Dusík

Dusík (lat. Nitrogenium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku N a protónové číslo 7. Je to plyn bez farby a zápachu. Nezávisle od seba ho v roku 1772 objavili Daniel Rutherford a Henry Cavendish a nazvali ho jedovatým vzduchom. Antoine Lavoisier zistil, že tento plyn je zložkou vzduchu a pretože sa v ňom živé organizmy dusili, pomenoval ho azote (z gréčtiny zóon = život, a = zápor). Slovenský názov pochádza od prírodovedca J. Presla, ktorý preniesol v roku 1828 francúzsky názov. Medzinárodný názov nitrogenium vznikol z latinského nitrium, ktorým sa označovali chemikálie z popola rastlín. V potravinárstve sa označuje E941.

 Zlúčeniny 
 Anorganické zlúčeniny 
Dusík je tzv. inertný plyn, ktorý iba veľmi ťažko reaguje s inými chemickými zlúčeninami. Voči väčšine prvkov vystupuje (s výnimkou kyslíka, chlóru a fluóru) ako elektronegatívnejší prvok, preto môžeme dané zlúčeniny považovať za nitridy daných prvkov.

 Binárne zlúčeniny 
 Zlúčeniny s vodíkom sú amoniak NH3, hydrazín N2H4 a azidovodík HN3. Amoniak sa vo vodnom roztoku správa ako zásada, vytvára amónne katióny NH4+, podobne aj hydrazín (N2H5+, N2H6+2). Azidovodík je naopak slabá kyselina, vytvára ióny N3-.
 Oxidy dusíka sú známe v oxidačných stupňoch +1 až +5. Najznámejším z nich je oxid dusný N2O, nazývaný tiež rajský plyn, ktorý sa v minulosti používal ako narkotikum pri chirurgických operáciách. Oxidy NO a NO2 (resp. dimér N2O4) sú hlavné zložky tzv. suchého smogu.
 Z halogenidov je najznámejší trijodid NI3 (jododusík), aj keď podľa elektronegativít je to vlastne nitrid jódu, výbušná látka citlivá na otrasy. Mal by sa však skôr formulovať ako NI3.NH3 , ide teda o amoniakiát.
 Nitridy N−3, amidy NH2- a imidy NH−2 sú binárne zlúčeniny dusíka s menej elektronegatívnymi prvkami. Formálne sa odvádzajú z amoniaku odtrhnutím jedného, dvoch alebo aj troch atómov vodíka. Im podobné, aj keď vzácnejšie sú hydrazidy N2H3-, prípadne azidy N3-, odvodené od hydrazínu, resp. azidovodíka. Azidy ťažkých kovov (striebro) sú výbušné, používajú sa ako inicializačná náplň do priemyselných rozbušiek.

 Ostatné anorganické zlúčeniny 
 Anorganické kyseliny zastupujú najmä pomerne slabá kyselina dusitá HNO2 so soľami dusitanmi a neporovnateľne silnejšia kyselina dusičná HNO3. Obidve kyseliny aj ich soli dusitany a dusičnany majú silné oxidačné účinky.

 Organické zlúčeniny 
Dusík sa vyskytuje vo viacerých organických zlúčeninách a je jedným z biogénnych prvkov, nachádzajúcich sa vo všetkých živých organizmoch.
 Amíny sa delia na primárne so skupinou -NH2, sekundárne so skupinou =NH a terciálne so skupinou =N-. Aminoskupina sa nachádza vo všetkých aminokyselinách, ktoré sú základnou stavebnou jednotkou bielkovín. Najjednoduchšia aminokyselina je glycín. Aminoskupina sa môže viazať aj na aromatické jadro, tieto zlúčeniny sú často používané ako farbivá. Najdôležitejším aromatickým amínom je anilín.
 Nitrozlúčeniny obsahujú v molekule skupinu -NO2. Sú to mimoriadne silné oxidačné činidlá a niektoré z nich sú významné produkty chemického priemyslu výbušných látok. Typickým príkladom je nitroglycerín, trinitrotoluén alebo pentrit.
 Skupinu –NO majú v molekule nitrózozlúčeniny.

 Medzi najdôležitejšie heterocyklické zlúčeniny obsahujúce v molekule atóm dusíka patria
 pyridín
 pyrol
 chinolín
 indol

 Výskyt v prírode 
V elementárnej podobe sa s dusíkom stretávame prakticky neustále, tvorí totiž 78 % (objemových) zemskej atmosféry.

Vzhľadom k rozpustnosti prakticky všetkých svojich anorganických solí sa v bežných horninách takmer nevyskytuje. Všetky tieto látky boli dávno spláchnuté do oceánov a tam sa opäť zapojili do rôznych biologických cyklov.

Výnimkou je napr. čilský liadok alebo dusičnan sodný NaNO3. Významným zdrojom organického dusíka sú najmä objemné vrstvy vtáčieho trusu, nazývané guáno a využívané predovšetkým ako hnojivo.

 Využitie 
Dusík sa vyrába frakčnou destiláciou skvapalneného vzduchu a je to skôr prebytok pri výrobe viac žiadaného kyslíka.

Kvapalný dusík sa využíva v kryogénnych procesoch, pri ktorých je potrebné udržať prostredie s veľmi nízkou teplotou. Príkladom je zachovanie tkanív alebo spermií a vajíčok v kúpeli z kvapalného dusíka. Kvapalným dusíkom sú chladené polovodičové detektory röntgenového žiarenia v rôznych spektrometrických aplikáciách.

Plynný dusík sa využíva ako inertná atmosféra na miestach, kde hrozí nebezpečenstvo výbuchu, pri výrobe integrovaných obvodov, nehrdzavejúcej ocele, alebo v potravinárstve ako ochranná atmosféra proti oxidácii.

Amoniak a jeho zlúčeniny sú jedným z najpoužívanejších hnojív v poľnohospodárstve. Plynný amoniak sa v poslednej dobe stáva náhradou freónov v chladiarenstve.

Mimoriadne silné oxidačné vlastností zlúčenín dusíka v oxidačnom stupni +5 sa využívajú pri výrobe výbušnín. Už v starovekej Číne bola známa výroba pušného prachu, ktorého podstatnú časť tvoria dusičnan sodný alebo draselný. V súčasnosti sa v tomto odbore uplatňujú skôr organické zlúčeniny dusíka ako nitroglycerín alebo trinitrotoluén.

Ako palivá do raketových motorov sa v minulosti používali kyselina dusičná ako oxidovadlo (okysličovadlo) a hydrazín ako zdroj spaľovaného vodíka.

 Pozri aj 
 Zoznam emulgátorov

 Iné projekty 


Kategória:Nekovy
Kategória:Plyny
941