Den mest rigelige gas på planeten er nitrogen, der optager omkring fire femtedele af jordens atmosfære. Dette element blev isoleret og anerkendt som et specifikt stof under de første luftundersøgelser.
Carl Wilhelm Scheele, en svensk kemiker, viste i 1772, at luft er en blanding af to gasser, hvoraf den ene kaldte "ildluft" (ilt), fordi den understøttede forbrænding og den anden "beskidt luft" (nitrogen), fordi det var, hvad der var tilbage, efter at "ildluften" var opbrugt.
På samme tid blev kvælstof også anerkendt af en skotsk botaniker, Daniel Rutherford (som var den første til at offentliggøre sine fund), af den britiske kemiker Henry Cavendish og af den britiske præst og videnskabsmand Joseph Priestley, der sammen med Scheele opnåede anerkendelse for opdagelsen af ilt (Sanderson, 2017).
Hvilke gasser udgør planetens atmosfære?
Atmosfæren består af en blanding af flere forskellige gasser, i forskellige mængder. De permanente gasser, hvis procentdel ikke ændres fra dag til dag er; nitrogen, ilt og argon.
Kvælstof repræsenterer 78% af atmosfæren, ilt 21% og argon 0,9%. Gasser som kuldioxid, nitrogenoxider, metan og ozon er affaldsgasser, der udgør cirka en tiendedel af en procent af atmosfæren (NC Estate University, 2013).
Så vi gætter på, at nitrogen og ilt udgør omkring 99% af gasserne i atmosfæren.
De resterende gasser, såsom carbondioxid, vanddamp og ædelgasser som argon, findes i langt mindre forhold (BBC, 2014).
Vanddamp er den eneste, hvis koncentration varierer fra 0-4% af atmosfæren afhængigt af hvor den er og tidspunktet på dagen.
I kolde og tørre tørre regioner udgør vanddamp typisk mindre end 1% af atmosfæren, mens vanddamp i fugtige tropiske regioner kan udgøre næsten 4% af atmosfæren. Vanddampindholdet er meget vigtigt for at forudsige vejret.
Drivhusgasser, hvis procentsatser varierer dagligt, sæsonmæssigt og årligt, har fysiske og kemiske egenskaber, der får dem til at interagere med solstråling og infrarødt lys (varme) frigivet fra Jorden for at påvirke jordklodens energibalance.
Dette er grunden til, at forskere nøje overvåger den observerede stigning i drivhusgasser, såsom kuldioxid og methan, som selv om de er små i mængde, kan de stærkt påvirke den globale energibalance og temperatur i hele. over tid (NASA, SF).
Kvælstofgas
Kvælstof er vigtig for livet på Jorden, da det er en sammensat komponent af alle proteiner og kan findes i alle levende systemer.
Kvælstofforbindelser er til stede i organiske materialer, fødevarer, gødning, sprængstoffer og giftstoffer. Kvælstof er afgørende for livet, men i overskud kan det også være skadeligt for miljøet.
Opkaldt efter det græske ord nitron, der betyder "nativt soda" og gen, der betyder "at danne", er nitrogen det femte mest rigelige element i universet.
Som nævnt udgør kvælstofgas 78 procent af jordens luft ifølge Los Alamos National Laboratory, Californien, USA På den anden side er Mars-atmosfæren kun 2,6 procent kvælstof.
Strukturen af nitrogenmolekylet har en tredobbelt binding. Dette gør det meget vanskeligt at nedbryde og giver det en bestemt inert gas karakter.
Det er almindeligt, at kemikere arbejder i nitrogenmættede atmosfærer for at opnå betingelser med lav reaktivitet (Royal Society of Chemistry, 2017).
Kvælstofcyklus
Kvælstof, ligesom vand og kulstof, er en vedvarende naturressource, der erstattes gennem nitrogencyklussen.
Kvælstofcyklussen, hvor atmosfærisk nitrogen omdannes til forskellige organiske forbindelser, er en af de mest afgørende naturlige processer til opretholdelse af levende organismer.
I løbet af cyklussen fikserer bakterier i jorden processen eller "atmosfærisk kvælstof" til ammoniak, som planter har brug for at vokse.
Andre bakterier omdanner ammoniak til aminosyrer og proteiner. Så dyrene spiser planterne og spiser proteinet.
Kvælstofforbindelser vender tilbage til jorden gennem animalsk affald. Bakterierne omdanner det resterende nitrogen til nitrogengas, der vender tilbage til atmosfæren.
Kvælstofcyklus
I et forsøg på at få afgrøder til at vokse hurtigere bruger folk kvælstof i gødning.
Imidlertid har overdreven brug af disse gødningsstoffer i landbruget haft ødelæggende konsekvenser for miljøet og menneskers sundhed, da det har bidraget til forurening af grund- og overfladevand.
Ifølge Det Forenede Staters miljøbeskyttelsesagentur (EPA) er næringsforurening forårsaget af overskydende nitrogen og fosfor i luft og vand et af de mest udbredte, dyre og udfordrende miljøproblemer (Blaszczak-Boxe, 2014).
Kvælstofforbindelser er en primær komponent i dannelsen af ozon på jordniveau. Ud over at forårsage åndedrætsproblemer bidrager nitrogenforbindelser i atmosfæren til dannelsen af sur nedbør (Oblack, 2016).
Referencer
- (2014). Jordens atmosfære. Gendannes fra bbc.co.uk.
- Blaszczak-Boxe, A. (2014, 22. december). Fakta om kvælstof. Gendannes fra livescience.com.
- (SF). Atmosfærisk sammensætning. Gendannes fra science.nasa.gov.
- NC Estate University. (2013, 9. august). Atmosfærens sammensætning. Gendannes fra ncsu.edu.
- Oblack, R. (2016, 3. februar). Kvælstof - gasser i atmosfæren. Gendannes fra thoughtco.com.
- Royal Society of Chemistry. (2017). Kvælstof. Gendannes fra rsc.org.
- Sanderson, RT (2017, 12. februar). Kvælstof (N). Gendannes fra britannica.com.