BIO-INORGANICA DEL NITRÓGENO

Presentado por: De La Cruz Espinoza StefaniCátedra: QUIMICACatedrático: Ing. Mg. Rafael Pantoja Esquivel Semestre: I

“Año de la Promoción de la Industria Responsable y Compromiso Climático”

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Facultad de Zootecnia

2014

INTRODUCCION

• El nitrógeno es uno de los elementos más importantes y esenciales para todo ser vivo ya que forma parte de los aminoácidos que componen las proteínas requeridas para todos los organismos.

• También es uno de los elementos abundantes en la atmosfera terrestre, es inerte, no tiene sobre la calidad del ambiente y no puede ser utilizado directamente por las plantas.

• El nitrógeno es el nutriente más utilizado en los fertilizantes agrícola, ya que las disponibles en el suelo son generalmente insuficiente para satisfaces los requerimientos de las cosecha y cultivos.

• Este presente trabajo tiene como objetivo hacer un breve repaso sobre la importancia del nitrógeno en el organismo, conoces los efectos negativos que le exceso de nitrógeno puede ocasionar en el ambiente o en el ser vivo y dar alternativas viables que permiten dar una solución de exceso de este elemento en el ser vivo.

PRESENTACION

Descubridor del Nitrógeno:Descubridor: Daniel Rutherford. Lugar de descubrimiento: Escocia. Año de descubrimiento: 1772. Origen del nombre: De las palabras griegas "nitron" ("nitrato") y "geno" ("generador"). Significando "formador

Método de Obtención:• Se obtiene de la atmósfera (su fuente

inagotable) por licuación y destilación fraccionada.

• Se obtiene, muy puro, mediante descomposición térmica (70 °C) del nitrito amónico en disolución acuosa.

• Por descomposición de amoniaco (1000 °C) en presencia de níquel en polvo.

DESARROLLO Propiedades Físicas del Nitrógeno:

Número atómico: 7 Peso atómico: 14,008 Radio atómico covalente 0,70 A Radio del ion N3-: 1,71 A Abundancia de los isótopos: N14, 99,62%; N15,0,38% Notación espectral: 1s2; 2s2, 2p3 Estado físico: Gas incoloro, inodoro e insípido. Fórmula molecular: N2 Densidad absoluta (en c. n.). 1,2506 g/L Densidad relativa, (aire = I), 0,9672 Densidad del N2 líquido, 8,808 Solubilidad en agua (cm3 en c. n. por litro):

a 0 °C.......23,54a 25 °C.....14,34

Punto de ebullición, -195,8 °C

Punto de congelación, -209,86 °C Temperatura crítica, -147,1 °C Presión crítica, 33,5 atm Estado de oxidación: +1, -1 Completa su nivel de valencia con un

electrón capturada, para así poder producir el anión de H.

Se combina con los metales alcalinos y alcalinos térreos (menos con el berilio y magnesio), a través de enlaces iónicos.

Forman enlaces metálicos con los elementos de transición.

El H se encuentra asociado a otros elementos, menos en el estado gaseoso.

Posee una estructura cristalina hexagonal.

Propiedades Químicas del Nitrógeno:

El calor de disociación de las moléculas de nitrógeno es de -171,14 Kcal por mol de N2 (calor absorbido), siendo mayor que el de cualesquiera otras molécula diatónica.

A 3500 °C únicamente un 5% de las moléculas de nitrógeno están disociadas en átomos.

En consecuencia, el nitrógeno es el elemento más inactivo, con excepción de los gases inertes.

La estructura de su molécula :N:::N: con tres pares de electrones compartidos, explica la inercia química del nitrógeno.

También reacciona con elementos no metálicos, como oxígeno e hidrógeno, y con compuestos tales como el carburo cálcico.

En condiciones normales, el hidrógeno es un gas incoloro, inodoro y sin sabor

En condiciones normales, el hidrógeno es un gas incoloro, inodoro y sin sabor.

Es la molécula más pequeña conocida. La densidad del hidrógeno es de 76 Kg.

/m^3, y cuando se encuentra en estado de gas, la densidad es de 273 kg. / L.

Posee una gran rapidez de transición, cuando las moléculas se encuentran en fase gaseosa. Debido a esta propiedad, hay ausencia casi total, de hidrógeno en la atmósfera terrestre.

Facilidad de efusión, así como también de difusión.

Optima conductividad calorífica Punto de fusión de 14025 K. Punto de ebullición de 20268 K

NATURALEZAEL NITRÓGENO EN LA ATMOSFERA

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). Abunda en el aire al estado libre. Es constituyente esencial del protoplasma celular, por lo que se encuentra en toda materia viviente. Toda la materia fósil y el carbón de hulla lo contienen en grandes cantidades también en combinaciónEsta 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. Con el hidrógeno forma el amoníaco (NH3), la hidracina (N2H4) y el acido de hidrógeno (N3H, también conocido como acida de hidrógeno o ácido hidrozo). Con el oxígeno forma varios óxidos, el nitroso o gas de la risa, el nítrico y el dióxido de nitrógeno.

EL NITRÓGENO EN EL SUELO

El nitrógeno en el suelo se encuentra en forma orgánica e inorgánica, con 95% o más del nitrógeno total presente en forma orgánica. El nitrógeno inorgánico está disponible para ser tomado por las plantas, mientras que el orgánico debe ser primero mineralizado (convertido a N inorgánico) antes de que las plantas lo puedan utilizar. La cantidad de N orgánico que se mineralizará el primer año, es el N orgánico multiplicado por un factor de mineralización que oscila entre 0,25 y 0,35. Este es un proceso microbiano que toma tiempo, y estimaciones tanto del contenido de N orgánico como inorgánico, datos que son necesarios para determinar el efecto inmediato y residual de la aplicación de estiércol. Compuestos inorgánicos de nitrógeno Las formas inorgánicas de nitrógeno presentes en el suelo incluyen amonio (NH4+), nitrito (NO2-), nitrato (NO3-), óxido nitroso (N2O), óxido nítrico (NO) y nitrógeno elemental (N2), el cual es inerte excepto para aquellos microorganismos fijadores de nitrógeno. Desde el punto de vista de fertilidad del suelo, NH4+, NO2-, y NO3-son los más importantes y son producidos a partir de la descomposición de la materia orgánica del suelo o de la adición de fertilizantes nitrogenados. Estas tres formas representan entre 2 y 5% del nitrógeno total.

EL NITRÓGENO EN LOS ALIMENTOS El nitrógeno es un elemento químico que es utilizado para fabricar una variedad de anticuerpos en la anatomía humana. Por lo tanto, los Alimentos que son ricos en nitrógeno son recomendados para el consumo regular. Además de los beneficios que tiene para el sistema inmune, estos alimentos generalmente se transforman en hidratos de carbono en vez de grasas, lo que significa que son mejores para las personas que están tratando de mantenerse en forma para no poner más grasa en sus cuerpos.

El nitrógeno se encuentra formando aminoácidos y proteínas, por lo tanto podemos encontrarlos en:

carnes, lentejas, atún, pescados, frutas, verduras, cereales, legumbres en general, harinas etc.

En las moléculas de hidratos de carbono: Alimentos con altos contenidos en carbohidratos son pastas, patatas, fibra, cereales y legumbres

HIDROGENO EL AGROGAS: La preservación de cereales, frutas,

verduras, legumbres, tabaco, etc. con productos químicos tóxicos ya no es aceptable por razones relacionadas con la salud humana. La preservación con nitrógeno soluciona todos estos problemas, pero los sistema de producción convencionales de nitrógeno son caros. Ahora el nitrógeno está disponible como AGROGAS el más simple y el más barato disponible en el mercado.

La planta AGROGAS produce nitrógeno con el oxígeno residual variable y ajustable entre 0,01% y 5%.

La ventaja de AGROGAS:• reducción del costo de almacenamiento en los almacenes con la doble

ventaja de desinsectación y prevención de la rancidez.• la producción es más barata que la de nitrógeno, disponible normalmente

en fumigantes o de refrigeración.• AGROGAS no es tóxico ni para los seres humanos ni para los animales. • insectos, gusanos y roedores son eliminados dentro unas horas o días. • los procesos aeróbicos que pueden conducir a la descomposición se

bloquean. • el proceso de germinación de las semillas se bloquea. • la contaminación de mico toxinas se evita. • el crecimiento del moho y fermentación se evita.• la substancias grasas contenidas en los alimentos (por ejemplo, semillas)

no se degradan.• El contenido de oxígeno residual y de dióxido de carbono puede ser fijado.

EN NITRATOS Y NITRITOSSE ENCUENTRAN EN LA NATURALEZA

formando parte del ciclo del Nitrógeno. • El nitrato (NO3-) es la forma estable de las estructuras oxidadas

del nitrógeno, y a pesar de su baja reactividad química puede ser reducido por acción microbiológica. El nitrito (NO2-), es oxidado con facilidad por procesos químicos o biológicos a nitrato, o bien reducido originando diversos compuestos.

• En los suelos, los fertilizantes y vertidos residuales conteniendo nitrógeno orgánico son descompuestos para dar en un primer paso amonio (NH4+), que a continuación es oxidado a nitrito y a nitrato. Parte de este nitrato es absorbido por las plantas, que lo emplean en la síntesis de proteínas vegetales, pudiendo el resto pasar a las aguas subterráneas.

El nitrato se emplea principalmente: en la industria de los fertilizantes, así como agente

oxidante en explosivos y como sal potásica purificada en la fabricación de cristal

En ausencia de contaminación artificial, las aguas superficiales no contienen más de 10 mg/l de nitratos, y rara vez superan 1 mg/l de nitritos. Los valores más altos se encuentran en las aguas subterráneas, afectando a extensas áreas de la geografía española.

Con excepción de la cuenca Norte, en el resto de las regiones se han detectado acuíferos contaminados

con concentraciones superiores a los 50 mg/l.

El nitrito fundamentalmente se emplea como aditivo alimentario (E-249 nitrito potásico, E-250 nitrito sódico), especialmente en carnes curadas. El nitrato es añadido en ocasiones junto con el nitrito como conservante (E-251 nitrato sódico, E-252 nitrato potásico), ya que sirve como reserva de éste al ir transformándose lentamente en nitrito.

REQUERIMIENTO En abono a la tierra:• La cantidad de N que las plantas cultivadas necesitan para producir las

cosechas es muy variable y entre otros factores, depende del rendimiento del cultivo. Se define como unidad fertilizante de nitrógeno a 1 kg de N.

• La cantidad de N a aportar será la diferencia entre las extracciones del cultivo y el N aportado como consecuencia de la mineralización de la materia orgánica del suelo. Se puede estimar que el N mineral que aparece en el suelo en las condiciones de clima templado propio de la zona mediterránea, como consecuencia de la mineralización de la materia orgánica, es del orden de:

Habitualmente, la dosis de nitrógeno a aportar en pre siembra suele representar entre el 20 y 50 % de las necesidades totales. Se utilizarán las dosis menores (< 30 %), con los fertilizantes convencionales o en los cultivos de siembra otoñal, ya que la planta va a pasar los meses de otoño e invierno con crecimiento lento y, además, en esta época existen riesgos evidentes de pérdidas por lixiviación del nitrógeno aportado. Las dosis mayores (> 30 %) se aportarán cuando se utilicen abonos de liberación controlada o en los cultivos que se siembran a finales de primavera o principios de verano, ya que en esta época el crecimiento es muy rápido y no son de temer pérdidas importantes.

EN FUNCIÓN COMO ADITIVOS DE NITRATOS DE ALIMENTOS

• En la carne para evitar la putrefacción bacteriana se adición soluciones concentradas de sal y una pequeña cantidad de nitrito o nitrato, parte del cual se transforma

• Lentamente en nitrito. El nitrito forma nitroso hemoglobina o nitroso en cromógeno, de Las concentraciones de nitrito sódico en salazones varían del 0.04 al 10%, dependiendo del tratamiento que se dé y del tipo de carne.

• • Efectos ambientales• La Ingesta Diaria Aceptable (IDA) de nitratos recomendada por el comité conjunto de la FAO/OMS es

de 0-3.7 mg/kg peso corporal.• Deberá tenerse en cuenta también la IDA de nitritos, fijada en 0-0.06 mg/kg de peso corporal. • El empleo de nitrito como aditivo en alimentos infantiles para niños menores de tres meses no está

permitido. • El 100 % de los fertilizantes nitrogenados aplicados al suelos no se mantienen en el mismo ni son

utilizados por los cultivos.• Parte son lavados por la lluvia o el agua de riego, en superficie o profundidad y pueden acumularse. El

agua del suelo que se usa como fuente de agua potable, si presenta nitrógeno en exceso puede provocar cáncer y dificultades respiratorias en los niños. La U.S. Enviro mental Protección Agency (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos) ha establecido un standard de nitrógeno para el agua potable que es de 10 mg por litro de nitrato-N.

CONCLUSIÓN

• El nitrógeno es un Gas incoloro, inodoro e insípido.• Se obtiene de la atmósfera (su fuente inagotable) por

licuación y destilación fraccionada• Se combina con los metales alcalinos y alcalinos

térreos (menos con el berilio y magnesio), a través de enlaces iónicos.

• El H se encuentra asociado a otros elementos, menos en el estado gaseoso.

• Completa su nivel de valencia con un electrón capturada, para así poder producir el anión de H.

BIBLIOGRAFÍA • http://elementos.org.es/nitrogeno• http://www.slideshare.net/theuntouchablefor

ever/elemento-del-nitrgeno• http://nadp.sws.uiuc.edu/lib/brochures/nbro

chespanol.pdf• http://mie.esab.upc.es/ms/formacio/Control

%20%20Contaminacio%20Agricultura/biblio/nitratos%20y%20nitrosaminas.pdf

• http://www.larioja.org/npRioja/cache/documents/518266_inea_interpretacion_suelos.pdf;jsessionid=FBF6C3DB4BADCB060FB1540445D2CB71.jvm3

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