Azoto: differenze tra le versioni

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== Etimologia ==

Il [[Parola|termine]] deriva dal [[Lingua greca|greco]] ἀ- privativa e ζωή «vita»)<ref name=":0">{{Cita web|lingua=it|url=https://www.treccani.it/vocabolario/azoto/|titolo=Ażòto - Significato ed etimologia - Vocabolario|sito=Treccani|accesso=2025-03-18 marzo 2025}}</ref> che in [[lingua latina|latino]] divenne ''nitrogenum'' per passare al [[lingua francese|francese]] ''nitrogène'' - che fonde il [[Lingua greca|greco]] νίτρον, ''nítron'', «[[nitrato di potassio]]» e γεν-, ''ghen-'', «dare vita a» -<ref>{{Cita web|url=http://www.etymonline.com/index.php?term=nitrogen|titolo=Online Etymology Dictionary}}</ref> e infine all'italiano come nitrogeno, termine ormai obsoleto, sostituito dall'attuale azoto.<ref>{{Cita web|lingua=it|url=https://www.treccani.it/vocabolario/nitrogeno/|titolo=Nitrògeno - Significato ed etimologia - Vocabolario|sito=Treccani|accesso=2025-03-18 marzo 2025}}</ref>

"Azoto" deriva dal [[lingua francese|francese]] ''azotè'', voce formulata dallo stesso [[Antoine-Laurent de Lavoisier|Lavoisier]], che significa "privo di [[vita]]" (dal greco ζωή, ''zoè'', ''"vita"'', preceduto dall'alfa privativo), in quanto l'azoto molecolare N₂ costituisce il componente dell'[[aria]] non necessario alla [[Respirazione (metabolismo energetico)|respirazione]] degli esseri viventi.<ref name="etimo">{{Cita web|url=http://www.etimo.it/?cmd=id&id=1738&md=4e2c8c81fe05470d3b5570688d5cdbba|titolo=Dizionario etimologico online}}</ref>

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Secondo altre fonti, il termine fu coniato nel [[1787]] dal chimico francese [[Louis-Bernard Guyton-Morveau]].<ref name=":0" /> Fu parallelamente adottata la denominazione nitrogène (generatore di nitron), proposta nel [[1790]] da [[Jean-Antoine Chaptal]] in seguito alla scoperta del fatto che l'[[acido nitrico]] e i [[nitrato|nitrati]] contengono azoto.

In [[Lingua inglese|inglese]] si è conservata la denominazione ''nitrogen'',<ref>{{Cita libro|titolo=Il Sansoni inglese. Dizionario English-Italian, italiano-inglese. Ediz. bilingue. Con CD-ROM|edizione=5|editore=Rizzoli Larousse|ISBN=8852501576}}</ref> mentre in [[Lingua tedesca|tedesco]] viene chiamato ''stickstoff''.<ref>{{Cita libro|titolo=Tedesco-italiano, italiano-tedesco|accesso=2025-03-18|collana=I Dizionari Sansoni|data=1989|editore=Sansoni|ISBN=978-88-383-0930-4}}</ref>

== Storia ==

A partire dal [[1500]] gli [[Scienziato|scienziati]] iniziarono a proporre l'[[idea]] della presenza in un altro [[gas]] nell'[[atmosfera]] oltre all'[[ossigeno]] e all'[[anidride carbonica]], ma non furono in grado di provarlo fino al [[1700]].<ref name=":2">{{Cita web|lingua=en|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Inorganic_Chemistry_(LibreTexts)/08:_Chemistry_of_the_Main_Group_Elements/8.09:_The_Nitrogen_Family/8.9.02:_Chemistry_of_Nitrogen_(Z7)|titolo=8.9.2: Chemistry of Nitrogen (Z=7)|sito=Chemistry LibreTexts|data=5 agosto 2022-08-05|accesso=2025-03-18 marzo 2025}}</ref> La scoperta venne fatta nel [[1772]] e fu attribuita a [[Daniel Rutherford]], un [[Discepolo|allievo]] di [[Joseph Black]], nonostante fosse stato contemporaneamente identificato anche da [[Joseph Priestley]], [[Carl Scheele|Carl Wilhelm Scheele]] e [[Henry Cavendish]].<ref name=":2" />

{{dx|[[File:Lavoisier decomposition air.png|thumb|left|Attrezzatura utilizzata da Lavoisier per identificare l'azoto e l'ossigeno nell'aria.]]}}

Black, scopritore dell'"aria fissa" ([[anidride carbonica]]), aveva osservato che bruciando una sostanza "carboniosa" in un recipiente chiuso e assorbendo l'anidride carbonica sviluppatasi con [[idrossido di potassio|potassa caustica]] (KOH), permaneva un residuo gassoso.

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=== Crosta terrestre ===

La quantità totale di azoto presente nella crosta terrestre non è ben definita per tre diversi motivi:<ref>{{Cita pubblicazione|nome=G. E.|cognome=Bebout|nome2=M. L.|cognome2=Fogel|nome3=P.|cognome3=Cartigny|data=1º ottobre 2013-10-01|titolo=Nitrogen: Highly Volatile yet Surprisingly Compatible|rivista=Elements|volume=9|numero=5|pp=333–338|accesso=18 marzo 2025-03-18|doi=10.2113/gselements.9.5.333|url=https://doi.org/10.2113/gselements.9.5.333}}</ref><ref name=":4">{{Cita pubblicazione|nome=Ben|cognome=Johnson|nome2=Colin|cognome2=Goldblatt|data=2017-02|titolo=Corrigendum to “The Nitrogen Budget of Earth” [Earth Sci. Rev. 148 (2015) [150-173]|rivista=Earth-Science Reviews|volume=165|pp=377–378|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1016/j.earscirev.2017.01.006|url=https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.01.006}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Celia|cognome=Dalou|nome2=Marc M.|cognome2=Hirschmann|nome3=Anette|cognome3=von der Handt|data=2017-01|titolo=Nitrogen and carbon fractionation during core–mantle differentiation at shallow depth|rivista=Earth and Planetary Science Letters|volume=458|pp=141–151|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1016/j.epsl.2016.10.026|url=https://doi.org/10.1016/j.epsl.2016.10.026}}</ref>

# dipende dal materiale precursore della [[Terra]]

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# la [[Concentrazione (chimica)|concentrazione]] di azoto nei diversi serbatoi può variare nel corso del [[tempo]] [[Geologia|geologico]]

Si stima che la quantità di azoto presente nella crosta terrestre si aggiri tra i 50 e gli 88 μg/[[Grammo|g]].<ref name=":4" /><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Ralf|cognome=Halama|nome2=Gray E.|cognome2=Bebout|nome3=Fernando|cognome3=Bea|data=2021-12|titolo=Nitrogen loss and isotopic fractionation during granulite-facies metamorphism in the lower crust (Ivrea Zone, NW Italy)|rivista=Chemical Geology|volume=584|pp=120475|lingua=en|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1016/j.chemgeo.2021.120475|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0009254121004186}}</ref><ref>{{Cita libro|nome=R.L.|cognome=Rudnick|nome2=S.|cognome2=Gao|titolo=Composition of the Continental Crust|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9780080959757003016|accesso=2025-03-18 marzo 2025|data=2014|editore=Elsevier|lingua=en|pp=1–51|ISBN=978-0-08-098300-4|DOIdoi=10.1016/b978-0-08-095975-7.00301-6}}</ref> Utilizzando il valore stimato più recente (74 μg/g)<ref name=":4" /> si arriva ad avere una quantità totale di azoto nella crosta terrestre pari a 1,4 × 10¹⁸ kg.<ref name=":5">{{Cita pubblicazione|nome=Yuan|cognome=Li|data=3 maggio 2024-05-03|titolo=The origin and evolution of Earth's nitrogen|rivista=National Science Review|volume=11|numero=6|lingua=en|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1093/nsr/nwae201|url=https://academic.oup.com/nsr/article/doi/10.1093/nsr/nwae201/7692039}}</ref>

La distribuzione dell'azoto tra i vari serbatoi riflette i meccanismi di riciclo. Un contributo importante al riciclo dell'azoto è rappresentato dalle [[Subduzione|zone di subduzione]],<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Colin|cognome=Goldblatt|nome2=Mark W.|cognome2=Claire|nome3=Timothy M.|cognome3=Lenton|data=2009-11-15 novembre 2009|titolo=Nitrogen-enhanced greenhouse warming on early Earth|rivista=Nature Geoscience|volume=2|numero=12|pp=891–896|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1038/ngeo692|url=https://doi.org/10.1038/ngeo692}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Annie P.|cognome=Palya|nome2=Ian S.|cognome2=Buick|nome3=Gray E.|cognome3=Bebout|data=2011-02|titolo=Storage and mobility of nitrogen in the continental crust: Evidence from partially melted metasedimentary rocks, Mt. Stafford, Australia|rivista=Chemical Geology|volume=281|numero=3-4|pp=211–226|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1016/j.chemgeo.2010.12.009|url=https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2010.12.009}}</ref> dove i [[Sedimento|sedimenti]] contenenti materiali organici ricchi di azoto scendono nel [[Mantello terrestre|mantello]]. Le condizioni redox giocano un ruolo cruciale nel processo di discesa, poiché la fugacità dell'ossigeno governa la [[Speciazione (chimica)|speciazione]] dell'azoto.<ref name=":6">{{Cita pubblicazione|nome=Bjorn|cognome=Mysen|data=2019-05-20 maggio 2019|titolo=Nitrogen in the Earth: abundance and transport|rivista=Progress in Earth and Planetary Science|volume=6|numero=1|pp=38|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1186/s40645-019-0286-x|url=https://progearthplanetsci.springeropen.com/articles/10.1186/s40645-019-0286-x}}</ref>

Una parte dell'azoto viene rilasciata negli [[Oceano|oceani]] e nell'atmosfera attraverso la [[Degasazione termica|degassazione]] del N₂. L'azoto nei [[Silicato|minerali silicatici]] ([[Minerali argillosi|minerali argillosi,]], [[mica]], [[feldspato]], [[granato]], [[wadsleyite]] e [[bridgmanite]]) esiste prevalentemente come [[Ammonio|NH₄⁺]]. L'azoto si trova anche nella [[grafite]] e nel [[diamante]], dove si presenta in forma elementare. I [[nitruri]] sono stabili in condizioni estremamente riducenti, come quelle esistenti durante i processi di [[Nebulosa solare|formazione planetaria]] primordiale, e potrebbero ancora persistere nel mantello inferiore.<ref name=":6" />

=== Atmosfera ===

Nell'[[atmosfera terrestre]] è presente sotto forma di [[molecola]] biatomica N₂, chimicamente [[Inerte (chimica)|inerte]] per via del forte [[triplo legame]]; tuttavia, i processi [[Fattori ambientali|biotici]] possono assimilarlo e trasformarlo in specie reattive come [[nitrito]] (NO₂⁻), [[nitrato]] (NO₃⁻) e ammonio (NH₄⁺) nella [[biosfera]].<ref name=":5" /> Nell'atmosfera sono presenti 4 x 10¹⁸ [[Chilogrammo|kg]] di azoto.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Colin|cognome=Goldblatt|nome2=Mark W.|cognome2=Claire|nome3=Timothy M.|cognome3=Lenton|data=2009-12|titolo=Nitrogen-enhanced greenhouse warming on early Earth|rivista=Nature Geoscience|volume=2|numero=12|pp=891–896|lingua=en|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1038/ngeo692|url=https://www.nature.com/articles/ngeo692}}</ref>

=== Oceani ===

Negli oceani sono presenti 2,4 × 10¹⁶ kg di azoto con l'N₂ come specie dominante e altre specie minori come NO₃⁻, NH₄⁺ e [[Ossido di diazoto|N₂O]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Ben|cognome=Johnson|nome2=Colin|cognome2=Goldblatt|data=2015-09|titolo=The nitrogen budget of Earth|rivista=Earth-Science Reviews|volume=148|pp=150–173|lingua=en|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1016/j.earscirev.2015.05.006|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0012825215000896}}</ref><ref name=":7">{{Cita libro|nome=David|cognome=Ussiri|nome2=Rattan|cognome2=Lal|titolo=Global Nitrogen Cycle|url=https://doi.org/10.1007/978-94-007-5364-8_2|accesso=2025-03-18 marzo 2025|data=3 settembre 2012-09-03|editore=Springer Netherlands|pp=29–62|ISBN=978-94-007-5363-1}}</ref>

=== Biomassa ===

Nella [[biomassa]] il contenuto totale di azoto si attesta intorno a ∼9.6 × 10¹⁴ kg.<ref name=":7" /> Circa il 96% è contenuto nella [[Composto organico|materia organica]] presente nel [[suolo]], mentre il restante 4% è contenuto negli [[Organismo vivente|organismi viventi]] di cui il 94-99% è contenuto nelle [[Plantae|piante]] e solo l'1-6% negli [[Animalia|animali]] e nei [[Microrganismo|microrganismi]], tuttavia questa proporzione dipende dello specifico [[ecosistema]].<ref name=":8">{{Cita pubblicazione|nome=P. B.|cognome=Leeds-Harrison|data=1989-01|titolo=The Ecology of the Nitrogen Cycle, By Janet I. Sprent. Cambridge University Press (1987), pp. 151, £22.50 (hardback), £8.95 (paperback).|rivista=Experimental Agriculture|volume=25|numero=1|pp=137–138|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1017/s0014479700016586|url=https://doi.org/10.1017/s0014479700016586}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Bryan|cognome=Griffiths|data=1997-07|titolo=Soil Microbiology and Biochemistry, Second Edition. By E. A. Paul and F. E. Clark, San Diego: Academic Press (1996), pp. 340, £29.50. ISBN 0-12-546806.|rivista=Experimental Agriculture|volume=33|numero=3|pp=385–387|accesso=2025-03-18 marzo 2025|doi=10.1017/s0014479797213128|url=https://doi.org/10.1017/s0014479797213128}}</ref>

Negli organismi viventi, l'azoto può essere trovato sotto forma di gas all'interno delle [[Cellula|cellule]] e/o in forma [[Ossido|ossidata]] o [[Riduzione (chimica)|ridotta]]. In forma ridotta è il componente principale delle più importanti [[Macromolecola|macromolecole]] biologiche: le [[proteine]]/[[Polipeptide|polipeptidi]], il [[DNA]]/[[RNA]] e nei [[Polimero|polimeri]] degli [[Aminozuccheri|amminozuccheri]]. Altre molecole contenenti azoto sono le [[Porfirina|porfirine]] e alcuni [[Metabolita|metaboliti]] secondari delle piante.<ref name=":8" />

== Chimica nucleare ==

L'azoto ha [[numero atomico]] [[7 (numero)|7]] e [[massa atomica]] pari a 14,0067[[Unità di massa atomica|u]].<ref name=":1" />

=== Isotopi ===

Sono noti due [[isotopo|isotopi]] stabili - ¹⁴N (99,63%) e ¹⁵N (0,37%)<ref name=":9">{{Cita libro|nome=Nathaniel E.|cognome=Ostrom|nome2=Peggy H.|cognome2=Ostrom|titolo=Nitrogen nitrogenisotopesisotopes|url=https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/1-4020-4496-8_215|accesso=2025-03-18 marzo 2025|data=1998|editore=Springer Netherlands|lingua=en|pp=431–434|ISBN=978-1-4020-4496-0|DOIdoi=10.1007/1-4020-4496-8_215}}</ref> - e numerosi [[Radionuclide|radionuclidi]] con [[Emivita (fisica)|tempo di dimezzamento]] brevissimo.<ref>{{Cita web|url=https://physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl?ele=7&isotype=all|titolo=Atomic Weights and Isotopic Compositions for Nitrogen|sito=physics.nist.gov|accesso=18 marzo 2025-03-18}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.nndc.bnl.gov//walletcards/search.html|titolo=Nuclear Wallet Cards Search|sito=www.nndc.bnl.gov|accesso=18 marzo 2025-03-18}}</ref>

{| class="wikitable"

|+Isotopi dell'azoto e loro caratteristiche

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Dal [[1890]] è nota la [[specie chimica]] N{{apici e pedici|b=3|p=−}}, chiamato [[ione]] [[azoturo]]. Tende a formare composti esplosivi con metalli: gli [[azoturo|azoturi]] di [[piombo]], [[Mercurio (elemento chimico)|mercurio]] e [[bario]], per esempio, vengono impiegati nelle capsule di [[detonazione]].

Recentemente è stata riportata la sintesi della specie N{{apici e pedici|b=5|p=+}} detta [[pentazenio]] in ambiente [[superacido]]<ref>{{cita web|url=http://www.chimdocet.it/inorganica/file35.htm|titolo=Attivazione dell'azoto|accesso=9 luglio 2020|dataarchivio=15 agosto 2021|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20210815071213/http://www.chimdocet.it/inorganica/file35.htm|urlmorto=sì}}</ref>. {{CitazioneSenza necessariafonte|Nonostante appaia piuttosto rischioso, il prossimo passo potrebbe essere la combinazione di N{{apici e pedici|b=3|p=−}} e N{{apici e pedici|b=5|p=+}} per preparare un "sale" che contenga solo azoto. Sarebbe sorprendente scoprire che una tale forma allotropica dell'azoto è stabile.

È stata inoltre ipotizzata l'esistenza di [[cluster (chimica)|cluster]] di atomi di azoto simili ai [[fullereni]] sulla base di calcoli quantomeccanici. Risulta però difficoltoso verificare sperimentalmente l'esistenza di questi cluster.<!--troppo discordante rispetto ad en.wiki (vedi per fonti, vedi anche Pentazenium) adesso come adeesso potrebbe essere RO. Oltretutto l'italiano era scadente: la proposizione relativa era inconsistente.-->}}

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'''Condizionamento'''

L'azoto viene utilizzato negli [[Refrigerazione|impianti frigoriferi]] e [[Condizionatore d'aria|condizionatori]] per la prova di tenuta di tubazioni e saldature sotto pressione, prima di effettuare la carica di [[gas refrigerante]] con il quale funzioneranno gli impianti. Durante le operazioni di riparazione viene inoltre utilizzato per pulire la parte interna dei tubi dalle impurità e i residui che si vengono a creare durante le saldature sul rame.<ref>{{Cita web|url=https://aircondlounge.com/why-nitrogen-is-preferred-to-use-for-flush-leak-test-ac/|titolo=Why Nitrogen is Preferred to Use for Flush & Leak Test AC?|autore=Yu Chang Zhen|sito=aircondlounge|data=2021-07-19 luglio 2021|lingua=en|accesso=2022-03-15 marzo 2022}}</ref>

==== Altre applicazioni ====

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* spurgare l'interno dei [[Binocolo|binocoli]] (sostituendo l'ossigeno per evitare l'appannamento delle lenti)

* nell'estrazione di [[petrolio]] e [[gas naturale]]

* nel [[Lista di tipi di laser|laser ad azoto]]<ref>{{Cita web|url=http://goldbook.iupac.org/N04160.html|titolo=IUPAC Gold Book, "nitrogen laser"|lingua=en}}</ref>

* il [[flussaggio]] di serbatoi e tubazioni industriali (il flusso di N₂ rimuove l'ossigeno con gli eventuali gas o fluidi combustibili o reattivi contenuti)

* causare ipossia nei condannati a morte in [[Alabama]] costretti a respirarlo attraverso una apposita maschera. La prima esecuzione con l'azoto avvenne il 22 gennaio 2024 nel carcere di [[Atmore (Alabama)|Atmore]] nei confronti di [[Kenneth Eugene Smith]], morto tra gli spasmi dopo 22 minuti di inalazione forzata del gas inerte.<ref>{{Cita web|url=https://www.wired.it/article/condanna-a-morte-azoto-puro-alabama/|titolo=La prima condanna a morte con l'azoto puro|autore=Giovanni Esperti|sito=Wired Italia|data=2023-09-20 settembre 2023|lingua=it-IT|accesso=2024-07-15 luglio 2024}}</ref>

Il [[Radionuclide|radioisotopo]] ¹⁶N è il [[radionuclide]] dominante nel refrigerante dei [[Reattore nucleare ad acqua pressurizzata|reattori ad acqua pressurizzata]] o dei [[Reattore nucleare ad acqua bollente|reattori ad acqua bollente]] durante il normale funzionamento. È prodotto dall'¹⁶O (in acqua) attraverso la reazione (n, p). Ha una breve emivita di circa {{M|7,1|ul=s}}, ma durante il suo decadimento di ritorno all'¹⁶O produce [[Raggi gamma|radiazioni gamma]] ad alta energia (da 5 a {{M|7|ul=MeV}}), per cui l'accesso alla conduttura primaria del refrigerante in un reattore ad acqua pressurizzata deve essere segregato durante il funzionamento del reattore della centrale.<ref name=":10">{{Cita libro|autore=Karl Heinz Neeb|titolo=The Radiochemistry of Nuclear Power Plants with Light Water Reactors|anno=1997|editore=Walter de Gruyter|città=Berlino-New York|isbn=3-11-013242-7}}</ref> Il ¹⁶N è uno dei principali mezzi usati per rilevare immediatamente anche le più piccole perdite dal ciclo primario del refrigerante e quello secondario del [[vapore]].<ref name=":10" />

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== Bibliografia ==

* {{cita libro | nome= Francesco | cognome= Borgese | titolo= Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico | editore= CISU | città= Roma | anno= 1993 | isbn= 88-7975-077-1 | url= http://books.google.it/books?id=9uNyAAAACAAJ}}

* {{cita libro | autore= R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto | titolo= Tavola periodica e proprietà degli elementi | editore= Edizioni V. Morelli | città= Firenze | anno= 1998 | cid= Tavola periodica e proprietà degli elementi | url= http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20101022060832/http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | dataarchivio= 22 ottobre 2010 }}

* F. A. Cotton G. Wilkinson, ''Chimica Inorganica'', Casa Editrice Ambrosiana, 3ª Edizione, 1984

* N. N. Greenwood A. Earnshaw, ''Chemistry of the Elements'', Butterworth Heinemann, 2ª Edizione, 1997

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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}}