Azote

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Azote
Page d'aide sur les redirections Cet article concerne l'élément chimique. Pour le gaz N2, voir diazote.
Azote
Carbone ‚Üź Azote ‚Üí Oxyg√®ne
‚ÄĒ
   

7
N
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
‚ÜĎ
N
‚Üď
P
Table compl√®te ‚ÄĘ Table √©tendue
Informations générales
Nom, symbole, numéro Azote, N, 7
Série chimique Non-métaux
Groupe, période, bloc 15 (VA), 2, p
Masse volumique 1,2506 g¬∑l-1 [1]
Couleur Incolore
No CAS 17778-88-0 (atome)
7727-37-9 (molécule)
No EINECS 231-783-9
Propriétés atomiques
Masse atomique 14,0067 ¬Ī 0,0002 u[1]
Rayon atomique (calc) 65 pm (56 pm)
Rayon de covalence 0,71 ¬Ī 0,01 √Ö [2]
Rayon de van der Waals 150 pm [3]
Configuration électronique [He] 2s2 2p3
√Člectrons par niveau d‚Äô√©nergie 2, 5
√Čtat(s) d‚Äôoxydation -3, 0, +2, +3, +4, +5
Oxyde Acide fort
Structure cristalline Hexagonale
Propriétés physiques
√Čtat ordinaire Gaz
Point de fusion -210,00 ¬įC [1]
Point d‚Äô√©bullition -195,798 ¬įC [1]
√Čnergie de fusion 0,3604 kJ¬∑mol-1
√Čnergie de vaporisation 2,7928 kJ¬∑mol-1
Temp√©rature critique -146,94 ¬įC [1]
Volume molaire 13,54√ó10-3 m3¬∑mol-1
Vitesse du son 334,5 m¬∑s-1 √† 20 ¬įC
Divers
√Člectron√©gativit√© (Pauling) 3,04
Chaleur massique 1 040 J¬∑kg-1¬∑K-1
Conductivit√© thermique 0,02598 W¬∑m-1¬∑K-1
√Čnergies d‚Äôionisation[4]
1re : 14,5341 eV 2e : 29,6013 eV
3e : 47,44924 eV 4e : 77,4735 eV
5e : 97,8902 eV 6e : 552,0718 eV
7e : 667,046 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
13N {syn.} 9,965 min őĶ 2,22 13C
14N 99,634 % stable avec 7 neutrons
15N 0,366 % stable avec 8 neutrons
16N {syn.} 7,13 s ő≤- 10,419 16O
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'azote est un √©l√©ment chimique de la famille des pnictog√®nes, de symbole N (du latin nitrogenium) et de num√©ro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote d√©signe le gaz diatomique diazote N2, constituant majoritaire de l'atmosph√®re terrestre, repr√©sentant presque les 4/5e de l'air (78,06 %, en volume).

L'azote est le 34e √©l√©ment constituant la cro√Ľte terrestre par ordre d'importance.

Les ¬ę min√©raux ¬Ľ contenant de l'azote sont essentiellement les nitrates : nitrate de potassium KNO3 (constituant du salp√™tre) ou ¬ę nitre ¬Ľ qui servait autrefois √† faire des poudres explosives ; nitrate de sodium NaNO3 (constituant du salp√™tre du Chili).

Sommaire

Histoire

Nomenclature et origine

Antoine Lavoisier a choisi le nom azote, compos√© de a- (privatif) et du radical grec ő∂ŌČŌĄ-, ¬ę vivant ¬Ľ et signifie donc ¬ę priv√© de vie ¬Ľ, du fait que contrairement √† l'oxyg√®ne, il n'entretient pas la vie des animaux.

L'origine du symbole N est son nom latin ¬ę nitrogenium ¬Ľ provient du grec nitron gennan, ce qui signifie ¬ę formateur de salp√™tre ¬Ľ (nitrate de potassium). Le terme anglais nitrogen a conserv√© cette racine pour d√©signer l'azote.

Chronologie

Bien que des composés contenant l'élément chimique azote furent connus depuis l'antiquité, (par exemple le salpêtre, c'est-à-dire les nitrates de sodium et de potassium, le diazote n'a été isolé par Daniel Rutherford qu'en 1772, et indépendamment par C. W. Scheele et H. Cavendish.

Le protoxyde d'azote N2O a été préparé par J. Priestley également en 1772.

L'ammoniac NH3 a été préparé en 1774, également par J. Priestley.

Le premier composé accepteur - donneur faisant intervenir l'azote, H3N.BF3 a été préparé en 1809 par Louis Joseph Gay-Lussac.

Le premier compos√© pr√©sentant une liaison azote - halog√®ne, le trichlorure d'azote NCl3 a √©t√© pr√©par√© par Pierre Louis Dulong qui perdit un Ňďil et trois doigts en √©tudiant les propri√©t√©s de ce corps tr√®s instable et violemment explosif.

Entités contenant l'élément chimique azote

L'élément chimique azote est présent dans des entités ne contenant que l'élément chimique N et dans les composés de l'azote.

Entités ne contenant que l'élément chimique N

Il existe plusieurs entités chimiques ne contenant que l'élément chimique azote, la molécule de diazote, l'atome, et deux ions de l'azote.

Le diazote

Le diazote N2 est la forme la plus courante d'entité ne contenant que l'élément chimique azote. La triple liaison liant les deux atomes est une des liaisons chimiques les plus fortes (avec le monoxyde de carbone CO). De ce fait, sa réactivité est faible. C'est l'espèce chimique la plus abondante de l'atmosphère. C'est là qu'il est récupéré industriellement.

Sa réactivité principale est la formation d'ammoniac

N2 + 3H2 ‚Üí 2NH3

L'atome

Il est formé à partir de diazote sous faible pression (0,1 - 2 mm Hg) en présence d'une décharge électrique. A sa formation succède pendant plusieurs minutes une pale lueur jaune. Celle-ci résulte de la désexcitation de N2* suite à la recombinaison de deux atomes N. Cette forme excitée de diazote peut être mise en évidence en présence de CO2. Il se forme alors CO et de l'oxygène atomique dans un état triplet.

Les ions de l'azote

Il existe deux ions de l'azote :

l'ion nitrure N3- qui n'existe que dans les solides (nitrures métalliques) ou dans les complexes métalliques.
l'ion azoture N3-, forme basique de l'acide azotique HN3 ; il se rencontre aussi √† l'√©tat de sel dans l'azoture de sodium NaN3

Composés de l'azote

L'azote forme des composés avec de nombreux autres éléments chimiques. Il est présent dans des substrats organiques et inorganiques.

Azote et hydrogène

Le principal composé comportant une des liaisons chimique N-H est l'ammoniac NH3. D'autres composés contiennent également cette liaison

les ions ammonium NH4+
les ions amidure NH2-
les amines primaires RNH2 et secondaires R2NH
l'acide azothydrique HN3
l'hydrazine N2H4

et une grande famille de composés moins courants, les azanes et les azènes, comme le trans-diazène N2H2 et son isomère le 1,1-diazène, le triazène N3H3, le triazaneN3H5, etc.

Azote et oxygène

Les oxydes d'azote

Huit oxydes d'azote sont connus[5]; Par nombre d'oxydation (moyen) croissant :

l'azoture de nitrosyle N4O découvert en 1993
le protoxyde de diazote N2O, communément appelé protoxyde d'azote
le monoxyde d'azote NO
le trioxyde de dinitrogène N2O3
le dioxyde d'azote NO2
son dimère le tétraoxyde de diazote N2O4
pentaoxyde de diazote N2O5
le trioxyde d'azote NO3

Tous sont instables au regard de la décomposition en N2 et O2.

Les oxoanions de l'azote

Les principaux oxoanions de l'azote, stables en milieu aqueux, sont les ions nitrate NO3- et nitrite NO2-. L'ion nitrate est la base conjugée d'un acide fort, l'acide nitrique. L'ion nitrite est la base conjuguée d'un acide faible, l'acide nitreux. Ce dernier n'est pas stable et, dans l'eau, il se dismute et monoxyde d'azote (qui se réoxyde en dioxyde d'azote en présence d'air) et en ion nitrate.

Azote et halogène

Le plus stable des halogènures d'azote, NF3 ne fut préparé qu'en 1928, plus d'un siècle après le très instable trichlorure NCl3. Le tribromure d'azote NBr3, très explosif, ne fut isolé qu'en 1975. Le triiodure NI3 n'a jamais été isolé, mais son adduit I3N.NH3, solide noir hautement instable au choc et à la température, a été préparé en 1812. Des combinaisons comme modifier] Azote et métaux

De nombreux azotures m√©talliques existent. Plusieurs voies de synth√®se sont possibles :

La réaction entre le métal et le diazote à chaud

3Ca + N2 ‚Üí Ca3N2

La réaction entre le métal et l'ammoniac à haute température

3Mg + 2NH3 ‚Üí Mg3N2 + 3H2

La décomposition d'amidures

3Zn(NH2)2 ‚Üí Zn3N2 + 3NH3

Des réactions de transfert

Al2O2 + 3C + N2 ‚Üí 2AlN + 3CO
2ZrCl4 + 4H2 + N2 ‚Üí 2ZrN + 8HCl
Le cycle de l'azote.
Un excédent d'azote (source d'eutrophisation de l'eau, des sols et des écosystèmes) est relevé partout en Europe (ici pour 2005, selon les données disponibles de la Commission européenne et de l'Agence européenne de l'environnement

Exploitation et usages

Diazote

Aujourd'hui, l'azote gazeux ou diazote est g√©n√©ralement obtenu par liqu√©faction de l'air, dont il est le principal constituant avec une concentration de 78,06 % en volume et de 75,5 % en masse. La production mondiale est d'environ 150 millions de tonnes par an.

Article d√©taill√© : diazote.

Le gaz diazote lui-m√™me a en particulier les applications suivantes :

  • Emballage de denr√©es alimentaires (MAP): L'inertage des aliments emball√©s augmente leur dur√©e de conservation en rempla√ßant l'air ambiant (contenant de l'oxyg√®ne) par de l'azote (puret√© de 95 √† 99,5 %)[6]* gaz ¬ę neutre ¬Ľ utilis√© pour prot√©ger (gr√Ęce √† la constitution d'une atmosph√®re inerte confin√©e) des produits, des objets ou des contenants (citernes par exemple) dans l'industrie, les mus√©es ou autres lieux : protection contre la corrosion, des insectes, champignons... ;
  • Gaz utilis√© comme pesticide doux pour √©liminer par asphyxie les vers du bois ou certains organismes (ex : Petite vrillette) ayant colonis√© des objets anciens fragiles (cadres, sculptures et objets de bois, incunables, les parchemins, gravures, etc.) ;
  • Gaz de gonflage de pneumatiques. Bien que l'air contienne d√©j√† 78 % d'azote (de diazote pour √™tre plus pr√©cis), certains professionnels de l'aviation ou de la formule 1, (par exemple), augmentent cette proportion et gonflent les pneumatiques avec de l'azote presque pur. Ce gaz ayant la propri√©t√© d'√™tre inerte et stable conserve une pression plus constante m√™me en cas d'√©chauffement intense du pneumatique. Une pol√©mique existe d'ailleurs quant √† l'introduction de cette m√©thode pour les v√©hicules particuliers. En effet, ceux-ci sont soumis √† des contraintes bien moindres ce qui rend la diff√©rence avec l'air moins notable. Par contre le gonflage devient payant et on lui reproche souvent d'avoir un prix non justifi√© (le gonflage √† l'air est souvent gratuit et jug√© satisfaisant). Ceux qui l'utilisent devraient avoir, en principe, √† rectifier le gonflage plus rarement, mais ils doivent n√©anmoins contr√īler les pressions r√©guli√®rement.
  • Gaz utile pour gonfler les accumulateurs hydrauliques en raison de sa passivit√© vis-√†-vis des huiles.
  • Construction m√©canique: Beaucoup de machines de d√©coupe modernes fonctionnent avec un rayon laser, celui-ci n√©cessite de l'azote comme gaz moteur ou comme gaz d'inertage[6].
  • Agent de lutte contre les incendies : alli√© √† 50 % d'argon et parfois avec du dioxyde de carbone, il est pr√©sent dans certaines installations d'extinction automatique √† gaz prot√©geant des salles informatiques ou des stockages particuliers ne devant pas √™tre endommag√©s par de la poudre ou de l'eau. Conserv√© dans des bonbonnes m√©talliques sous une pression d'environ 200 bars, il est lib√©r√© dans un local o√Ļ un d√©but d'incendie a √©t√© d√©tect√©. Le volume de diazote inject√© remplace une partie de l'atmosph√®re de la pi√®ce et entraine une chute du taux d'oxyg√®ne dans l'air. Le niveau g√©n√©ralement retenu de 15 % de comburant interrompt le ph√©nom√®ne de combustion sans effet l√©tal sur la respiration humaine.
  • Azote liquide : agent r√©frig√©rant.
  • M√©tallurgie : l'azote est r√©guli√®rement inject√© dans des fours de production de m√©taux hautement oxydables (p.ex. l'aluminium et ses alliages) pour en emp√™cher la r√©action avec l'oxyg√®ne de l'air. Il est √©galement utilis√© pour √©viter la corrosion lors de brasures (p.ex. brasure du Cuivre)[6].

Le diazote, contrairement aux gaz inhibiteurs chimiques halog√©n√©s et aux CFC ne pr√©sente a priori aucun effet nocif pour l'environnement (pas d'impact sur l'effet de serre, ni sur la couche d'ozone). Mais il requiert des r√©servoirs volumineux, des canalisations adapt√©es et des mesures constructives pour faire face √† la d√©tente brutale d'un √©quivalent de 40 √† 50 % du volume prot√©g√©.

Danger du gaz diazote : l'utilisation de diazote pour cr√©er des atmosph√®res confin√©es inertes est √† l'origine de plusieurs morts par asphyxie, lorsqu'une personne p√©n√®tre sans s'en rendre compte dans une enceinte inert√©e ; il est n√©cessaire de v√©rifier la pr√©sence d'une proportion suffisante d'oxyg√®ne dans de tels espaces confin√©s avant d'y p√©n√©trer, ou de s'√©quiper d'un appareil respiratoire autonome.

En plongée, l'azote contenu dans l'air respiré sous pression est à l'origine du phénomène de la narcose. La pression partielle d'azote devient en effet "toxique" pour l'organisme à partir de PpN2= 3,6 bars et la narcose est réelle à PpN2=4,6 Bars (soit une plongée à environ 50 m de profondeur). C'est aussi l'élément principal dictant la durée des paliers de décompression.

Article connexe : Azote liquide.

Usage des composés de l'azote

Article d√©taill√© : cycle de l'Azote.

Paradoxalement, et malgr√© son nom, l'√©l√©ment chimique ¬ę azote ¬Ľ est (avec le carbone, l'oxyg√®ne et l'hydrog√®ne) un des composants principaux du Vivant et des √©cosyst√®mes ainsi que des agrosyst√®mes. Il entre dans la composition des prot√©ines (pour environ 15 %). L'azote est pr√©sent dans de tr√®s nombreux produits chimiques, dont certains pesticides dits √† (¬ę ur√©es substitu√©es ¬Ľ).

L'azote a été exploité et l'est encore en tant qu'engrais naturel dans l'urée animale (ou humaine) et le guano (excréments sec d'oiseau ou de chauve-souris), notamment au Chili, au Pérou, en Inde, en Bolivie, en Espagne, en Italie et en Russie. La nitre (nitrate naturel minéral) était autrefois récoltée pour produire la poudre à canon.

Aujourd'hui, ses compos√©s sont essentiellement produits industriellement par synth√®se chimique pour de nombreux usages, dont par exemple :

  • fertilisants agricoles (engrais) ; les sels d'ammonium sont absorb√©s par les plantes, qui sont alors forc√©es d'absorber plus d'eau (√©quilibre osmotique). Ces sels forcent ainsi la plante √† grossir. Si d'autres min√©raux sont pr√©sents en suffisance (phosphore, potassium en particulier) cet azote dope la croissance des plantes cultiv√©es. De l'azote est pour cette raison utilis√© sous forme de nitrate d'ammonium, NH4NO3, de sulfate d'ammonium, (NH4)2SO4, de monophosphate d'ammonium, NH4H2PO4, ou d'ur√©e, CO(NH2)2. C'est aujourd'hui le principal usage de l'azote dans le monde, qui est √©galement responsable d'une pollution g√©n√©ralis√©e (eutrophisation, dystrophisation) de l'environnement (eaux de nappes, estuaires, certains littoraux, avec l'apparition de vaste zones mortes dans les oc√©ans jug√©es tr√®s pr√©occupantes par l'ONU).
  • produits pharmaceutiques :
  • l'ammoniac NH3, utilis√© comme mati√®re premi√®re de production de polym√®res, d'explosifs, d'engrais, ou comme fluide r√©frig√©rant dans certains installations industrielles ;
  • combustibles (l'hydrazine et autres d√©riv√©s comme combustibles de fus√©e) ;
  • explosifs (compos√©s chimiques organiques qui poss√®dent plusieurs groupes -ONO2 ou -NO2 : dynamite) ;
  • gaz propulseurs pour bombes a√©rosols (N2O) ou a√©rographes ;
  • conservateur (nitrite de sodium, NaNO2, sous le num√©ro E E250) ;
  • azoture de sodium, utilis√© pour gonfler instantan√©ment les coussins gonflables de s√©curit√© (d'une automobile par exemple) en cas de choc.

Notes et références

  1. ‚ÜĎ a, b, c, d et e (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e √©d., Reli√©, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0) 
  2. ‚ÜĎ (en) Beatriz Cordero, Ver√≥nica G√≥mez, Ana E. Platero-Prats, Marc Rev√©s, Jorge Echeverr√≠a, Eduard Cremades, Flavia Barrag√°n et Santiago Alvarez, ¬ę Covalent radii revisited ¬Ľ, dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [lien DOI] 
  3. ‚ÜĎ Paul Arnaud, Brigitte Jamart, Jacques Bodiguel, Nicolas Brosse, Chimie Organique 1er cycle/Licence, PCEM, Pharmacie , Cours, QCM et applications, Dunod, 8 juillet 2004, Broch√©, 710 p. (ISBN 2100070355) 
  4. ‚ÜĎ "Ionization Energies of Atoms and Atomic Ions," in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 91st Edition (Internet Version 2011), W. M. Haynes, ed., CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL., p. 10-203
  5. ‚ÜĎ Greenwood N. & Earnwhaw A. (2003). Chemistry of the elements, 2nde Ed. Elsevier, p.443.
  6. ‚ÜĎ a, b et c www.technofluid.be

Voir aussi

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Article connexe

Cycle de l'azote

Liens externes


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1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
  ‚Üď  
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


M√©tallo√Įdes Non-m√©taux Halog√®nes Gaz rares
M√©taux alcalins  M√©taux alcalino-terreux  M√©taux de transition M√©taux pauvres
Lanthanides Actinides Superactinides √Čl√©ments non class√©s


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  • Azote ‚ÄĒ Az ote (?; 277), n. [F. azote, fr. Gr. a priv. + ? life; so named by Lavoisier because it is incapable of supporting life.] Same as {Nitrogen}. [R.] [1913 Webster] || ‚Ķ   The Collaborative International Dictionary of English

  • azot√© ‚ÄĒ azot√©, √©e (a zo t√©, t√©e) adj. Terme de chimie. Qui contient de l azote ‚Ķ   Dictionnaire de la Langue Fran√ßaise d'√Čmile Littr√©

  • Azote ‚ÄĒ A*zo te, n. [Sp.] A switch or whip. [Sp. Amer.] [Webster 1913 Suppl.] ‚Ķ   The Collaborative International Dictionary of English

  • Azote ‚ÄĒ [a z…Ēt] der; : franz. Bez. f√ľr Stickstoff ‚Ķ   Das gro√üe Fremdw√∂rterbuch

  • azote ‚ÄĒ s. m. O mesmo que azoto ‚Ķ   Dicion√°rio da L√≠ngua Portuguesa


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