Азот в атмосфері
З хімічної точки зору азот - типовий неметалл. При звичайних умовах атмосферне азот - це газ без кольору і запаху, що складається з двохатомних молекул N2. У природі азот представлений двома стабільними ізотопами: азотом з атомною масою 14 (99,6%) і азотом з атомною масою 15 (0,4%).
У складі атмосферного повітря азот є основним газовим компонентом і займає 78% обсягу.
Відео: Кругообіг речовин в біосфері
Азот як біогенний елемент
біогенними ("дають життя") Називають елементи, необхідні для життя. Хімічну основу тканин живих організмів становлять 9 макротрофних речовин: вуглець, водень, азот, кисень, калій, кальцій, фосфор, магній і сірка. Азот входить до складу рослин і тварин в формі білків, тому його кругообіг в природі дуже важливий для підтримки життя на Землі.
Зв`язування атмосферного азоту
Зв`язуванням, або фіксацією азоту, називається процес його перетворення в форму, засвоювану рослинами і тваринами. Він може відбуватися двома шляхами: під дією електричних розрядів або за допомогою бактерій. Під час грозових розрядів частина атмосферного азоту і кисню з`єднується з утворенням оксидів азоту:
Відео: Кругообіг води в природі
N2 + O2 = 2NO - Q,
2NO + O2 = 2NO2.
Ці оксиди розчиняються у воді і утворюють розбавлену азотну кислоту:
2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3 (на холоді),
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (при нагріванні).
Азотна кислота вже, в свою чергу, утворює нітрати в грунті, які можуть з`являтися там також із присутніх в грунті амонійних сполук (фекалії тварин, органіка мертвих тіл) під дією особливих бактерій.
Нітрати можуть додатково вноситися в ґрунт людиною в вигляді добрив.
Рослини засвоюють нітрати з грунту через свою кореневу систему і використовують їх для синтезу білків. Тварини використовують рослини і продукують власні білки. Після смерті рослин і тварин їх білки розкладаються, утворюючи амоній і його сполуки. Зрештою ці сполуки під впливом гнильних бактерій перетворюються в нітрати, що залишаються в грунті, і атмосферний азот.
Крім блискавок під час грози, є й інший шлях фіксації атмосферного азоту і перетворення його в грунтові нітрати - діяльність азотфіксуючих бактерій. Серед них виділяють вільноживучих в грунті нитрификаторов і бульбочкових бактерій, що мешкають на коренях бобових рослин (з цієї причини вирощування бобів на ділянці сприяє підвищенню родючості грунту). Під дією цих мікроорганізмів атмосферне азот безпосередньо перетворюється в нітрати і стає доступним для засвоєння рослинами.