النيتروجين هو عنصر ضروري للحياة على الأرض ، وهو مكون من جميع البروتينات ، ويمكن العثور عليه في جميع الأنظمة الحية ، توجد مركبات النيتروجين في المواد العضوية والأطعمة والأسمدة والمتفجرات والسموم ، ويعود الفضل في اكتشاف هذا العنصر إلى الطبيب الاسكتلندى دانيال ردرفورد .

دانيال ردرفورد مكتشف النيتروجين

كان دانيال ردرفورد كيميائيًا اسكتلنديًا وطبيبًا وعالم نبات ولد في 3 نوفمبر 1749 – توفي في 15 ديسمبر 1819 – ، وقد اشتهر ردرفورد باكتشافه غاز النيتروجين والحد الأقصى من موازين الحرارة ، ويتم استخدام الطريقة التالية بواسطة ردرفورد لعزل النيتروجين .

كان ردرفورد حريصًا على اكتشاف المزيد حول هذا الغاز ، لذلك حاصر فأر في مكان محصور ، وبمجرد نفاذ الهواء توفي الفأر ، ثم أحرق ردرفورد شمعة في بقية الهواء ، وعندما انتهى اللهب أيضا ، أحرق قطعة من الفوسفور في الحاوية حتى توقفت عن الاحتراق .

ثم قام بتمرير هذا الهواء عبر محلول يمتص بقية ثاني أكسيد الكربون ، وأزال ردرفورد الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من خليط الهواء هذا ، وسمى الغاز المتبقي المعزول بـ الهواء الضار أو الهواء الخانق ، وكان يعتقد أن هذا الغاز قد تم إنتاجه من قبل الفأر أثناء التنفس ، واليوم نسمي هذا الغاز باسم النيتروجين .

تسميات أخرى لغاز النيتروجين

عمل علماء آخرون ، من بينهم كارل فيلهيل شيل وجوزيف بريستلي ، على نفس المشكلة ، وكانوا يطلقون على النيتروجين اسم الهواء المحترق أو الهواء بدون الأكسجين ، وفي عام 1786 ، أطلق أنطوان لوران دو لافوازييه اسم الازوت على النيتروجين ، والذي يعني “بلا حياة” ، ويرجع السبب إلى ملاحظته التي مفادها أنه لا يمكن لهذا الهواء أن يدعم الحياة بمفرده .

معلومات عن غاز النيتروجين واستخداماته

النيتروجين هو غاز عديم اللون ، عديم الرائحة ، لا طعم له ، وهو العنصر الأكثر وفرة في الغلاف الجوي للأرض ، وهو مكون من جميع المواد الحية ، وهو ينتمي إلى عنصر غير معدني من المجموعة 15 من الجدول الدوري ، والنيتروجين هو عنصر شائع في الكون ، ويشتمل على خمسة إلكترونات في غلافه الخارجي ، وبالتالي فهو ثلاثي التكافؤ في معظم المركبات .

وعادة ما يستخدم النيتروجين أثناء إجراءات تحضير العينات للتحليل الكيميائي ، حيث يتم استخدامه لتركيز وتقليل حجم العينات السائلة ، ويمكن استخدام النيتروجين كبديل ، أو بالاشتراك مع ثاني أكسيد الكربون للضغط على براميل بعض الجعة ، كما تحل صهاريج النيتروجين محل ثاني أكسيد الكربون كمصدر رئيسي للطاقة لمدافع كرات الطلاء .

يتم استخدامه أيضًا في الفخاخ الباردة لمعدات مخبرية معينة وكذلك في أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء أو أجهزة الكشف بالأشعة السينية ، كما تم استخدامه لتهدئة وحدات المعالجة المركزية والأجهزة الأخرى في أجهزة الكمبيوتر عند كسر سرعة المعالج أو تعدي الميقت ، والتي تنتج حرارة أكثر مما كانت عليه أثناء التشغيل العادي .

دورة النيتروجين

إن دورة النيتروجين ، التي يتم فيها تحويل النيتروجين الجوي إلى مركبات عضوية مختلفة ، هي واحدة من أهم العمليات الطبيعية للحفاظ على الكائنات الحية ، خلال الدورة ، فإن البكتيريا في التربة تقوم بتحويل النيتروجين في الغلاف الجوي إلى الأمونيا ، والتي تحتاجه النباتات من أجل النمو ، وتحول البكتريا الأخرى الأمونيا إلى أحماض أمينية وبروتينات ، ثم تأكل الحيوانات النباتات وتستهلك البروتين ، وتعود مركبات النيتروجين إلى التربة من خلال نفايات الحيوانات ، ثم تحول البكتيريا النيتروجين إلى غاز النيتروجين الذي يعود إلى الغلاف الجوي .

وفي محاولة لجعل المحاصيل تنمو بشكل أسرع ، يستخدم الناس النيتروجين في الأسمدة ، ومع ذلك ، فإن الاستخدام المفرط لتلك الأسمدة في الزراعة كان له عواقب وخيمة على البيئة وصحة الإنسان ؛ لأنها ساهمت في تلوث المياه الجوفية والمياه السطحية ، ووفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) يعد التلوث الغذائي الناجم عن زيادة النيتروجين والفوسفور في الهواء والماء أحد أكثر المشكلات البيئية انتشارًا وتكلفةً وتحديًا .