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Propiedades químicas del nitrógeno
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Elemento químico,
símbolo N, número atómico 7, peso atómico 14.0067; es un gas en condiciones
normales. El nitrógeno molecular es el principal constituyente de la atmósfera
( 78% por volumen de aire seco). Esta concentración es resultado del balance
entre la fijación del nitrógeno atmosférico por acción bacteriana, eléctrica
(relámpagos) y química (industrial) y su liberación a través de la
descomposición de materias orgánicas por bacterias o por combustión. En
estado combinado, el nitrógeno se presenta en diversas formas. Es
constituyente de todas las proteínas (vegetales y animales), así como también
de muchos materiales orgánicos. Su principal fuente mineral es el nitrato de
sodio. Gran parte del interés industrial en el
nitrógeno se debe a la importancia de los compuestos nitrogenados en la
agricultura y en la industria química; de ahí la importancia de los procesos
para convertirlo en otros compuestos. El nitrógeno también se usa para llenar
los bulbos de las lámparas incandescentes y cuando se requiere una atmósfera
relativamente inerte. El nitrógeno, consta de dos isótopos, 14N
y 15N, en abundancia relativa de 99.635 a 0.365. Además se conocen
los isótopos radiactivos 12N, 13N, 16N y 17N,
producidos por una variedad de reacciones nucleares. A presión y temperatura
normales, el nitrógeno molecular es un gas con una densidad de 1.25046 g por
litro. El nitrógeno elemental tiene una reactividad
baja hacia la mayor parte de las sustancias comunes, a temperaturas
ordinarias. A altas temperaturas, reacciona con cromo, silicio, titanio,
aluminio, boro, berilio, magnesio, bario, estroncio, calcio y litio para
formar nitruros; con O2, para formar NO, y en presencia de un catalizador,
con hidrógeno
a temperaturas y presión bastante altas, para formar amoniaco. El nitrógeno,
carbono e hidrógeno se combinan arriba de los 1800ºC (3270ºF) para formar
cianuro de hidrógeno. Cuando el nitrógeno molecular se somete a la
acción de un electrodo de descarga condensada o a una descarga de alta
frecuencia se activa en forma parcial a un intermediario inestable y regresa
al estado basal con emisión de un resplandor amarillo oro. Los elementos de la familia del nitrógeno
exhiben tres estados de oxidación principales, -3, +3 y +5 en sus compuestos,
aunque también se presentan otros estados de oxidación. Todos los elementos
de la familia del nitrógeno forman hidruros, así como óxidos +3, óxidos +5,
haluros +3 (MX3) y, excepto para el nitrógeno y el bimuto,
halogenuros +5 (MX5). E1 nitrógeno es el elemento más
electronegativo de la familia. Así, además de los estados de oxidación
típicos de la familia (-3,+3 y +5), el nitrógeno forma compuestos con otros
estados de oxidación. Los compuestos que contienen una molécula de
nitrógeno enlazada a un metal se llaman complejos de nitrógeno o complejos
dinitrógeno. Los metales que pertenecen al grupo VIII de la familia de los
metales de transición son extraordinarios en su capacidad para formar
compuestos de coordinación; para cada metal de este grupo se han identificado
varios complejos nitrogenados. Los complejos nitrogenados de estos metales se
presentan en estados de oxidación bajos, como Co(I) o Ni(O), los otros
ligandos presentes en estos complejos, además de N2, son del tipo
que se sabe que estabilizan estados de oxidación bajos: las fofinas parecen
ser particularmente útiles a este respecto. Efectos sobre la salud del Nitrógeno Las moléculas de Nitrógeno se encuentran
principalmente en el aire. En agua y suelos el Nitrógeno puede ser encontrado
en forma de nitratos y nitritos. Todas estas substancias son parte del ciclo
del Nitrógeno, aunque hay una conexión entre todos. Los humanos han cambiado radicalmente las
proporciones naturales de nitratos y nitritos, mayormente debido a la
aplicación de estiércoles que contienen nitrato. El Nitrógeno es emitido extensamente
por las industrias, incrementando los suministros de nitratos y nitritos en
el suelo y agua como consecuencia de reacciones que tienen lugar en el ciclo
del Nitrógeno. Las concentraciones de Nitrógeno en agua potable
aumentarán grandemente debido a esto. Nitratos y nitritos son conocidos por causar
varios efectos sobre la salud. Estos son los efectos más comunes:
Pero desde un punto de vista metabólico, el óxido de nitrógeno
(NO) es mucho más importante que el nitrógeno. En 1987, Salvador Moncada
descubrió que éste era un mensajero vital del cuerpo para la relajación de
los músculos, y hoy sabemos que está involucrado en el sistema
cardiovascular, el sistema inmunitario, el sistema nervioso central y el
sistema nervioso periférico. La enzima que produce el óxido nítrico, la
óxido-nítrico sintasa, es abundante en el cerebro. Aunque el óxido nítrico tiene una vida relativamente corta, se
puede difundir a través de las membranas para llevar a cabo sus funciones. En
1991, un equipo encabezado por K.–E.Anderson del hospital universitario de
Lund, Suecia, demostró que el óxido nítrico activa la erección por medio de
la relajación del músculo que controla el flujo de sangre en el pene. La
droga Viagra trabaja liberando óxido nítrico para producir el mismo efecto. Efectos ambientales del Nitrógeno Los humanos han cambiado radicalmente los
suministros de nitratos y nitritos. La mayor causa de la adición de nitratos
y nitritos es el uso intensivo de fertilizantes. Los procesos de combustión
pueden también realzar los suministros de nitrato y nitrito, debido a la
emisión de óxidos de nitrógeno que puede ser convertidos en nitratos y nitritos
en el ambiente. Los nitratos y nitritos también consisten durante
la producción química y son usado como agentes conservantes en las comidas.
Esto causa las concentraciones de nitrógeno en el agua subterránea y aguas
superficiales y en la comida crece en gran medida. La adición de Nitrógeno enlazado en el ambiente
tiene varios efectos. Primeramente, puede cambiar la composición de especies
debido a la susceptibilidad de ciertos organismos a las consecuencias de los
compuestos de nitrógeno. Segundo, la mayoría del nitrito puede tener varios
efectos sobre la salud de los humanos asi como en animales. La comida que es
rica en compuestos de Nitrógeno puede causar una pérdida en el transporte de
oxígeno en la sangre, lo que puede tener consecuencias serias para el ganado. La toma de altas concentraciones de Nitrógeno
puede causar problemas en la glándula tiroidéa y puede llevar a bajos
almacenamientos de la Vitamina A. En los estómagos e intestinos de animales
los nitratos pueden convertirse en nitrosaminas, un tipo de substancia
peligrosamente cancerígena. Volver a la tabla periódica.
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