من اكتشف النيتروجين
النيتروجين هو عنصر ضروري للحياة على الأرض، ويشكل جزءا 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 الاسكتلندي دانيال ردفورد .
دانيال ردرفورد مكتشف النيتروجين
دانيال ردرفورد كان كيميائيا وطبيبا وعالم نبات اسكتلنديا، ولد في 3 نوفمبر 1749، توفي في 15 ديسمبر 1819. واشتهر ردرفورد باكتشافه غاز النيتروجين والحد الأقصى لموازين الحرارة، ويستخدم الطريقة التالية التي طورها ردرفورد لعزل النيتروجين .
كان ردرفورد مهتما بمعرفة المزيد حول هذا الغاز، لذلك حاصر فأرا في مكان محصور، وعندما نفد الهواء توفي الفأر، ثم أضاء شمعة في بقية الهواء، وعندما انطفأ اللهب، قام بحرق قطعة من الفوسفور في الحاوية حتى توقفت عن الاحتراق .
ثم قام بتمرير الهواء عبر محلول يمتص المتبقي من ثاني أكسيد الكربون ، وقام ردرفورد بإزالة الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من هذا خليط الهواء ، وسمى الغاز المتبقي المعزول بـ الهواء الضار أو الهواء الخانق ، واعتقد في ذلك الوقت أن هذا الغاز كان ينتج من قبل الفأر أثناء التنفس ، واليوم نسمي هذا الغاز باسم النيتروجين .
تسميات أخرى لغاز النيتروجين
قام علماء آخرون، بما في ذلك كارل فيلهيل شيل وجوزيف بريستلي، بدراسة نفس المشكلة، وأطلقوا على النيتروجين اسم الهواء المحترق أو الهواء بدون الأكسجين. في عام 1786، أطلق أنطوان لوران دو لافوازييه اسم الازوت على النيتروجين، والذي يعني `بلا حياة`، وذلك بناء على ملاحظته التي تشير إلى عدم قدرة هذا الهواء على دعم الحياة بمفرده .
معلومات عن غاز النيتروجين واستخداماته
النيتروجين هو عنصر غازي عديم اللون والرائحة ولا طعم له، ويتواجد بكثرة في الغلاف الجوي للأرض، ويشكل جزءا من جميع المواد الحية، وينتمي إلى المجموعة الخامسة عشرة من الجدول الدوري ويتميز بثلاثة إلكترونات في غلافه الخارجي، وبالتالي يكون ثلاثي التكافؤ في معظم المركبات، كما أنه عنصر شائع في الكون .
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 .
يستخدم أيضا في الأجهزة المخبرية المبردة وأجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء وأجهزة الكشف بالأشعة السينية. كما يستخدم لتبريد وحدات المعالجة المركزية وأجهزة الكمبيوتر الأخرى عند زيادة سرعة المعالج أو تجاوز الحد الأقصى، حيث ينتج حرارة أعلى من الحالة العادية .
دورة النيتروجين
دورة النيتروجين هي واحدة من أهم العمليات الطبيعية التي تحافظ على الكائنات الحية، حيث تحول البكتيريا في التربة النيتروجين في الغلاف الجوي إلى الأمونيا التي تحتاجها النباتات للنمو، ثم تحول البكتيريا الأخرى الأمونيا إلى أحماض أمينية وبروتينات. وبعد ذلك تأكل الحيوانات النباتات وتستهلك البروتين، وتعود مركبات النيتروجين إلى التربة من خلال نفايات الحيوانات، ويحول البكتيريا النيتروجين إلى غاز النيتروجين الذي يعود إلى الغلاف الجوي .
تهدف الجهود المبذولة لتحقيق نمو أسرع للمحاصيل إلى استخدام النيتروجين في الأسمدة، وعلى الرغم من ذلك، فإن الاستخدام المفرط لهذه الأسمدة في الزراعة يؤدي إلى آثار وخيمة على البيئة وصحة الإنسان، حيث يساهم في تلوث المياه الجوفية والمياه السطحية، ويعد التلوث الغذائي الناتج عن زيادة نسبة النيتروجين والفوسفور في الهواء والماء واحدا من أكثر المشكلات البيئية انتشارا وتكلفة وتحديا، وفقا لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) .