Nitrógeno

Te explicamos qué es el nitrógeno, sus propiedades atómicas y usos. Además, cuáles son sus características y efectos sobre la salud.

¿Qué es el nitrógeno?

El nitrógeno es un elemento químico que en la Tabla Periódica se representa con la letra “N”. En condiciones normales de presión y temperatura se presenta en estado gaseoso y recibe el nombre de gas diatómico o molecular (N₂). Tiene una electronegatividad de 3 en la escala de Pauling y su número atómico es 7.

En latín, el nitrógeno proviene de las palabras nitrum (que históricamente se empleaba para designar a los compuestos de sodio y potasio que tienen nitrógeno) y geno (que significa generar).

Aunque se lo utilizaba de manera muy precaria desde la Edad Media, fue Scheele el primer científico que logró aislar este elemento del resto de las partículas que se encontraban en el aire.

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Propiedades físicas del nitrógeno

El nitrógeno es un gas inodoro, incoloro e insípido que compone el 78 % del aire que respiramos. Es un no metal que se encuentra en estado gaseoso a presión y temperatura normales. Su punto de fusión es -210 ºC y su punto de ebullición es -195,79 ºC. Por otra parte, tiene una densidad de 1,25046 kg/m³ y no es buen conductor de la electricidad ni del calor.

Isótopos de nitrógeno

Los isótopos estables del nitrógeno son el ¹⁴N y el ¹⁵N, y el primero es mucho más abundante que el segundo. Además se pueden encontrar otros isótopos de origen radiactivo, como el ¹²N, ¹³N, ¹⁶N y ¹⁷N.

Propiedades atómicas del nitrógeno

• Peso atómico: 14,0067 u.m.a (unidad de masa atómica)
• Número atómico: 7
• Símbolo: N
• Radio atómico: 56 pm (picómetros)
• Estados de oxidación: -3, +1, + 2, +3, +4, +5

Estados de agregación del nitrógeno

En la naturaleza, el nitrógeno se encuentra en estado gaseoso. No obstante, el hombre ha podido trasformar este estado en líquido y sólido mediante variaciones de temperatura y presión.

Aunque sus usos más notables son en estado líquido, es importante remarcar que el nitrógeno en estado líquido debe utilizarse solo para fines específicos y teniendo en cuenta las precauciones adecuadas.

Al ser su temperatura muy baja en estado líquido, puede dañar la piel y generar quemaduras frías.

Obtención del nitrógeno

Este no metal se puede obtener a través de la implementación de diversos procesos. Entre los más utilizados se encuentran la destilación fraccionada y la licuefacción del aire, pues el nitrógeno ocupa el 78 % del aire.

Abundancia del nitrógeno

Además de estar presente en el aire que respiramos como elemento mayoritario, encontramos nitrógeno en la comida, plantas, fertilizantes, sustancias venenosas y hasta en explosivos. Además, el isótopo nitrógeno-14 se encuentra en las estrellas, donde se forma por fusión nuclear.

Estructura del nitrógeno

El nitrógeno se compone de dos tipos de isótopos: N14 y N15. Además se pueden encontrar otros tipos de isótopos de origen radiactivo como el N12, N13, N16 y N17 por lo cual en estado líquido o sólido es preciso manejarlo con especial cuidado.

Función del nitrógeno en la naturaleza

El nitrógeno realiza un importante aporte para el medio ambiente: sin este elemento no sería posible la vida sobre la tierra. Este elemento forma parte de las proteínas y los ácidos nucleicos (ADN y ARN), lo que significa que constituye parte de la base de la vida.

Aunque existe una gran cantidad de nitrógeno en estado gaseoso (N₂) en la atmósfera terrestre, es muy difícil para las plantas incorporarlo de esta manera, por lo que lo asimilan en forma de iones amonio (NH₄⁺) o nitratos (NO₃^-). Debido a esto, algunas bacterias transforman el nitrógeno a estas formas que las plantas pueden absorber, para que luego los animales puedan ingerir las plantas y, mediante este proceso, incorporar el nitrógeno.

En otras palabras, sin la presencia del nitrógeno las bacterias no podrían convertir el suelo en base fértil para las plantas. Por esta razón se considera que el nitrógeno interviene en el ciclo vital de los ecosistemas.

Utilidades del nitrógeno

Entre las funciones del nitrógeno, encontramos las siguientes:

• Como conservante de alimentos envasados, ya que detiene su oxidación.
• Las bombillas de luz tienen nitrógeno, que resulta ser más accesible que cuando se utilizaba argón.
• Se usa en explosivos líquidos para evitar que exploten.
• Se utiliza para la fabricación de piezas electrónicas como transistores o circuitos integrados.
• Se usa en los combustibles de los aviones dado que ayuda a prevenir el riesgo de incendios.
• El nitrógeno en estado líquido ayuda en la conservación de la sangre y de las plaquetas.
• Está presente en casi todas las drogas farmacológicas que se consumen (el óxido nitroso se usa como anestesia).
• Se usa para fabricar acero inoxidable.
• Se utiliza para producir fertilizantes.

Efectos del nitrógeno en el organismo

El nitrógeno en estado natural se encuentra en el aire como nitrógeno molecular (N₂); en el suelo y en el agua se halla formando compuestos como nitratos (NO₃^-) y nitritos (NO₂^-).

Este nitrógeno compuesto no resulta ser tan beneficioso para la salud. Algunos de sus principales efectos son los siguientes:

• Disminuye el trasporte del oxígeno en la sangre.
• Lentifica el funcionamiento de la glándula tiroidea.
• No permite la fijación correcta de la vitamina A en el organismo.
• Fomenta la producción de una sustancia llamada nitrosamina, responsable de la mutación de las células (cáncer).

Curiosidad: el nitrógeno en los colores del cielo

Este elemento, junto con el oxígeno, es el responsable de los colores azul, verde, violeta, naranja y rojo que aparecen en el cielo. No solo en el arcoíris sino también en una puesta de sol.

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Referencias

• "Aplicaciones del nitrógeno" en Omega Air.
• El sistema nervioso central humano. Rudolf Nieuwenhuys, Jan Voogd, Christiaan van Huijzen. 4^ta edición. Revisado por: Doctor Luis Puelles. Editorial Médica Panamericana. 2009. ISBN: 978-84-9835-251-1
• "Nitrógeno-N" en Lenntech.
• "¿Qué es el Nitrógeno? 5 Cosas que no conocías del nitrógeno en tu día a día" en  Zschimmes and Schwarz.
• "Nitrógeno" en Wikipedia.
• "¿Por qué el cielo es azul y el arcoíris de colores? Cuando la luz del sol juega con los gases y el agua de la atmósfera" en  El Pais.