Nitrógeno

Nitrógeno

El nitrógeno, elemento de la tabla periódica que es conocido como el gas más abundante del planeta, también destacan sus aplicaciones en estado líquido, al igual que su ciclo, el cual es de suma importancia para los seres vivos.

¿Sabías que el nitrógeno es el responsable los colores rosado, púrpura y hasta el azul en las auroras boreales? Estas, son el resultado de la interacción del viento solar con los átomos y moléculas presentes en la parte alta de la atmósfera terrestre.

Conozcamos un poco acerca del gas más abundante del planeta

¿El gas más abundante del planeta no es el oxígeno? Muchos podríamos pensar que lo es, pero, la realidad es otra. El nitrógeno, sí es el gas más abundante del planeta, abarca aproximadamente un 78% del contenido del aire. Lógicamente no es tóxico, y es inodoro, incoloro e insípido.

Nitrógeno es una palabra compuesta que viene del griego, en la que se suman las partículas nitro y geno, que significan sodio y generar, respectivamente, y que juntas quieren decir “que genera salitre”.

Hubo una época en la que se le denominaba azote, que viene del griego azoe y que quiere decir “sin vida”. Se le daba este nombre precisamente porque es un gas inerte.

refrigeración

Propiedades Físicas

¿Sabes quiénes descubrieron el nitrógeno?

El nitrógeno fue descubierto en 1772 por el médico, químico y botánico escoces Daniel Rutherford, que en ese momento lo denominó “aire flogisticado”. Posteriormente a su descubrimiento, este científico analizó algunas de sus propiedades.

Tal y como ha ocurrido con el descubrimiento de otros gases, por esa misma época, pero en otro lugar, otro científico también descubría el nitrógeno. Se trató del químico sueco Carl Wilhelm Scheele, quien además logró aislarlo.

Eso sí, los compuestos del nitrógeno ya se conocían desde la Edad Media. Al ácido nítrico se le llamaba agua fuerte y a la mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídrico se le denominaba agua regia.

Nitrógeno N como elemento de la tabla periódica y sus propiedades

Como hemos mencionado anteriormente, el nitrógeno atmosférico es el gas que más habita en nuestro planeta. Su contenido en la atmósfera bordea el 78% por lo que es el principal componente del aire, en condiciones normales (20°C de temperatura y 1kg/cm2 de presión).

De igual forma, en la tabla periódica, podemos observar que el símbolo químico del nitrógeno es N y su número atómico el 7. Al observar la tabla periódica, podemos apreciar que otra de las características del nitrógeno es que su expansión al pasar de líquido a gas es hasta 696’5 veces su volumen. Así cede su calor latente (47’74 Kcal/Kg) en el proceso.

Este nivel de expansión en el cambio de fase liquida a gaseosa, hacen de los gases comprimidos y líquidos una tremenda posibilidad de múltiples aplicaciones. Al lograr ser productos comercializables, por los cuales la humanidad ha logrado grandes descubrimientos e inventos en distintos campos.

nitrogeno Tabala periodica
nitrogeno_ciclo

Presencia e importancia del ciclo del nitrógeno

En ese sentido, cuando se habla del nitrógeno atmosférico es porque se trata de una de las moléculas principales y fundamentales para la vida. Representa parte de la estructura de moléculas tan importantes como son las proteínas, las vitaminas del grupo B, el ADN y el ARN.

Ahora a nivel de plantas, existe un ecosistema bajo tierra, toda planta tiene en sus raíces nódulos donde anidan micro bacterias. Las mismas son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico y convertirlo en amonio. Y de esta forma se agrega a la materia viva del suelo, en este punto toma importancia el ciclo del nitrógeno.

nitrogeno plantas

Un ciclo de gran importancia para todos

El ciclo del nitrógeno es un ciclo repetitivo de procesos durante los cuales el nitrógeno se mueve a través de seres vivos y no vivos. Con seres vivos y no vivos, nos referimos a la atmósfera, el suelo, el agua, las plantas, los animales y las bacterias.

El ciclo del nitrógeno a través del ecosistema es crucial para mantener ecosistemas productivos y saludables sin demasiado ni muy poco nitrógeno. La producción vegetal y la biomasa o, material vivo, están limitadas por la disponibilidad de nitrógeno.

Comprender cómo funciona el ciclo del nitrógeno y la relación planta-suelo puede ayudarnos a tomar mejores decisiones sobre qué cultivos cultivar y dónde cultivarlos. Todo esto con el fin de que tengamos un suministro adecuado de alimentos.

El conocimiento del ciclo del nitrógeno también puede ayudarnos a reducir la contaminación causada por agregar demasiado fertilizante a los suelos. Ciertas plantas pueden absorber más nitrógeno u otros nutrientes, e incluso pueden usarse como filtros para evitar que el fertilizante excesivo ingrese al agua.

Aplicaciones del gas más abundante: N2

Ahora bien, si nos preguntamos para qué se usa, encontramos muchas aplicaciones que lo convierten en uno de los gases más utilizados en la industria. Este gas no es reactivo, pero sí excelente para recubrimientos. A menudo se usa como gas de purga y, además, se puede usar para eliminar contaminantes de las corrientes de proceso. Esto es posible a través de métodos como la extracción y el burbujeo.

Al mencionar las características del nitrógeno, podemos responder otras aristas de para qué se usa el nitrógeno. Permite un almacenamiento seguro, un uso seguro de compuestos inflamables y previene explosiones de polvos.

En resumen, las aplicaciones del nitrógeno son realmente innumerables, por lo que generalmente se habla de su estado puro. Ahora bien, dos tercios de este elemento químico producido por la industria, se venden en forma de gas y el tercio restante en forma líquida.  El gas nitrógeno se utiliza para crear una atmósfera inerte cuando el oxígeno en el aire pueda ocasionar un incendio, explosión u oxidación.

conoce como comercializamos el n2

En ampolletas

Al ser inerte, el nitrógeno se emplea en el llenado de ampolletas, para que el tungsteno se consuma más lentamente.

Fertilizantes

Produce crecimiento en las plantas gracias a que se constituye como un elemento vital en los ácidos nucleicos y los aminoácidos. En los fertilizantes el nitrógeno se aplica en forma de nitratos para que puedan ser absorbidos con facilidad por las plantas.

para anestesiar

El nitrógeno, en combinación con oxígeno, se emplea en quirófanos como anestesia.

Estos son algunos ejemplos de para qué se usa el nitrógeno

  • Se utiliza para crear atmósferas no reactivas que conserven los alimentos.
  • En la industria del llenado de las bombillas de luz por su característica no reactivo.
  • Para los sistemas de extinción de incendios se aplica mientras se reduzca los niveles de oxígeno. Y que el nitrógeno se mantenga apto para la salud de las personas.
  • También en la fabricación de aceros durante el procesamiento de cucharón y en las operaciones de fundición.
  • Al llenar los neumáticos para combatir la humedad y el oxígeno presentes en el aire.
  • En algunos sistemas de combustible en aviones, el nitrógeno se usa para reducir el peligro de incendios.
  • Se aplica durante la preparación de las muestras para los análisis.

¿Nitrógeno gaseoso o Nitrógeno líquido? Ambos son N2

Ya hemos hablado sobre el nitrógeno en estado gaseoso, ahora le toca el turno al nitrógeno líquido. La obtención del estado líquido del nitrógeno se produce licuando el aire a base de comprimirlo y enfriarlo en etapas sucesivas, por debajo de su temperatura crítica (-141C) y de su presión crítica (38Kg/Cm2).

Este es un elemento químico que alcanza una temperatura de -196ºC y puede llegar a provocar quemaduras muy graves al contacto por el frío.

De esta forma, y gracias a sus diversas propiedades, el nitrógeno líquido es uno de los gases más famosos y utilizados por su diversidad de usos. Como, por ejemplo: agente criogénico para congelar muestras de sangre y tejidos, para destruir tejido enfermo en dermatología, para conservar y trasladar muestras en restauración.

nitrogeno precauciones

Características del nitrógeno líquido LIN

Si profundizamos en las características del nitrógeno líquido nos encontramos con que su densidad en el punto triple es de 0,707 g/ml. Además de eso, el LIN se produce industrialmente en grandes cantidades por destilación fraccionada del aire líquido.

Precauciones:

Al momento de manipular el nitrógeno líquido, se recomienda tener en cuenta todas las medidas de seguridad debido a que se trata de un gas inerte. Y que, por sus bajas temperaturas, puede causar graves quemaduras.

Otra de las características del nitrógeno líquido es que no es tóxico. Sin embargo, puede desplazar al oxígeno y provocar la asfixia. Los síntomas pueden incluir la pérdida de conciencia o movilidad. Además, por tratarse de un elemento inodoro, la víctima no se da cuenta de la asfixia.

El aire contiene aproximadamente un 21% de oxígeno y 79% de nitrógeno. Si el oxígeno del aire, al mezclarse con el N2, disminuye a menos de 15% afecta la conciencia de las víctimas. En consecuencia, disminuye gradualmente el rendimiento físico y psíquico de la persona.

En ese sentido, cada una de las características del nitrógeno líquido hacen que, cuando se use en la industria, sea almacenado en botellas comprimidas. Por eso adquiere su forma debido a la compresión a la que se somete el nitrógeno gaseoso.

Asimismo, se pueden mencionar cuatro cualidades principales que han hecho del LIN el fluido criogénico por excelencia para los procesos de refrigeración y ultra congelación:

  • Su inercia química (no ataca ni reacciona con otros cuerpos).
  • Su potencia frigorífica (no altera sabores, apariencia).
  • No es tóxico (inodoro, Insípido, Incoloro).
  • Su bajo precio (por encontrarse en 78% en la atmosfera).
nitrogeno medicina

Aplicaciones del nitrógeno líquido en la medicina

El nitrógeno líquido cuenta con propiedades necesarias para ser utilizado dentro de la criocirugía, esa que funciona aprovechando sus temperaturas bajo cero sobre las células. Así mismo, otro de los usos del nitrógeno líquido es la crio conservación de tejidos humanos a bajas temperaturas. En el cual su función es mantener y preservar su viabilidad, y utilizarlos posteriormente en trasplantes, conservación y reproducción asistida.

En dermatología, los usos del nitrógeno líquido se ubican en cuanto al tratamiento de afecciones cutáneas y otras lesiones de la piel. De igual forma como agente criogénico para congelar muestras de sangre, tejidos y otras muestras biológicas. El nitrógeno, debido a su rápida congelación, evita el daño en las estructuras. Por último, para la conservación y traslado en muestras en veterinaria, centros de infertilidad, etc.

Nitrógeno en la industria farmacéutica

Gracias a las propiedades, los usos del nitrógeno líquido lo hacen un componente también muy importante en la industria farmacéutica. para la conservación de muestras biológicas y para protegerlas de los procesos de la humedad, oxidación y contaminación. También se usa para la congelación de óvulos y el envío de los mismos.

Nitrógeno y la seguridad

Recuerda, tu seguridad es lo primero: El manejo del nitrógeno requiere de medidas de seguridad que no puedes obviar

  • Los cilindros deben mantenerse en un lugar fresco y en posición vertical.
  • Las válvulas de estos cilindros deben permanecer cerradas y con sus respectivos capuchones.
  • Los cilindros deben permanecer en buen estado: no deben rodarse, golpearse ni dejarse caer.
  • Se debe tener la mayor precaución posible para evitar la fuga de este gas, especialmente en espacio cerrados. El nitrógeno no es tóxico, pero puede causar asfixia si desplaza completamente al oxígeno del aire que respiramos.
  • En estado líquido puede generar quemaduras por congelación si entra en contacto con la piel o los ojos.
nitrogeno y seguridad

Lo que no sabias...

El nitrógeno líquido puede también verse como una herramienta que aporta ventajas económicas. Frente al gasto que supone una mantecadora para un restaurante, un tanque cuesta sobre los 800 euros. Además, con él no solo se pueden realizar helados sino otras muchas técnicas.

No todos los materiales sirven para manejarse con él. Hay que apostar por los metales, por el borosilicato (Pyrex) o por el poliestireno.

A nivel organoléptico, los resultados con su uso mejoran si se apuesta por incorporar alguna grasa en la mezcla o receta a congelar. También se puede apostar por elaboraciones con bastante aire, tipo espumas o mousses. De esta manera se evita la sensación de bloque helado.

nitrogeno helado

Para esto también se usa el nitrógeno

El nitrógeno es muy útil, se emplea en muy variadas actividades e industrias y está presente en productos que usas en la vida diaria. El nitrógeno se ocupa en los procesos de extinción de incendios, en la fabricación de aceros y en los barriles de cerveza, en combinación con el dióxido de carbono, para presurizarlos. Veamos más:

Nitrogeno muestras medicas

Ya sabes en que se ocupa el nitrógeno líquido ¿En qué lo ocupas tú?

Cuando se encuentra en estado líquido el nitrógeno tiene propiedades criogénicas. Los laboratorios lo ocupan para la conservación de vacunas y muestras orgánicas.

El nitrógeno para helados se ha vuelto también cada vez más popular. Por otro lado, son múltiples las ventajas del nitrógeno líquido en alimentos congelados.

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