Azot

Azot ya da nitrojen, simgesi N olan bir element olup atom numarası 7'dir. Renksiz, kokusuz, tatsız ve inert bir gazdır. Azot, dünya atmosferinin yaklaşık %78'ini oluşturur ve tüm canlı dokularında bulunur. Azot ayrıca, amino asit, amonyak, nitrik asit, ve siyanür gibi önemli bileşikler de oluşturur.
Tarihçe
Azotun 1772'de, onu zehirli hava veya sabit hava olarak adlandıran Daniel Rutherford tarafından resmen keşfedildiği kabul edilir. Havayı oluşturan maddelerden birinin yanma olayında yer almadığı, Rutherford tarafından biliniyordu. Azot, yaklaşık aynı tarihlerde Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, ve Joseph Priestley tarafından da araştırılmaktaydı. Antoine Lavoisier de azotu, Yunanca αζτος (azotos) "cansız" anlamına gelen azote olarak adlandırmıştı. Azot için kullanılan diğer sözcük, nitrogène, 1790 yılında Fransız kimyager Jean Antoine Chaptal tarafından, Yunanca "sodyum karbonat" anlamına gelen nitron ile, Fransızca "üreten" anlamına gelen ve yine Yunanca kökenli gène sözcüklerinin bir araya getirilmesiyle ortaya çıktı. Bu sözcük İngilizcede kullanılır oldu ve sonraları pek çok dile girdi.
Bileşikleri orta çağlarda biliniyordu. Simyacılar, nitrik asidi aqua fortis olarak biliyorlardı. Metallerin kralı adı verilen altını çözebilen karışım olması dolayısıyla, nitrik asit ve hidroklorik asit karışımı; aqua regia (asil su) olarak biliniyordu. Azot bileşiklerinin ilk endüstriyel ve zirai kullanımı; güherçile (sodyum veya potasyum nitrat) ve kısmen de barut yapımı şeklinde oldu. Daha sonraları da gübre ve kimyasal hammadde olarak kullanıldı.
Elde edilişi
Azot endüstriyel anlamda, sıvı havanın kısmi distilasyonu ile ya da gaz halindeki havadan mekanik olarak (basınçlı ters osmoz yöntemi) elde edilir. Azot, hayvan dışkılarının, üre ve ürik asit halinde büyük kısmını oluşturur. Moleküler azot, büyük oranda Satürn'ün Ay'ı Titan'ın atmosferinde bulunur. Ayrıca, yıldızlar arası uzayda da varlığı David Knauth ve arkadaşlarının yaptığı çalışmalarla saptanmıştır.
Moleküler azot, atmosferde reaktif değildir fakat doğada, canlı organizmalar (bakteriler) tarafından biyolojik ve endüstriyel anlamda faydalı bileşiklere dönüştürülür. Endüstriyel anlamda azot ve doğalgaz, Haber prosesi ile amonyağa dönüştürülür. Amonyak da ya gübre olarak ya da patlayıcılar gibi başka maddelerin üretiminde (Ostwald prosesi ile nitrik asit üretimi) başlangıç maddesi olarak kullanılır.
Azot tuzları içinde en önemlilerinden biri potasyum nitrat (veya saltpeter: güherçile) olup tarih boyunca barut yapımında kullanılmıştır. Diğer bir tuz da amonyum nitratdır ve gübre olarak kullanılır. Diğer azotlu organik bileşikler nitrogliserin ve trinitrotoluen olup patlayıcı yapımında kullanılırlar. Nitrik asit sıvı yakıtlı füzelerde oksitleyici olarak kullanılır. Hidrazin ve türevleri füze yakıtlarında kullanılır.
Moleküler (gaz ve sıvı)
Gazı, sıvı azotun ısınarak buharlaşmaya bırakılmasıyla kolayca elde edilebilir. Çok geniş kullanım alanları olup, oksidasyonun istenmediği ortamlarda hava yerine kullanılabilir:
paketlenmiş gıdaların tazeliğini korumak için,
güvenlik amacıyla sıvı patlayıcıların üzerini örtmek için,
geçirgeç (transistör), diyot ve tümleşik devre gibi elektronik bileşenlerin üretiminde,
paslanmaz çelik üretiminde,
inert, nemsiz ve oksitleyici olmayan özelliklerinden dolayı otomobil ve uçak tekerleklerinin dolumunda.
Endüstriyel anlamda ve büyük miktarlarda sıvılaştırılmış havadan distilasyon yoluyla üretilir ve LN2 şeklinde tanımlanırsa da doğru yazılış şekli NO2(l) dir. Dondurucu bir sıvı olup canlı dokuyla temas etmesi halinde ani donmaya neden olur. Ortam sıcaklığından uygun şekilde izole edilmesi durumunda, basınç uygulaması gerektirmeyen bir azot gazı kaynağı oluşturur. Suyun donma noktasının çok altındaki sıcaklıklarda kalabilme özelliği (77 K, -196 C veya -320 F), sıvı azotun çok değişik alanlarda kullanımını mümkün kılar:
gıda ürünlerinin daldırılarak dondurulması ve taşınımı,
canlı dokuların, üreme hücrelerinin (sperm, yumurta), ve diğer biyolojik örnek ve malzemelerin dondurularak korunması,
bilim eğitimindeki görsel deneylerde,
yüksek hassasiyetteki algılayıcılar ve düşük gürültü seviyeli amplifikatörlerde soğutucu olarak,
dermatolojide. nahoş görünümlü siğil veya potansiyel kanser riski taşıyan cilt yaralarının alınmasında,
CPU veya GPU gibi bilgisayar donanımlarının soğutma sistemlerinde soğutucu olarak.
Azot, sodyum asidin (NaN3) ve amonyum dikromatın bozunması ile saf olarak elde edilebilir:
NaN3 - 2Na + 3N2 (300 C)
(NH4)2Cr2O7 - N2 + Cr2O3 + 4H2O
Azot eldesinde kullanılan bir diğer yöntem ise, amonyağın kireç kaymağı ile reaksiyonudur:
2NH3 + 3Ca(OCl) - 3CaCl3 + N2 +3H2O
Tehlikeler
Azot, zehirli olmamasına rağmen, havada yüksek konsantrasyonlarda bulunduğunda canlılar için boğucu olabilir. Leidenfrost etkisi ile kısa bir süreliğine de olsa cilt teması, arada cildin ısısı ile buharlaşan azotla bir tür "koruma kalkanı" oluşsa bile, Sıvılaştırılmış azotla daha uzun süreli temas, soğuk yanıklarına sebep olabilir.
Otomotiv ve uçak sanayisinde kullanımı
Günümüzde ise artık araba lastiklerini şişirmede kullanılır. Lastik şişirmekte nitrojen kullanmak havacılıkta kullanılan bir yöntem. Normal havanın içinde bulunan oksijenin meydana getirdiği korozyonu azaltmak ve yüksek sıcaklıklarda yanma riskini azaltmak için uçak lastikleri nitrojen ile şişirilir. Ancak otomobil lastiği o kadar kritik yüklere maruz kalmadığı için otomobillerde kullanmak fazla bir fayda sağlamaz.