نیتروژن یک عنصر شیمیایی است که با نماد علمی N و عدد اتمی ۷ نشان داده می‌شود. در شرایط عادی نیتروژن گازی بی رنگ، بی‌بو و بی‌مزه است. نیتروژن حدود ۷۸ درصداز اتمسفر (جو) اطراف ما را تشکیل می‌دهد. نیتروژن یکی از مواد مغذی اصلی حیاتی برای بقای تمام موجودات زنده است. اگر چه نیتروژن در اتمسفر بسیار فراوان است اما تا حد زیادی به شکل عنصری برای بیشتر موجودات زنده غیرقابل دسترسی است.
نیتروژن همچنین به اشکال دیگری نیز وجود دارد. وقتی مردم اسم نیتروژن را می‌شنوند، بلافاصله یاد هوا می‌افتند. نیتروژن نه تنها بخشی از اتمسفر بلکه بخشی از غذایی است که هر روز می‌خورند. دانشمندان از زمان کشف آن چیزهای زیادی در مورد آن یاد گرفته‌اند و امروزه با توسعه فن‌آوری نیتروژن به صورت تجاری در مقادیر زیاد و شکل‌های مختلف در دسترس است.
رایج‌ترین انواع آن اکسید نیترو و نیتروژن مایع فوق خنک کننده هستند. اکسید نیترو یکی از ترکیبات نیتروژنی است که معمولا به عنوان گاز خندان شناخته می‌شود.
نیتروژن مایع به نیتروژنی گفته می شود که در دمای بسیار پایین به صورت مایع است. این گاز به صورت صنعتی و با استفاده از تقطیر جزئی هوای مایع تولید می‌شود. نیتروژن مایع یک مایع بی‌رنگ شفاف است. نیتروژن مایع یک منبع فشرده است و حمل و نقل آسان گاز نیتروژن بدون فشار است. نیتروژن مایع همچنین در تهیه نوشیدنی‌های الکلی محبوب شده‌است، چون می‌تواند برای خنک کردن سریع لیوان‌ها و یا یخ زدن مواد مورد استفاده قرار گیرد.
نیتروژن مایع را می‌توان برای انجماد و انتقال محصولات غذایی، انجماد نمونه‌های بیولوژیکی، و خنک‌کننده برای ابررساناها، پمپ‌های خلا به کار برد. همچنین در کرایوتراپی (درمان به وسیله سرما) برای حذف ناهنجاری‌های پوستی، محافظت از مواد در برابر قرارگیری در معرض اکسیژن، مواد خنک‌کننده برای ماشینکاری و یا شکست آسان‌تر استفاده می‌شود.
نیتروژن می‌تواند به عناصر دیگر بپیوندد. پیوندها بسیار مؤثر هستند زیرا بیرونی‌ترین لایه الکترونی نیتروژن دارای الکترون‌های کمی است. به همین دلیل است که گاهی اوقات از آن به عنوان گاز بافر استفاده می‌شود. نیتروژن به عنوان یکی از اجزای تشکیل دهنده آمینو اسیدها، پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک، کلروفیل و بیومولکول‌های دیگر وجود دارد.
نیتروژن یکی از مواد مغذی اصلی حیاتی برای بقای تمام موجودات زنده است. اگرچه نیتروژن به عنوان گاز نیتروژن (2N) در اتمسفر بسیار فراوان است اما تا حد زیادی به این شکل برای بیشتر موجودات غیرقابل دسترسی است. استفاده از نیتروژن به عنوان یک منبع کمیاب و اغلب محدود کننده بهره‌وری اولیه در بسیاری از اکوسیستم‌ها است. تنها زمانی که نیتروژن از گاز دی نیتروژن به آمونیاک (NH3) تبدیل می‌شود، برای تولید کنندگان اولیه مانند گیاهان در دسترس قرار می‌گیرد.
نیتروژن یک عنصر جذاب با بسیاری از ویژگی‌های منحصر به فرد است و در کودهای شیمیایی، دینامیت، بی‌حسی پزشکی و حتی مسابقات اتومبیل استفاده می‌شود. واقعیت‌های جالبی در مورد اتم نیتروژن، نیتروژن مایع، اکسید نیتروژن، اسید نیتریک، نیتروگلیسیرین و خیلی چیزهای دیگر وجود دارد که با ما همراه باشید.
نیتروژن در همه موجودات زنده از جمله بدن انسان و گیاهان وجود دارد. گاز نیتروژن در نگهداری مواد غذایی برای تازه نگه داشتن غذاهای بسته بندی شده یا حجیم استفاده می‌شود. همچنین در ساخت قطعات الکترونیکی، برای مصارف صنعتی استفاده می‌شود و کاربردهای بسیار مفید دیگری نیز دارد. گاز نیتروژن اغلب به عنوان جایگزینی برای دی اکسید کربن برای ذخیره آبجو در بشکه های تحت فشار استفاده می‌شود.
تیتان، بزرگ ترین ماه زحل، فضایی دارد که تقریبا به طور کامل از نیتروژن تشکیل شده‌است. نیتروژن در دمای بسیار پایین در حالت مایع است. نیتروژن مایع در ۷۷ کلوین (۱۹۶ - سانتی گراد، ۳۲۱- فارنهایت ) می‌جوشد. به راحتی قابل حمل و نقل است و کاربردهای بسیار مفیدی از جمله نگهداری اقلام در دمای سرد، در زمینه برودتی، به عنوان خنک کننده کامپیوتر، از بین بردن زگیل و موارد دیگر دارد.
بیماری رفع فشار یا بیماری ناشی از کاهش ناگهانی فشار شامل حباب های نیتروژن است که در جریان خون و سایر نواحی مهم بدن هنگامی که افراد به دلیل غواصی، خیلی سریع کاهش فشار را تجربه می‌کنند، تشکیل می‌شود.
شرایط مشابهی می‌تواند برای فضانوردان و کسانی که در هواپیماهای بدون فشار کار می‌کنند رخ دهد. در بیمارستان‌ها و کلینیک‌های دندان‌پزشکی به عنوان داروی بی‌هوشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکسید نیترو همچنین در مسابقات موتور برای افزایش قدرت موتور و سرعت وسیله نقلیه استفاده می‌شود. اکسید نیترو یک گاز گلخانه‌ای قابل‌توجه و آلاینده هوا است. وزن تقریبا ۳۰۰ برابر بیشتر از کربن دی‌اکسید تاثیر دارد.
نیتروگلیسیرین مایعی است که برای ساخت مواد منفجره مانند دینامیت به کار می‌رود. از آن اغلب در صنایع برای تخریب و ساخت‌وساز و نیز توسط ارتش استفاده می‌شود. اسید نیتریک یک اسید قوی است که اغلب در تولید کود استفاده می‌شود. آمونیاک یک ترکیب دیگر از نیتروژن است که معمولا در کودهای شیمیایی استفاده می‌شود.
بارندگی در هر هکتار حدود 10 پوند نیتروژن به خاک اضافه می‌کند. اکسیدهای نیتروژن و آمونیوم که به زمین خورانده می‌شوند در طوفان های الکتریکی، توسط موتورهای احتراق داخلی و از طریق اکسیداسیون توسط نور خورشید تشکیل می‌شوند. برخی از دانشمندان همچنین بر این باورند که برخی از محصولات گازی حاصل از تبدیل کودهای نیتروژن ممکن است باعث تخریب لایه اوزن (O3) در اطراف زمین شوند. میزان این آسیب احتمالی اثبات نشده است.
بقایای گیاهی در خاک تجزیه می‌شوند و مواد آلی خاک را تشکیل می‌دهند. این ماده آلی حاوی حدود 5 درصد نیتروژن است. یک فوت جریب خاک با 2 درصد مواد آلی حاوی حدود 3500 پوند نیتروژن است. به طور کلی، حدود 1 تا 3 درصد از این نیتروژن آلی در سال توسط میکروارگانیسم‌ها به شکلی از نیتروژن تبدیل می‌شود که گیاهان می‌توانند از آن استفاده کنند.
نیتروژن کود تجاری به سه شکل اساسی وجود دارد:
نیتروژن در تعدادی از شکل‌های شیمیایی وجود دارد و تحت واکنش‌های شیمیایی و بیولوژیکی قرار می‌گیرد.
نیتروژن آلی بیش از 95 درصد از نیتروژن موجود در خاک را تشکیل می‌دهد. این شکل از نیتروژن نمی‌تواند توسط گیاهان استفاده شود اما به تدریج توسط میکرو ارگانیسم‌های خاک به آمونیوم تبدیل می‌شود (NH4+). آمونیوم تا حد زیادی شسته نمی‌شود. چون NH4+ یک یون با بار مثبت است جذب می‌شود و توسط خاک رس با بار منفی نگه داشته می‌شود.
در خاک گرم وبا زهکشی خوب، آمونیوم به سرعت به نیترات تبدیل می‌شود (-3NO). نیترات شکل اصلی نیتروژن مورد استفاده گیاهان است. چون یک یون با بار منفی (آنیون) است و به خاک رس جذب نمی‌شود، خم می‌شود. شکل نیترات نیتروژن یک نگرانی عمده در آلودگی است.
میکروارگانیسم های خاک هنگام تجزیه بقایای گیاهی از نیترات و نیتروژن آمونیوم استفاده می کنند. افزودن 20 تا 70 پوند نیتروژن به ازای هر تن از این باقیمانده‌ها برای جلوگیری از این دگرگونی مورد نیاز است. پس از تجزیه باقیمانده‌ها، جمعیت میکروبی شروع به از بین رفتن می‌کند و فرآیندهای ۱ و ۲ رخ می‌دهند.
وقتی خاک هوای کافی ندارد، میکروارگانیسم‌ها از اکسیژن NO3- به جای اکسیژن موجود در هوا استفاده می‌کنند و به سرعت NO3- رابه نیتروژن اکسید و گازهای نیتروژن (N2) تبدیل می‌شوند. این گازها به اتمسفر (جو) فرار می‌کنند و در دسترس گیاهان نیستند. این دگرگونی می‌تواند در عرض دو یا سه روز در خاک‌های با هوادهی ضعیف رخ دهد و می‌تواند منجر به تلفات زیادی از کودهای نوع نیترات شود.
خاک هایی که PH بالایی دارند می‌توانند با تبدیل به گاز NH3 مقادیر زیادی+ NH4 را از دست بدهند. برای به حداقل رساندن این تلفات، کودهای جامد آمونیومی، اوره و آمونیاک بی آب را در زیر سطح خاک مرطوب قرار دهید.
این عنصر تقریباً در تمام داروها وجود دارد. به شکل اکسید نیترو، از آن به عنوان یک ماده بی‌حسی استفاده می‌شود.
همچنین از گاز Cryopreservation برای حفظ تخمک، خون، اسپرم و دیگر نمونه‌های بیولوژیکی استفاده می‌شود.
در CPU کامپیوترها از گاز نیتروژن برای جلوگیری از گرم شدن آنها استفاده می‌کنند. آشکارسازهای اشعه ایکس نیز بر این عنصر متکی هستند.
این عنصر در کنترل آلودگی استفاده می‌شود. در خلاص شدن از شر ترکیبات آلی ناپایدار در مایعات موثر است. بسیاری از صنایع از آن برای از بین بردن مایعات و بخارات سمی در ابزارهای صنعتی استفاده می‌کنند. مانند دی‌اکسید نیتروژن، این عنصر در بخش صنعتی حیاتی است. همچنین به عنوان یک کاتالیزور واکنش اکسیداسیون عمل می‌کند. علاوه بر اکسید کننده بودن، می‌توان از آن به عنوان سفید کننده آرد و سوخت موشک نیز استفاده کرد.
پارسیاگاز تولید کننده نیتروژن مایع و گاز نیتروژن در تهران می‌باشد.
کاربردهای متعددی در بخش صنعتی پیدا کرده است، که در زیر چند مورد مهم از آنها توضیح داده شده است:
نیتروژن اغلب در ساخت لامپ‌های نور به کار می‌رود. به عنوان یک جایگزین ارزان برای آرگون در لامپ‌های رشته‌ای عمل می‌کند.
نیتروژن برای حفظ تازگی غذاهای بسته‌بندی‌شده به کار می‌رود. نیتروژن می‌تواند از اکسیداسیون غذا جلوگیری کند و در نتیجه ترشیدگی و دیگر شکل‌های آسیب اکسیداتیو را به تاخیر بیندازد.
نیتروژن یکی از مهم‌ترین عناصر در کودها است تا حاصلخیزی خاک را افزایش دهد. از آن برای تولید کودهای دیگر مثل آمونیاک و اوره استفاده می‌شود که برای افزایش رشد گیاه و افزایش عملکرد استفاده می‌شود.
می‌تواند طیف وسیعی از ترکیبات ناپایدار و بسیار واکنش پذیر مثل: تری یدید نیتروژن، نیترات آمونیوم، تری نیتروتولوئن (TNT)، نیتریک اسید و نیتروگلیسیرین را تولید کند.
نیتروژن برای ساخت ترانزیستورها، مدارهای مجتمع و دیودها به کار می‌رود.
نیتروژن اغلب در تولید فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود، فرآیندهای آبکاری الکتریکی به منظور قوی‌تر و مقاوم‌تر کردن آن نسبت به خوردگی.
گاز نیتروژن خشک و تحت فشار به عنوان گاز دی الکتریک برای تجهیزات ولتاژ بالا استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین به عنوان گاز تحت فشار برای حرکت مایعات از طریق خطوط لوله استفاده می‌شود.
نیتروژن همچنین برای کنترل آلودگی، به ویژه برای حذف ترکیبات آلی فرار از مایعات استفاده می‌شود. این می تواند به حذف بخارات و مایعات مضر از تجهیزات صنعتی نیز کمک کند.
نیتروژن ترکیبی از تقریباً هر دسته اصلی داروها از جمله آنتی‌بیوتیک‌ها است. به شکل اکسید نیتروژن، نیتروژن به عنوان یک عامل بی‌حس‌کننده دارویی استفاده می‌شود.
