения. Рассмотрены основы технологии переработки аммиака в азотную кислоту и в карбамид (мочевину). Кратко описано также производство метанола и высших синтетических спиртов. [c.2]

Продукты, полученные из азотированной шихты. В настоящее время кажется невероятной возможность экономичного производства аммиака из цианидов, получаемых фиксацией азота. Однако эта точка зрения не являлась господствующей в начале мировой войны и была проделана большая работа над гидролизом цианида с целью получения амм1иака особенно много в этом отношении было сделано на Американском химическом заводе № 4, на заводе Компании азотных продуктов в Грине и в Геофизической лаборатории в Вашингтоне. Главная задача заключалась,в обработке сырой [c.266]

При комнатной температуре азот реагирует только с литием, давая Ь1зН, и усваивается азотфиксирующими бактериями, как свободно живущими, так и симбиотическими, на корневых узелках клевера, гороха и т. д. Механизм фиксации азота этими бактериями полностью еще не изучен, хотя полагают, что конечным продуктом восстановления является аммиак. Начальная атака по азоту, несомненно, должна включать координацию молекулы у некоторого участка, вероятно, атома переходного металла есть некоторые сведения, что спектры поглощения определенных энзиматических систем подтверждают образование комплекса. Тем не менее механизм биологической фиксации азота остается одной из наиболее важных нерешенных проблем химии. [c.163]

В последние годы газо-адсорбционный метод начинает широко использоваться для биохимических исследований. Так, состав воздуха (азот, кислород, двуокись углерода) важно знать для изучения процессов фиксации азота, фотосинтеза и дыхания [100]. Аргон, содержащийся в воздухе в количестве до 1%, также может быть определен хроматографически, хотя его определение менее важно для биохимии, так как он неактивен. Описаны методики газохроматографического анализа газов в крови, в частности окиси углерода [1011, анализ газов в биологических жидкостях [102], анализ газов в медицине и физиологии, в почвах и удобрениях и в продуктах разложения различных органических веществ [103]. В последнем случае образуются также закись, окись и двуокись азота, аммиак и сероводород. Разделение и анализ этих газов методом газовой хроматографии представляет собой более трудную задачу. На силикагеле двуокись углерода и закись азота не разделяются, но могут быть разделены на угле [104]. [c.152]

Выше уже отмечалось, что меченый азот в первую очередь и в больших количествах обнаруживается именно в аспйрагине, в амидной фракции. Так как аспарагин образуется в растениях в результате взаимодействия аммиака с аспарагиновой кислотой,, то имеются основания считать, что именно аммиак и является одним из первичных (если только не первым) продуктов биологической фиксации азота атмосферы в клубеньковой ткани бобовых растений. [c.284]

Вольпин, Шур и сотр. [115] изучили поведение азота по отношению к различным соединениям переходных металлов, способных давать комплексы с окисью углерода, ацетиленами, олефинами и другими ненасыш епными соединениями. Они установили, что ряд солей и комплексов переходных металлов, особенно хрома, молибдена, вольфрама, железа и титана, после взаимодействия с органическими соединениями магния, лития и алюминия могут связывать азот при комнатной температуре. Во всех случаях после разложения реакционной смеси кислотой, а затем щелочью основным продуктом реакции фиксации азота был аммиак. Было также установлено, что многие типичные катализаторы Циглера могут взаимодействовать с азотом. [c.352]

Симбиотические отношения, приводящие к фиксации азота,— это наиболее эффективный способ биологического образования аммиака, потребляемого сельскохозяйственными культурами. Влияя на них, мы сможем достичь значительного прогресса в использовании биологической фиксации азота для производства пищевых продуктов. Для расширения масштабов и эффективности систем фиксации азота необходимо глубже понять генетику бактерий Rhizobium, чтобы не зависеть столь сильно от природных систем симбиоза, а формировать их с участием любого желаемого вида растений, употребляемых в пищу. [c.363]

Установлено, что при фиксации азота процесс его восстановления протекает целиком на одном и том же синтезируемом азотобактером ферментном комплексе и лишь конечный продукт (аммиак) отделяется от фермента. Ответственная за фиксацию нитрогеназная система представляет собой мультиферментный комплекс, содержащий не связанное с геном железо, молибден и SH-группы. [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология