Stikstof
Stikstof is een niet-metaalhoudend chemisch element. De atmosfeer bevat meer dan 78 procent stikstof. Het heeft het chemische symbool N en atoomnummer 7. Zijn stabiele binnenste bevat doorgaans 14 nucleonen (7 protonen en 7 neutronen). Het heeft 5 elektronen in zijn buitenste schil.
Eigenschappen
Stikstof is bij normale temperatuur een kleurloos reukloos gas. Gewoonlijk is het gebonden aan een ander stikstofatoom, waardoor een stikstofmolecuul ontstaat (N2 ). Deze binding is zeer sterk. Daarom bevatten veel explosieven stikstof. De binding wordt verbroken wanneer het explosief wordt gemaakt. Bij de explosie wordt de binding weer hersteld, waarbij veel energie vrijkomt.
Het wordt vloeibaar bij -195,8°C en wordt vast bij -210°C. Als het wordt samengeperst, kan het in een vloeistof worden veranderd zonder dat het koud wordt.
Het verbindt meestal niet met andere atomen omdat zijn sterke binding voorkomt dat het reageert. Lithium is een van de weinige chemische elementen die met stikstof reageren zonder verhit te worden. Magnesium kan branden in stikstof. Stikstof maakt ook blauwe elektrische vonken. De blauwe kleur wordt veroorzaakt doordat de atomen worden aangeslagen. Als ze weer normaal worden, geven ze licht af. Wanneer stikstof wordt aangeslagen, reageert het met veel dingen waar het normaal niet mee reageert.
Kopje vloeibare stikstof
Elektrische vonk door een buis gevuld met stikstof
Verbindingen
Veel chemische verbindingen die belangrijk zijn voor industriële doeleinden bevatten stikstofionen. Daartoe behoren ammoniak, salpeterzuur, nitraten en cyaniden. Stikstof komt voor in verschillende oxidatietoestanden: -3, -2, -1 /3 , +1, +3, +4, en +5. Elk van die oxidatietoestanden heeft zijn reeks verbindingen.
Verbindingen in de oxidatietoestand -3 zijn zwakke reductiemiddelen. Hiertoe behoren ammoniak, ammonium, amide en nitriden. Aminozuren en eiwitten bevatten stikstof in deze oxidatietoestand. Hydrazine, een verbinding in de -2 oxidatietoestand, is een sterk reductiemiddel. Aziden bevatten stikstof in de oxidatietoestand -1 /3 . Het zijn uiterst krachtige reductiemiddelen en de meeste zijn zeer giftig.
Lachgas bevat stikstof in de +1 oxidatietoestand. Het wordt gebruikt als verdovingsmiddel. Verbindingen met stikstof in de oxidatietoestand +2, zoals stikstofmonoxide, zijn reductiemiddelen. Verbindingen met +3 oxidatietoestand zijn sterk oxiderende en zwak reducerende stoffen. Nitrieten zijn de meest voorkomende +3 verbindingen. Verbindingen in de +4 oxidatietoestand zijn sterk oxiderende stoffen. Hiertoe behoren stikstofdioxide en stikstoftetroxide.
Verbindingen met stikstof in de oxidatietoestand +5 zijn sterke oxidatiemiddelen. Zij vormen een van de meest voorkomende groepen stikstofverbindingen. Hiertoe behoren salpeterzuur en dinitrogen pentoxide. Zij omvatten ook nitraten, die worden gebruikt in explosieven zoals dynamiet, nitroglycerine en trinitrotolueen.
Voorkomen en bereiding
Lucht bestaat uit ongeveer 78% stikstof en ongeveer 20,95% zuurstof, < 1% argon, en sporen van andere gassen zoals kooldioxide en waterdamp. Het zit ook in enkele nitraten in de grond. Ammonium mineralen zijn zeldzaam. Stikstof zit in eiwitten.
Zuivere vloeibare stikstof kan worden gemaakt door lucht te koelen. De stikstof wordt vloeibaar bij een andere temperatuur dan de zuurstof. Het kan ook worden gemaakt door bepaalde chemische verbindingen te verhitten, zoals natriumazide.
Gebruikt
Stikstof is een element dat wordt gebruikt om te voorkomen dat dingen reageren met de zuurstof in de lucht. Het kan worden gebruikt om knisperzakken en gloeilampen te vullen. Het wordt ook gebruikt om sommige banden te vullen. Het kan worden gebruikt om elektrische componenten zoals transistors te maken. Vloeibare stikstof kan worden gebruikt om dingen te bevriezen.
Stikstofverbindingen hebben vele toepassingen, zoals verdovingsmiddelen (lachgas), explosieven (dynamiet), schoonmaakmiddelen (ammoniak), en vlees (eiwit), en vliegtuigen (brandstof).
Media afspelen Vloeibare stikstof gebruikt om een ballon te bevriezen
Geschiedenis
Stikstof werd in 1772 ontdekt door Daniel Rutherford, die het schadelijk gas of vast gas noemde. Men ontdekte dat een deel van de lucht niet verbrandde. Men ontdekte dat dieren erin stierven. Het stond bekend als "azote". Veel stikstofverbindingen bevatten ook de letters "azide" of "azine", zoals hydrazine.
In 1910 ontdekte Lord Rayleigh dat wanneer een vonk door stikstof werd geleid, er een reactieve vorm van stikstof ontstond. Deze stikstof reageerde met vele metalen en verbindingen.
Verwante pagina's
- Lijst van gemeenschappelijke elementen
