Elemento químico predominante no ar atmosférico
O nitrogênio (N) é um elemento químico de número atômico 7, massa atômica 14,01 e pertencente ao grupo 15 (família 5A) da tabela periódica. Tal elemento é considerado o 7° mais abundante do universo, presente na Via Láctea e no Sistema Solar, além de compor macromoléculas importantes para os seres.
Normalmente, o nitrogênio é encontrado em forma de gás na atmosfera, representando cerca de 78,08% do volume do ar. Os demais componentes são: gás oxigênio (21%), gás carbônico (0,03%), gases nobres (0,93%), vapor d’água e fuligem.
O corpo humano é formado de proteínas, macromoléculas compostas por 16% de nitrogênio. Os ácidos nucléicos (DNA e RNA), responsáveis pelo armazenamento, transmissão e tradução dos carácteres hereditários, também são formados por tal elemento.
A maioria do seres vivos não consegue absorver diretamente o nitrogênio. Por esse motivo, ele e outros elementos químicos executam ciclos biogeoquímicos, ou seja, atuam em um percurso que envolve todo o meio ambiente (componentes bióticos e abióticos) afim de reciclar substâncias e redistribuí-las.
Características do elemento. (Foto: Educa Mais Brasil)
Sobre o nitrogênio, algumas características podem ser mencionadas:
• Não metal;
• Gás incolor, inodoro e insípido;
• Pouco inflamável;
• Baixa densidade;
• Alta eletronegatividade;
• Camada de valência com cinco elétrons;
• Ponto de fusão (PF) em -210 °C;
• Ponto de ebulição (PE) em -195,8 °C;
Histórico
A palavra nitrogênio é uma derivação do grego nitro genins (o que forma nitro), contudo esse não é o nome original do elemento. Em 1722, o químico Antoine Laurent de Lavoisier, autor da sua descoberta, nomeou-o de azoto (sem vida).
O nome nitrogênio apenas surgiu em 1790, quando Jean-AntoineClaude Chapta descobriu a relação com o ácido nítrico e os nitratos. Outros autores também foram fundamentais na descoberta do elemento e suas propriedades. Antes de Lavoisier, os cientistas Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish e Joseph Priestley também estudaram o elemento, o qual referiam-se como “ar queimado” ou “ar flogisticado”.
Antes dos estudiosos mencionados, Leonardo da Vinci, no período do Renascimento, já havia percebido que o ar não era uma substância pura. Ele sustentava a ideia de que o nitrogênio era consumido em processos de combustão, como a respiração.
Usos
Confira abaixo alguns usos para o nitrogênio:
• Utilizado na indústria química como diluente de gases reagentes e para aumentar o rendimento de algumas reações;
• Em estado líquido, o nitrogênio é utilizado no congelamento de produtos alimentícios e armazenamento de células reprodutivas;
• Componente de substâncias orgânicas explosivas como o trinitrotolueno e a nitroglicerina;
• Utilizado como combustível para foguetes;
• Utilizado para inflar pneus de alto desempenho;
• Utilizado na fabricação de componentes eletrônicos e de aço inoxidável.
O ciclo do nitrogênio
Animais e plantas não podem absorver diretamente o nitrogênio. Em função disso, determinadas bactérias do solo e as algas azuis dos oceanos o convertem em uma substância que pode ser aproveitada: a amônia, absorvida por alguns tipos plantas.
Consequentemente, as bactérias transformam a amônia em nitritos e depois em nitratos, que é absorvido pela planta. No ciclo da cadeia alimentar, os animais herbívoros comem as plantas e absorvem o nitrogênio.
Os animais carnívoros, por sua vez, comem os herbívoros e também absorvem a substância. Quando os animais e plantas morrem, as bactérias e fungos decompositores convertem compostos de nitrogênio para gás nitrogênio, que é liberado na atmosfera e o ciclo reinicia-se.
Todo esse processo acontece em quatro etapas. Confira abaixo:
Ciclo do nitrogênio. (Foto: Wikipédia)
Fixação: nessa primeira etapa, o nitrogênio capturado da atmosfera é transformado em substâncias aproveitáveis pelos seres vivos, tais como amoníaco (NH3), nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-). As bactérias do gênero Rhizobium atuam nesse processo.
Amonização: a amônia pode ser adquirida a partir de processos de fixação, assim como através de materiais orgânicos mortos, por meio da ação dos fungos e bactérias decompositores.
Quando a amônia é liberada no ambiente, ao unir-se com a água do solo gera o hidróxido de amônio. Este, por sua vez, ao passar por um processo de ionização forma o íon amônio (NH4+) e a hidroxila (OH-).
Nitrificação: nessa fase ocorre a oxidação da amônia em nitrito e posteriormente em nitrato. As bactérias nitrificantes fazem a quimiossíntese, isto é, se apropriam da energia fornecida para sintetizar suas substâncias orgânicas.
Desnitrificação: bactérias desnitrificantes atuam na última etapa convertendo o nitrato em nitrogênio molecular, que será lançado da atmosfera. O ciclo contínuo se reinicia a partir dessa fase.