Vypracovala: Mgr. Zuzana Szocsová
 
Dusík (lat. Nitrogenium)

V.A skupina

2. perióda
 
 
Historický vývoj

Nezávisle od seba ho v roku 1772 objavili D. Rutherford a H. Cavendish a nazvali ho jedovatým vzduchom. A. Lavoisier zistil, že tento plyn je zložkou vzduchu a pretože sa v ňom živé organizmy dusili, pomenoval ho azote. Názov dusík utvoril J. S. Presl v r. 1828. Medzinárodný názov nitrogenium vznikol z latinského nitrium, ktorým sa označovali chemikálie z popola rastlín.

 
Elektrónová konfigurácia dusíka

7N: [He] 2s2 2p3 alebo 7N : 1s2 2s2 2p3
 
Na valenčnej sfére má 5 elektrónov, a preto sa nachádza v V.A skupine. Valenčné elektróny má na druhej vrstve, a preto patrí do 2. periódy.

Názov prvku
Dusík
Latinský názov prvku
Nitrogenium
Chemická značka prvku
N
Skupenstvo prvku
plynné
Skupina prvkov
nekovy
Farba
bezfarebný
Oxidačné čísla
±III, ±II, ±I, IV, V, (silno kyslý)
Hustota
1,2506 kg/m³
Teplota topenia
63,14 K (-210,01 °C)
Teplota varu
77,35 K (-195,80 °C)
Elektronegativita
Najstabilnejšie izotopy
13N, 14N , 15N


Výskyt dusíka


Podstatná časť dusíka sa nachádza v atmosfére v podobe molekúl N2 (78%). A preto je vzduch hlavným zdrojom dusíka, pri výrobe dusíkatých zlúčenín. V prírode sa vyskytuje aj vo forme minerálov – napríklad dusičnan sodný NaNO3 – nazývaný aj čílsky liadok alebo draselný liadok KNO3, nachádza sa aj v amónnych soliach a v dusitanoch. Dusík je dôležitým biogénnym prvkom – nachádza sa v bielkovinách a v mnohých organických zlúčeninách (aminokyseliny). Rastliny ho prijímajú kvôli svojmu rastu a živočíchy kvôli tvorbe bielkovín.

 
Kolobeh dusíka v prírode

Zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolob%C4%9Bh_dus%C3%ADku
 
- obrázok znázorňuje kolobeh dusíka v prírode.

Kolobeh dusíka je biochemický proces, ktorý opisuje premeny dusíka a jeho zlúčenín v prírode. Dôležitú úlohu pri kolobehu dusíka v prírode zohrávajú živé organizmy a biologická fixácia dusíka.
 
Kolobeh dusíka pozostáva z niekoľkých fáz:

1.Dizatrofia – biologická fixácia, pri nej dochádza k rozštiepeniu trojitej väzby medzi dusíkom a dusíkom. K štiepeniu väzby dochádza za prítomnosti enzýmu nitrogenáza. Voľný atóm dusíka sa zabuduje do amónneho katiónu NH4+. Toto zvládajú len niektoré prokaryotické organizmy. Napríklad: morské siniceTrichodesmium, baktérie Azotobacter, Clostridium, sinice Nostoc a podobne.

2. Asimilácia – pri asimilácii sa dusík začleňuje do tela organizmov. Rastliny prijímajú dusík vo forme dusičnanov. Dusičnany sú redukované na dusitany a následne sú zabudovávané do aminokyselín, bielkovín a podobne. Niektoré rastliny prijímajú dusík v podobe amoniaku NH3. Od rastlín preniká dusík do tela bylinožravcov vo forme rastlinných aminokyselín a nukleotidov.

3. Amonifikácia - je proces premeny dusíkatých látok späť na amoniak. Amonifikácia je jedným z pochodov biologického rozkladu – mineralizácii.

4. Nitrifikácia – prebieha v dvoch fázach.
 

a.) Nitritácia – nitritačné baktérie menia amoniak na dusitany, napríklad baktéria Nitrosomonas.

 

b.) Nitratácia – nitratačné baktérie menia dusitany na dusičnany, napríklad nitratačná baktéria Nitrobacter.


5. Denitrifikácia – ide o premenu dusičnanov na plynný dusík.


 

Príprava dusíka


 

Dusík sa pripravuje rozkladom dusitanu amónneho: NH4NO2 → N2 + 2H2O

 

Výroba dusíka


Dusík sa vyrába frakčnou destiláciou zo vzduchu, ktorý je skvapalnený. Je základom pri výrobe amoniaku a oxidu dusného. Dusík uskladňujeme a prepravujeme vo fľašiach z ocele, ktoré sú označené zeleným pruhom. Ak je dusík skvapalnený prepravuje sa v špeciálnych žltých nádobách.
 
 
Vlastnosti a reakcie dusíka

  • N2 – bezfarebný plyn, bez chuti, bez zápachu, vo vode sa rozpúšťa len málo.
  • Nie je toxický ani nijak nebezpečný.
  • Vyskytuje sa vo forme dvojatómovej molekuly N2 – vo všetkých skupenstvách.
  • Oxidačné čísla: -III až V.
  • Môže byť maximálne štvorväzbový v zlúčeninách.
  • Je schopný tvoriť vodíkové väzby.
  • Nízka reaktivita dusíka N2 vyplýva z prítomnosti trojitej väzby, ktorá je oveľa pevnejšia ako jednoduchá väzba. Kvôli tomu sa dusík nezlučuje ani s veľmi reaktívnymi prvkami.
  • Pri zvýšení tlaku a teploty dochádza k rozštiepeniu väzby a vznikajú dva atómy dusíka, ktoré sú veľmi reaktívne.
 

Využitie dusíka


Preprava - v tlakových oceľových fľašiach, na ktorých je zelený pruh. Používa sa pri výrobe dôležitých zlúčenín, napríklad amoniaku, kyseliny dusičnej, či dusíkatých hnojív. Dusík sa používa ako ochranný plyn – kvôli svojej nízkej reaktivite vytvára inertnú atmosféru (bráni styku kyslíka s inými látkami, napríklad pri výrobe výbušnín).

 
Cvičenie:

  1. Napíšte elektrónovú konfiguráciu dusíka.
  2. Popíšte použitie dusíka.
  3. Definujte vlastnosti dusíka.


Použitá literatúra:
1. Chémia pre 1. ročník gymnázií
2. Zmaturuj z chémie
3. http://sk.wikipedia.org/wiki/Dus%C3%ADk
4. http://sk.wikipedia.org/wiki/Dus%C3%ADk
5. http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolob%C4%9Bh_dus%C3%ADku
6. http://people.ksp.sk/~yoyo/prvky/prvok007.htm