ENDÜSTRİYEL HAMMADDELER DERS-2 AZOT BİLEŞİKLERİ Prof. Dr. Sezai KIRIKOĞLU

AZOT BİLEŞİKLERİ - GÜHERÇİLE Güherçile romboedrik sistemde kristalleşir. İğnemsi veya çiçeklenmeler halinde oluşur. Renksiz, beyaz veya gridir. Sertlik 2, özgül ağırlık 1,9 – 2,1 g/cm3’tür. 335°C’de erir. Azot bileşiklerinin ilk endüstriyel ve zirai kullanımı; güherçile (sodyum veya potasyum nitrat) ve kısmen de barut yapımı şeklinde olmuştur. Daha sonraları da gübre ve kimyasal hammadde olarak kullanıldı. A

Potasyum, sodyum ve kalsiyum nitratlara güherçile denir. (Potasyum nitratın molekül yapısı) Potasyum, sodyum ve kalsiyum nitratlara güherçile denir. Potasyum nitrat (KNO3) ADİ GÜHERÇİLE’dir. Beyaz renklidir ve suda çözünür. Camsı bir parlaklığı vardır. Ağızda serinletici bir etki yapar ve tuzlu bir tat verir.

Sodyum nitrata (NaNO3) ŞİLİ GÜHERÇİLESİ denir. Bu güherçile dünyada üretilen tek doğal nitrat oluşumudur. Şili’nin Tarapaca çölünde kazanılmaktadır. Nitrik asit eldesi ve gübre yapımında kullanılmaktadır Kalsiyum nitrat Ca(NO3)2 DUVAR GÜHERÇİLESİ veya TOPRAK GÜHERÇİLESİ olarak adlandırılır.

Doğal güherçilelerin nasıl oluştukları tam olarak anlaşılabilmiş değildir. Bazı görüşler havada bulunan azotu bünyelerine alabilen bazı canlıların ölerek bunu toprağa bıraktıkları yönündedir. Bir diğeri ise atmosferdeki serbest azotun havada oluşan elektrik akımları yoluyla toprağa geçtiği şeklindedir. Ancak bu olayların niçin sadece Şili’nin Tarapaca çölünde gerçekleştiği açıklanamamıştır.

Başka bir görüş ise magma içinde yer yer bazı nitrat ve bromürlerin bulunduğu, bunların ayrışarak yüzeylenmesiyle de güherçilelerin oluştuğu biçimindedir. Okyanus kıyıları ve adalarında bolca yaşayan kuşların ve bir tür yarasaların dışkı birikintileri olan guanolar azot ve fosforca zengindir. Bunların su ve ısı etkisi altında bozuşarak güherçileye dönüşmüş olabileceği de düşünülmektedir.

Sonuçta güherçile oluşumu ile ilgili olarak verilen görüşlerin hiç biri kesin ve güvenilir değildir. Kesin olan Şili güherçile yataklarının bünyesinde amonyak tuzları içeren, çok geniş yayılımlı Jura-Kretase yaşlı tüfler ile ilgili olduğudur. Diğer güherçile oluşumlarına İran, Hindistan, Mısır, İspanya ve İtalya’da bazı toprak türleri içinde veya örtü olarak kaya kütlelerinin üstünde rastlanmaktadır. Bazı mağara duvarlarında yüzey sıvaması şeklindeki oluşumlar da mevcuttur.

ABD’de bazı büyük kireçtaşı mağaralarının yüzeyini kaplayan güherçilenin mağaranın üstünü örten kayaç seviyelerine bağlı olduğu ve suların etkisi altında eriyip sızarak mağara duvarlarının yüzeyine yerleşmiş olduğu görüşü kabul edilmektedir.

AZOT DÖNGÜSÜ

Atmosfer, azotu azot bağlayıcı bakteriler tarafından ve şimşek, yıldırım ve yağmurların etkisiyle toprağa bağlanır. Havadaki azot gazının toprağa bağlanmasına fiksasyon denir. Toprağa bağlanan azot tuzlarının bir bölümü denitrifikasyon bakterileri (Güherçile bozan) tarafından azot gazına dönüştürülür. Böylece havadaki azot sabit kalır. Topraktaki azotun bir bölümünü bitkiler tarafından alınıp, aminoasit, organik baz gibi azotlu bileşiklere dönüştürülür. Bu azotlu bileşikleri bitki yiyen hayvanlara geçer. Azotlu bileşikler, bitki, hayvan artık ve ölüleri olarak toprağa karışır. Bitki, hayvan artıklarıyla ölülerindeki azotlu organik bileşikler, üre ve ürik asit, ayrıştırıcılar tarafından parçalanınca NH3 ve H2S oluşur. Ayrıştırıcıların oluşturduğu NH3 gazı kemosentez yapan nitrit bakterileri tarafından kimyasal enerji eldesinde kullanılınca nitrit asit (HNO2) meydana gelir. Nitrit asit, bir başka kemosentetik bakteri olan nitrat bakterisi tarafından enerji eldesinde kullanılınca nitrat asit (HNO3) oluşur. Böylece azot, dolanımını tamamlamış olur.

Bu kuş kolonilerinin dışkıları (güherçile), yağmurlarla aşağı taşınırken oldukça yoğun asidik etkileri, kayaların hemen altındaki bitkilerin yaşam şartları yönünden elverişli bir ortama izin vermezken, bu zengin güherçilenin içeriği ve okyanusa uzanan yolda asiditesiyle kazıdığı minaraller ile oldukça değerli bir malzemeyi kayalıkların su yaşamına katmaktadır.

Elde edilişi Azot, sodyum azidin (NaN3) ve amonyum dikromatın bozunması ile saf olarak elde edilebilir: NaN3 → 2Na + 3N2 (300 °C) (NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + 4H2O Azot eldesinde kullanılan bir diğer yöntem ise, amonyağın kireç kaymağı ile reaksiyonudur: 2NH3 + 3Ca(OCl) → 3CaCl3 + N2 +3H2O

Önlemler Nitratlı gübreler ekili arazilerin sulama sularıyla sürüklenerek akarsulara ve yeraltı sularına karışması büyük kirliliklerine sebep olmaktadır. Siyano (-CN) içeren bileşikler aşırı derecede zehirli tuzlar oluşturur ve tüm memeli canlılar için öldürücüdür.

KULLANIM ALANLARI % 85’i azotlu gübre ve nitrik asit, % 15’i ise barut veya patlayıcı madde yapımında kullanılır. Potasyum nitrat etkili bir oksitleyicidir. Potasyum içerdiğinden yanma ile leylak renkli bir alev oluşturur. Bu nedenle amatör roket itici yakıtları ile şeker ve potasyum nitrat karışımıyla yapılan duman bombası gibi birçok piroteknik bileşimde ve havai fişeklerde kullanılır . Metalürjide karbonlu ve kükürtlü artıkların yakılarak yok edilmesinde tüketilir.

İlaç endüstrisinde astım tedavisinde, idrar söktürücü ilaçların yapımında kullanılır. Ayrıca gıda endüstrisinde et türü ürünleri koruyucu olarak yararlanılır. Potasyum nitrat hassas dişler için kullanılan bazı diş macununda bulunabilir.

Günümüzde ise artık araba lastiklerini şişirmede kullanılır Günümüzde ise artık araba lastiklerini şişirmede kullanılır. Lastik şişirmekte nitrojen kullanmak havacılıkta kullanılan bir yöntemdir. Normal havanın içinde bulunan oksijenin meydana getirdiği korozyonu azaltmak, ve yüksek sıcaklıklarda yanma riskini azaltmak için uçak lastikleri nitrojen ile şişirilir. Ancak otomobil lastiği o kadar kritik yüklere maruz kalmadığı için otomobillerde kullanmak fazla bir fayda sağlamaz.