Typpi

Ominaisuudet

Typpi on väritön ja hajuton kaasu normaalilämpötilassa. Se on tavallisesti kiinnittynyt toiseen typpiatomiin muodostaen typpimolekyylin (N₂ ). Tämä sidos on hyvin vahva. Siksi monet räjähteet sisältävät typpeä. Side katkeaa, kun räjähde valmistetaan. Kun räjähde räjähtää, sidos muodostuu, jolloin vapautuu paljon energiaa.

Se muuttuu nesteeksi -195,8 °C:ssa ja kiinteäksi -210 °C:ssa. Jos sitä puristetaan, se voidaan muuttaa nesteeksi ilman, että se kylmenee.

Se ei yleensä yhdisty muiden atomien kanssa, koska sen vahva sidos estää sitä reagoimasta. Litium on yksi harvoista kemiallisista alkuaineista, jotka reagoivat typen kanssa ilman, että niitä kuumennetaan. Magnesium voi palaa typessä. Typpi tuottaa myös sinisiä sähköisiä kipinöitä. Sininen väri johtuu atomien kiihottumisesta. Kun ne taas normalisoituvat, ne vapauttavat valoa. Kun typpeä jännitetään, se reagoi monien sellaisten asioiden kanssa, joiden kanssa se ei normaalisti reagoi.

 
Kuppi nestemäistä typpeä  


Sähköinen kipinä typellä täytetyn putken läpi  

Yhdisteet

Monet teollisuuden kannalta tärkeät kemialliset yhdisteet sisältävät typpi-ioneja. Näitä ovat esimerkiksi ammoniakki, typpihappo, nitraatit ja syanidit. Typellä on useita hapetusasteita: -3, -2, -¹ /₃ , +1, +3, +4 ja +5. Kullakin hapetusasteella on omat yhdisteensä.

Hapetusasteessa -3 olevat yhdisteet ovat heikkoja pelkistimiä. Näitä ovat ammoniakki, ammonium, amidi ja nitridit. Aminohapot ja proteiinit sisältävät typpeä tässä hapetusasteessa. Hydratsiini, yhdiste, joka on hapetusasteessa -2, on voimakas pelkistysaine. Azidit sisältävät typpeä hapetusasteessa -¹ /₃ . Ne ovat erittäin voimakkaita pelkistimiä, ja useimmat niistä ovat hyvin myrkyllisiä.

Typpioksidi sisältää typpeä hapetusasteessa +1. Sitä käytetään nukutusaineena. Yhdisteet, jotka sisältävät typpeä hapetusasteessa +2, kuten typpioksidi, ovat pelkistäviä aineita. Yhdisteet, joiden hapetusaste on +3, ovat voimakkaita hapettimia ja heikkoja pelkistimiä. Nitriitit ovat yleisimpiä +3-yhdisteitä. Hapetusasteessa +4 olevat yhdisteet ovat voimakkaita hapettimia. Niitä ovat esimerkiksi typpidioksidi ja typpitetroksidi.

Yhdisteet, jotka sisältävät typpeä hapetusasteessa +5, ovat voimakkaita hapettimia. Ne ovat yksi typpiyhdisteiden yleisimmistä ryhmistä. Niihin kuuluvat typpihappo ja typpipentoksidi. Niihin kuuluvat myös nitraatit, joita käytetään räjähdysaineissa, kuten dynamiitissa, nitroglyseriinissä ja trinitrotolueenissa.

 

Esiintyminen ja valmistus

Ilma koostuu noin 78 % typestä ja noin 20,95 % hapesta, < 1 % argonista ja jäänteitä muista kaasuista, kuten hiilidioksidista ja vesihöyrystä. Sitä on myös muutamassa nitraatissa maassa. Ammoniummineraalit ovat harvinaisia. Typpi on proteiineissa.

Puhdasta nestemäistä typpeä voidaan valmistaa jäähdyttämällä ilmaa. Typpi muuttuu nesteeksi eri lämpötilassa kuin happi. Sitä voidaan valmistaa myös kuumentamalla tiettyjä kemiallisia yhdisteitä, kuten natriumatsidia.

 

Käyttää

Typpi on alkuaine, jota käytetään estämään asioita reagoimasta ilman hapen kanssa. Sitä voidaan käyttää rapeiden pussien ja hehkulamppujen täyttämiseen. Sitä käytetään myös joidenkin renkaiden täyttämiseen. Sitä voidaan käyttää sähköisten komponenttien, kuten transistorien, valmistukseen. Nestemäistä typpeä voidaan käyttää asioiden jäädyttämiseen.

Typpiyhdisteillä on monia käyttötarkoituksia, kuten anestesia-aineet (typpioksidi), räjähteet (dynamiitti), puhdistusaineet (ammoniakki), liha (proteiini) ja lentokoneet (polttoaine).

 
Toista mediaa Nestemäistä typpeä käytetään ilmapallon jäädyttämiseen  

Historia

Typen löysi Daniel Rutherford vuonna 1772, ja hän kutsui sitä myrkylliseksi kaasuksi tai kiinteäksi kaasuksi. He havaitsivat, että osa ilmasta ei palanut. Todettiin, että eläimet kuolivat siihen. Se tunnettiin nimellä "azote". Monet typpiyhdisteet sisältävät myös "atsidi"- tai "atsiini"-kirjaimia, kuten hydratsiini.

Vuonna 1910 lordi Rayleigh havaitsi, että kun kipinä johdettiin typen läpi, se muodosti typen reaktiivisen muodon. Tämä typpi reagoi monien metallien ja yhdisteiden kanssa.

 

Aiheeseen liittyvät sivut

• Luettelo yhteisistä elementeistä