Nitrogênio é um elemento químico, representado pelo símbolo N, número atômico 7, massa atômica 14,01 e pertence à família 5A da tabela periódica. Em condição gasosa, esse elemento constitui 78,08% do volume do ar atmosférico e compõem importantes macromoléculas para os seres vivos.
No universo, estima-se que o nitrogênio é o sétimo elemento mais abundante. Ele está presente na Via Láctea, no Sistema Solar e no processo de evolução de algumas estrelas, as chamadas supernovas.
O nitrogênio compõe as moléculas de proteínas e de ácidos nucléicos (DNA e RNA), contudo não pode ser diretamente captado por alguns seres vivos. Por isso, ele sofre um processo de transformação no solo realizado por bactérias chamado de ciclo biogeoquímico.
Suas principais características são:
- Ametal;
- Incolor, inodoro e insípido;
- Pouco inflamável;
- Baixa densidade;
- Elevada eletronegatividade;
- Camada de valência com cinco elétrons;
- Ponto de fusão (PF) -210 °C;
- Ponto de ebulição (PE) -195,8 °C;
História
O termo nitrogênio deriva da palavra grega nitro genins (o que forma nitro). Esse elemento também é conhecido como azoto (sem vida), nome dado pelo químico Antoine Laurent de Lavoisier e autor da sua descoberta, em 1722.
No período da descoberta de Lavoisier, o nitrogênio também era estudado por Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish e Joseph Priestley, que se referiam ao elemento como “ar queimado” ou “ar flogisticado”.
O nome nitrogênio foi dado pelo químico Jean-AntoineClaude Chapta em 1790, após descobrir que tal elemento era constituinte do ácido nítrico e dos nitratos.
Muito antes do estudiosos mencionados, no período do Renascimento, Leonardo da Vinci já havia notado que o ar não era uma substância pura. O pintor, matemático e também botânico sustentava a ideia de que o nitrogênio era consumido na combustão, através da respiração:
“Aonde uma chama não pode viver, nenhum animal que respira vive”.
Aplicações
O nitrogênio possui várias aplicações, confira alguns exemplos:
- Utilizado para diluir gases reagentes e aumentar o rendimento de algumas reações químicas;
- Produção da amônia (NH3) através da síntese com o gás hidrogênio (H2): N2(g) + H2(g) → NH3(g);
- Em estado líquido é utilizado no congelamento de produtos alimentícios e armazenamento de células reprodutivas;
- Compõe substâncias orgânicas explosivas como o trinitrotolueno (TNT) e a nitroglicerina;
- O seu composto hidrazina é utilizado como combustível para foguetes;
- Utilizado para inflar pneus de alto desempenho, como os utilizados em corridas;
- Utilizado na fabricação de aço inoxidável;
- Utilizado na fabricação de componentes eletrônicos (transistores, diodos, circuitos integrados, etc.).
O ciclo do nitrogênio
Além do nitrogênio, outros elementos químicos e a água realizam ciclos biogeoquímicos, ou seja, participam de um percurso que envolve todo o meio ambiente (componentes bióticos e abióticos). São exemplos:
- Ciclo da água
- Ciclo do carbono
- Ciclo do oxigênio
- Clico do enxofre
- Ciclo do fósforo
O ciclo do nitrogênio é divido em quatro etapas:
Fixação: a primeira etapa consiste na transformação do nitrogênio gasoso (capturado na atmosfera) em substâncias aproveitáveis pelos seres vivos, como amoníaco (NH3), nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-). As bactérias atuam ativamente nesse processo de fixação.
Amonização: boa parte da amônia presente no solo é obtida a partir do processo de fixação. Contudo, ela também pode ser adquirida de materiais orgânicos mortos, a partir dos decompositores que atuam nesse matéria orgânica nitrogenada.
Consequentemente, há a liberação de amônia no ambiente, que ao unir-se com a água presente no solo forma o hidróxido de amônio. Este, por sua vez, passa pelo processo de ionização e gera o íon amônio (NH4+) e a hidroxila (OH-).
Nitrificação: nessa etapa acontece a oxidação da amônia em nitrito e depois em nitrato. As chamadas de bactérias nitrificantes realizam a quimiossíntese, ou seja, utilizam a energia fornecida na nitrificação para sintetizar suas substâncias orgânicas.
Desnitrificação: a última etapa tem ação das bactérias desnitrificantes. Elas convertem o nitrato em nitrogênio molecular, que retorna à atmosfera findando o ciclo.
Funções
As funções nitrogenadas correspondem aos grupos funcionais de compostos orgânicos que possuem nitrogênio ligado a um carbono ou uma cadeia carbônica. Confira abaixo os principais grupos:
- Aminas: derivados da arila ou alquila em ligação com o nitrogênio;
- Amidas: possuem o nitrogênio ligado diretamente ao grupo carbonila;
- Nitrilas: gerados a partir da substituição do hidrogênio do ácido cianídrico;
- Nitrocompostos: possuem o grupo nitro (NO2) ligado a um radical alquila ou arila.