Nitrogênio (N)

Principais propriedades

O nitrogênio é um gás incolor e inodoro cuja molécula diatômica tem uma das ligações mais fortes da química. Essa estabilidade explica por que o gás é praticamente inerte em temperatura ambiente, apesar de o elemento formar compostos muito reativos.

Liquefaz a cerca de 196 graus Celsius abaixo de zero, temperatura que o tornou o fluido criogênico mais comum. Nos seus compostos, exibe uma gama ampla de estados de oxidação, de amônia a nitratos.

Ocorrência na natureza

Responde por cerca de 78% do volume da atmosfera terrestre. Em minerais, aparece sobretudo em nitratos, com destaque histórico para os depósitos do deserto do Atacama, e está presente em toda a matéria orgânica.

Processo de obtenção

A produção industrial se dá pela destilação fracionada do ar liquefeito, que separa nitrogênio, oxigênio e argônio. A fixação química do elemento em amônia, realizada em reatores de alta pressão com catalisador, é uma das reações mais importantes já desenvolvidas pela indústria.

Aplicações

A amônia obtida do nitrogênio atmosférico é a matéria-prima dos fertilizantes que sustentam a produção agrícola mundial, inclusive a brasileira. O gás fornece atmosfera inerte em embalagens de alimentos, na indústria eletrônica e em tanques de combustível; na forma líquida, resfria amostras biológicas, conserva material genético e é usado em procedimentos dermatológicos.

Importância biológica

Todo aminoácido e todo ácido nucleico contém nitrogênio, o que faz dele um elemento indispensável à vida. Como as plantas não aproveitam o gás atmosférico diretamente, dependem de bactérias fixadoras, muitas em simbiose com leguminosas, processo que a agricultura brasileira explora com grande eficiência na soja.

Riscos e precauções

O nitrogênio não é tóxico, mas desloca o oxigênio e já causou acidentes fatais por asfixia em espaços confinados, sem qualquer sinal de alerta perceptível. O contato com nitrogênio líquido provoca queimaduras por frio, e recipientes fechados podem romper com a expansão do gás. Uso restrito a ambientes técnicos, com ventilação, treinamento e observância da ficha de informações de segurança.

História da descoberta

Daniel Rutherford descreveu em 1772 um gás residual que não sustentava a combustão nem a respiração, chamando-o de ar mefítico; Carl Wilhelm Scheele e Henry Cavendish chegaram a resultados semelhantes na mesma época. No início do século XX, o desenvolvimento da síntese da amônia permitiu transformar o nitrogênio do ar em fertilizante, mudança que ampliou a capacidade de produção de alimentos do planeta.

Origem do nome

Do grego nitron, referente ao salitre, com genes, que gera: "formador de salitre". Em português consolidou-se também o termo azoto, do grego para "sem vida", em alusão ao fato de o gás não sustentar a respiração.

Isótopos relevantes

¹⁴N (cerca de 99,6%) e ¹⁵N (cerca de 0,4%), este último muito usado como marcador em pesquisa.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• A ligação tripla da molécula de nitrogênio é tão forte que fixá-la industrialmente consome uma fração significativa da energia mundial.
• As cores do céu em auroras polares vêm em parte da excitação de átomos de nitrogênio na alta atmosfera.
• Pneus de aeronaves são enchidos com nitrogênio porque o gás é seco e não alimenta combustão.