Azoto: differenze tra le versioni

Versione delle 22:00, 19 mar 2025

Versione delle 10:11, 20 mar 2025

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:α + ¹⁴N → ¹⁸F* → ¹⁷O + p

Nell'atmosfera, per effetto dei [[raggi cosmici]], avviene la seguente reazione:

:¹⁴N + n → ¹⁴C + p         ΔE = {{M|−1,14|ul=MeV}}

Questo processo è all'origine del nuclide carbonio-14.

Poiché il carbonio-14 viene largamente impiegato come [[tracciante (chimica)|tracciante]], lo si produce artificialmente sfruttando la stessa reazione.

Se i neutroni hanno energia molto elevata la reazione può decorrere in modo differente dando luogo a [[trizio]]:

:¹⁴N + n → ¹²C + ³H         ΔE = 4,015 MeV

Impiegando [[neutrone|neutroni]] termici e quindi di minor energia rispetto a quelli dei raggi cosmici si ha invece:

:¹⁴N + n → ¹⁵N* → ¹⁵N + γ         ΔE = −10,83 MeV

{| class="wikitable"

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=== Reattività di N₂ ===

La molecola N₂ è incolore, inodore e insapore. Presenta un'eccezionale inerzia chimica, dovuta principalmente all'elevata energia di legame, alla scarsa polarizzabilità e all'assenza di momento dipolare.

==== Reazioni nell'atmosfera ====

===== Chemosfera =====

Nella parte alta della [[chemosfera]], tra i [[65 (numero)|65]] e i [[120 (numero)|120]] [[Chilometro|km]], l'attività chimica principale riguarda le reazioni delle [[Specie chimica|specie]] atomiche, incluso l'azoto. Gli atomi coinvolti sono quelli che si producono per [[fotolisi]] dei gas atmosferici molecolari che reagiscono tra di loro e con le altre molecole presenti. Le reazioni predominanti che avvengono tra l'azoto e l'ossigeno sono:<ref name=":17">{{Cita pubblicazione|autore=Joseph Kaplan|autore2=William J. Schade|autore3=Charle A. Barth|coautori=Alvin F. Hildebarndt, Institute of Geophysics, University of California, Los Angeles, California, and the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California|anno=1960|mese=Settembre|titolo=ATOMIC REACTIONS IN THE UPPER ATMOSPHERE|rivista=Symposium on the Fundamental Aspects of Atomic Rearcions held at McGill University, Montreal, Que.|url=https://cdnsciencepub.com/doi/pdf/10.1139/v60-234}}</ref>

<chem>N + N + M -> N2 + M</chem>

<chem>N + O + M -> NO + M</chem>

<chem>O + O + M -> O2 + M</chem>

<chem>N + NO -> N2 + O</chem>

<chem>N + O2 -> NO + O</chem>

<chem>O + O2 + M -> O3 + M</chem>

<chem>O + O3 -> O2 + O2</chem>

<chem>NO + O + M -> NO2 + M</chem>

<chem>NO2 + O -> NO + O2</chem>

Le [[Equazione differenziale|equazioni differenziali]] che descrivono i tassi di variazione della densità delle varie specie dell'azoto sono:<ref name=":17" />

<math>[N\cdot] = 2k1[N]^2[M] + k2[N][O][M] + k4[N][NO] + k5[N][O2]</math>

<math>[NO\cdot] = -k2[N][O][M] + k4[N][NO] - k5[N][O2] + k8[NO][O][M] - k9[NO2][O]</math>

<math>[NO2\cdot] = -k8[NO][O][M] + k9[MO2][O]</math>

===== Troposfera =====

Nella [[troposfera]] gli ossidi di azoto catalizzano la formazione di [[ozono]] O₃ secondo il seguente ciclo:<ref name=":18">{{Cita libro|autore=Colin Baird|traduttore=Eudes Lanciotti, Massimo Stefani|titolo=Chimica ambientale|titolooriginale=Environmental chemistry|dataoriginale=1995|anno=2001|editore=Zanichelli|città=Bologna|ISBN=88-08-08890-1}}</ref>

:NO₂(g) + ''hν''([[Lunghezza d'onda|λ]]&nbsp;<&nbsp;{{M|400|ul=nm}}) → O(g) + NO(g)

:O(g) + O₂(g) + M(g) → O₃(g) + M^*(g)

:2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g)

===== Stratosfera =====

{{Vedi anche|Ozono|Buco nell'ozono}}

Invece nellaNella [[stratosfera]] gli ossidi di azoto possono distruggere lo [[Ozonosfera|strato di ozono]] necessario per l'assorbimento della [[Radiazione ultravioletta|radiazione UV]] di alta frequenza:

:NO(g) + O₃(g) → NO₂(g) + O₂(g)

:NO₂(g) + O(g) → NO(g) + O₂(g)

L'apparente comportamento contraddittorio è determinato dal fatto che la concentrazione di [[ozono]] e ossigeno atomico nella stratosfera è molto superiore rispetto alla [[troposfera]].<ref name=":18" />

==== Reazioni a temperatura ambiente ====

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Questa reazione è responsabile ogni anno della conversione di circa 30 milioni di tonnellate di azoto in monossido di azoto e biossido di azoto; 20 milioni di tonnellate sono prodotte nelle combustioni, soprattutto nei [[Motore ad accensione comandata|motori a scoppio]] delle [[Automobile|automobili]], mentre circa 10 milioni di tonnellate a causa dei [[fulmine|fulmini]].<br />

Questo fenomeno influisce notevolmente sulla [[chimica]] dell'[[Atmosfera terrestre|atmosfera]].

Nella [[troposfera]] gli ossidi di azoto catalizzano la formazione di [[ozono]] O₃ secondo il seguente ciclo:

:NO₂(g) + ''hν''([[Lunghezza d'onda|λ]]&nbsp;<&nbsp;{{M|400|ul=nm}}) → O(g) + NO(g)

:O(g) + O₂(g) + M(g) → O₃(g) + M^*(g)

:2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g)

Sia l'[[ozono]] che il [[Diossido di azoto|biossido di azoto]] sono dannosi per gli [[Animalia|animali]] attaccando la mucosa respiratoria (v. [[bronchite acuta irritativa]]).

Invece nella [[stratosfera]] gli ossidi di azoto possono distruggere lo [[Ozonosfera|strato di ozono]] necessario per l'assorbimento della [[Radiazione ultravioletta|radiazione UV]] di alta frequenza:

:NO(g) + O₃(g) → NO₂(g) + O₂(g)

:NO₂(g) + O(g) → NO(g) + O₂(g)

L'apparente comportamento contraddittorio è determinato dal fatto che la concentrazione di [[ozono]] e ossigeno atomico nella stratosfera è molto superiore rispetto alla [[troposfera]].

===== Piogge acide =====

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* [[Economia ad azoto liquido]]

* [[Narcosi da azoto]]

* [[Pioggia acida]]

* [[Buco nell'ozono|Buco dell'ozono]]

== Altri progetti ==

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== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{Cita web|url=http://webbook.nist.gov/chemistry/|titolo=Database del NIST}}

* {{Cita web|url=http://www.polimerica.it/|titolo=Polimerica}}

{{Elementi chimici}}

{{Controllo di autorità}}