നൈട്രജൻ
നിറം,മണം,രുചി എന്നിവയില്ലാത്ത ഒരു മൂലകമാണ് നൈട്രജൻ അഥവാ പാക്യജനകം. സാധാരണ പരിതഃസ്ഥിതികളിൽ ദ്വയാണുതന്മാത്രകളായി വാതകരൂപത്തിലാണ് ഇത് നില കൊള്ളുന്നത്. അന്തരീക്ഷവായുവിന്റെ 78.1% ഭാഗവും നൈട്രജനാണ്. ജീവനുള്ള കലകളിലേയും, അമിനോ അമ്ലങ്ങളിലേയും ഒരു ഘടകമാണ് നൈട്രജൻ. അമോണിയ, നൈട്രിക് അമ്ലം, സയനൈഡുകൾ എന്നീ വ്യാവസായിക പ്രധാന്യമുള്ള സംയുക്തങ്ങളിൽ നൈട്രജൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഗുണങ്ങൾനൈട്രജന്റെ അണുസംഖ്യ 7-ഉം, പ്രതീകം N -ഉം ആണ്. നൈട്രജന്റെ ഇലക്ട്രോ നെഗറ്റിവിറ്റി 3.04 (പോളിങ് പട്ടികയിൽ) ആണ്. ഇതിന്റെ ബാഹ്യതമ അറയിൽ 5 ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉള്ളതുകൊണ്ട് മിക്ക സംയുക്തങ്ങളിലും സംയോജകത 3 ആണ് പ്രകടമാക്കുന്നത്. ദ്വയാണുതന്മാത്രകളായാണ് നൈട്രജൻ പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നത്. നൈട്രജൻ തന്മാത്രയിലെ (N2) ത്രിബന്ധം പ്രകൃതിയിലെ ഏറ്റവും ശക്തിയേറിയ തന്മാത്രാബന്ധനങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്. അതിനാൽ നൈട്രജൻ തന്മാത്രയെ മറ്റു സംയുക്തങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നത് എളുപ്പമല്ല. പക്ഷേ മറ്റു നൈട്രജൻ സംയുക്തങ്ങളെ നൈട്രജൻ തന്മാത്രയാക്കി മാറ്റുന്നത് താരതമ്യേന എളുപ്പവുമാണ്. ഇതൊക്കെയാണ് നൈട്രജൻ പ്രകൃതിയിൽ സുലഭമാകാനുള്ള കാരണങ്ങൾ. ഹീലിയം|ദ്രാവകഹീലിയത്തിൽ മുക്കിയാണ് നൈട്രജനെ ഖരാവസ്ഥയിലെത്തിക്കുന്നത്. അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ 77 കെൽവിൻ താപനിലയിൽ നൈട്രജൻ സാന്ദ്രീകരിക്കപ്പെടുന്നു.63 കെൽവിനിൽ ഉറയുകയും ചെയ്യുന്നു. ദ്രവനൈട്രജൻ വെള്ളം പോലെയുള്ള ഒരു ദ്രാവകമാണ്. അതിന്റെ സാന്ദ്രത വെള്ളത്തിന്റെ 81% വരും. അതിശീതശാസ്ത്രത്തിൽ വളരെ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്ന ഒന്നാണ് ദ്രവ നൈട്രജൻ. ചരിത്രംനീത്രോജനിയം എന്ന ലത്തീൻ വാക്കിൽ നിന്നാണ് നൈട്രജൻ എന്ന പേരുണ്ടായത്. നിത്രും എന്നത്, ഗ്രീക്ക് പദമായ നിറ്റ്രോൻ (നാടൻ കാരം എന്നർത്ഥം)എന്നതിൽ നിന്നും ജെന് എന്നത് ജേനുസ് എന്ന ‘ജനിപ്പിക്കുന്നത്‘ എന്നർത്ഥമുള്ള(ലത്തീൻ)പദത്തിൽ നിന്നുമാണ് ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്. 1772-ൽ ഡാനിയൽ റൂഥർഫോർഡ് ആണ് ഈ വാതകം കണ്ടെത്തിയത് എന്നാണ് പൊതുവേയുള്ള വിശ്വാസം. അദ്ദേഹം ഇതിനെ ഉപകാരമില്ലാത്ത വാതകം എന്നു വിളിച്ചു. വായുവിലെ ഒരു നല്ല ശതമാനം ജ്വലനത്തെ സഹായിക്കുന്നില്ല എന്ന് 18-ആം നൂറ്റാണ്ടിലേ രസതന്ത്രജ്ഞർക്ക് അറിവുണ്ടായിരുന്നു. കാൾ വില്യം ഷീൽ, ഹെൻറി കാവെൻഡിഷ്, ജോസഫ് പ്രീസ്റ്റ്ലി മുതലായ ശാസ്ത്രകാരന്മാരും നൈട്രജനെക്കുറിച്ച് ഇക്കാലയളവിൽ പഠനം നടത്തി. കത്തിയ വാതകം എന്ന രീതിയിലാണ് അവർ ഇതിനെ വിശേഷിപ്പിച്ചത്.
ലഭ്യതഅന്തരീക്ഷത്തിൽ ഏറ്റവും അധികം അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഘടകമാണ് നൈട്രജൻ(വ്യാപ്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ 78.084%-വും, ഭാരത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ 75.5%-വും) നക്ഷത്രങ്ങളിലെ ആണവ സംയോജനപ്രക്രിയ മൂലമാണ് ആണവ ഭാരം 14 ഉള്ള നൈട്രജൻ(14N) ഉണ്ടാകുന്നത്. പിണ്ഡത്തെ അടിസ്ഥാനമായി പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും അധികമുള്ള ഏഴാമത്തെ മൂലകമാണ് ഇത്. അൾട്രാവയലറ്റ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നൈട്രജൻ തന്മാത്രകളേയും സംയുക്തങ്ങളേയും നക്ഷത്രങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഇടങ്ങളിൽ (interstellar space) കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. ശനിയുടെ ഉപഗ്രഹമായ ടൈറ്റന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ് നൈട്രജൻ തന്മാത്ര. മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളുടെ അന്തരീക്ഷത്തിലും ഇത് കണ്ടു വരുന്നു. മാംസ്യം (പ്രോട്ടീൻ), ന്യൂക്ലിക് അമ്ലങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള തന്മാത്രകളുടെ രൂപത്തിൽ എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളിലും നൈട്രജൻ കാണപ്പെടുന്നു. ജന്തുക്കളുടെ വിസർജ്ജ്യത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതലായി അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഘടകവും നൈട്രജൻ (യൂറിയ, യൂറിക് അമ്ലം തുടങ്ങിയ രൂപങ്ങളിൽ) ആണ്. ചെടികളുടേയും ജന്തുക്കളുടേയും ശരീരഭാഗങ്ങൾ ചീഞ്ഞു നശിക്കുമ്പോഴും നൈട്രജൻ ഉണ്ടാകുന്നുണ്ട്. നിർമ്മാണംദ്രവവായുവിനെ ആംശികസ്വേദനം(fractional distillation) നടത്തിയാണ് വ്യാവസായികമായി നൈട്രജൻ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നത്. വാതകരൂപത്തിലുള്ള വായുവിൽ നിന്നും മർദ്ദം പ്രയോഗിച്ചും (pressure swing adsorption) ഇത് വേർതിരിക്കാറുണ്ട്. സ്റ്റീൽ നിർമ്മാണത്തിനും മറ്റും വേണ്ടി ഓക്സിജൻ നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന ഒരു ഉപോൽപ്പന്നമായാണ് നൈട്രജൻ വ്യാവസായികമായി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്. ഉപയോഗങ്ങൾനൈട്രജന്റെ ഉപയോഗങ്ങൾ നിരവധിയാണ്.
ദ്രവനൈട്രജൻഅതിശീതശാസ്ത്രത്തിൽ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു ദ്രാവകമാണ് ദ്രവനൈട്രജൻ. LN2, N2(l) എന്നീ സൂചകങ്ങളാണ് ഇതിനെ കാണിക്കാനായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ചുറ്റുപാടുകളിൽ നിന്നുള്ള താപവ്യതിയാനങ്ങളെ ഒഴിച്ചു നിർത്തിയാൽ, മർദ്ദം ചെലുത്തിയില്ലെങ്കിലും ദ്രവനൈട്രജൻ ദ്രാവകരൂപത്തിൽ തന്നെ തുടരും. വളരെ കൂടിയ അളവിൽ നൈട്രജനെ ഒരിടത്തു നിന്നു മറ്റൊരിടത്തേക്ക് കൊണ്ടു പോകുന്നതിനു പറ്റിയ രൂപമാണ് ഇത്. ജലത്തിന്റെ താപനില അതിന്റെ ഖരാങ്കത്തേക്കാൾ വളരെ താഴ്ന്ന ഒരു താപനിലയിൽ നിലനിർത്താൻ ദ്രവനൈട്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതിനാൽ ഒരു ശീതീകാരിയായി ദ്രവനൈട്രജനെ താഴെപ്പറയുന്ന മേഖലകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
സംയുക്തങ്ങൾഅന്തരീക്ഷത്തിലെ നൈട്രജൻ തന്മാത്ര അതിലെ ശക്തിയേറിയ ബന്ധനം മൂലം താരതമ്യേന രാസപ്രവർത്തനശേഷി കുറഞ്ഞ ഒന്നാണ്. മനുഷ്യശരീരത്തിലും ഇത് നിർവീര്യമായ ഒന്നാണ്. ബാക്റ്റീരിയ പോലുള്ള ചില ജീവികളുടെ പ്രവർത്തനം മൂലം നൈട്രജൻ വളരെ പതുക്കെ ഉപയോഗപ്രദമായ സംയുക്തങ്ങളായി മാറുന്നുണ്ട്. നൈട്രജന്റെ ജൈവ അജൈവ സംയുക്തങ്ങൾ (organic & inorganic compounds) രാസോർജ്ജത്തിന്റെ കലവറ എന്ന നിലയിൽ ചരിത്രപരമായിത്തന്നെ വളരെ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നവയാണ്. പ്രധാന സംയുക്തങ്ങൾ താഴെപറയുന്നു.
നൈട്രജൻ ചക്രംജീവന്റെ നിലനില്പിന് നൈട്രജൻ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. മാംസ്യത്തിലും മർമ്മാമ്ലങ്ങളിലും (Nucleic Acids) നൈട്രജൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ജീവികളുടെ സ്വഭാവഘടകമായ ജീനുകളിലെ ഡി.എൻ.എ. തന്നെ ഒരു നൈട്രജൻ സംയുക്തമാണ്. ജീവമണ്ഡലത്തിലെ നൈട്രജന്റെ പ്രധാന സ്രോതസ്സ് വായുവിൽ സ്വതന്ത്രാവസ്ഥയിലുള്ള നൈട്രജൻ തന്നെയാണ്. സസ്യങ്ങൾക്കും ജന്തുക്കൾക്കും വായുവിലെ നൈട്രജനെ നേരിട്ടു സ്വീകരിക്കാനുള്ള കഴിവില്ല. മണ്ണിലെ നൈട്രേറ്റ്, അമോണിയം സംയുക്തങ്ങളിൽ നിന്നാണ് സസ്യങ്ങൾക്കാവശ്യമുള്ള നൈട്രജൻ ലഭിക്കുന്നത്. സസ്യങ്ങളിൽ നിന്ന് നൈട്രജൻ ജന്തുക്കൾക്കും പകർന്നു കിട്ടുന്നു. ജീവികളുടെ മൃതശരീരങ്ങളും ജന്തുവിസർജ്ജ്യങ്ങളും അമോണീകരണ ബാക്റ്റീരിയങ്ങൾ (Ammonifying bacteria) വിഘടിപ്പിച്ച് കാർബണിക സംയുക്തങ്ങളിലെ നൈട്രജനെ അമോണിയ ആക്കുന്നു. രാസസംശ്ലേഷക നൈട്രീകരണ ബാക്റ്റീരിയങ്ങൾ (Chemosythetic Nitrifying Bacteria) ഇങ്ങനെയുണ്ടാകുന്ന അമോണിയയെ നൈട്രേറ്റുകൾ ആക്കി മാറ്റുന്നു. റൈസോബിയം, ക്ലോസ്ട്രിയം, അസറ്റോബാക്റ്റർ തുടങ്ങിയ ബാക്റ്റീരയങ്ങൾക്ക് അന്തരീക്ഷവായുവിൽ നിന്ന് നൈട്രജൻ സ്വീകരിച്ച് നൈട്രജൻ സംയുക്തങ്ങളാക്കാൻ കഴിവുണ്ട്. ഇവയെ നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണ ബാക്റ്റീരിയങ്ങൾ (Nitrogen Fixing Bacteria) എന്നു വിളിക്കുന്നു. റൈസോബിയത്തിന്റെ ഇനത്തിൽ പെടുന്ന ബാക്റ്റീരിയങ്ങൾ പയർ വർഗ്ഗത്തിലെ പെടുന്ന ചെടികളുടെ മൂലാർബുദങ്ങളിൽ വസിക്കുകയും പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇക്കാരണം കൊണ്ട് റബ്ബർ തോട്ടങ്ങളിലും നെൽവയലുകളിൽ രണ്ട് വിളകൾക്കിടയിലും പയർവർഗ്ഗത്തിലെ ചെടികൾ നടാറുണ്ട്. ക്ലോസ്ട്രിയം, അസറ്റോബാക്റ്റർ തുടങ്ങിയവ മണ്ണിൽ സ്വതന്ത്രമായി ജീവിക്കുന്നവയും നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം നടത്തുന്നവയുമാണ്. ചില നീല ഹരിത ആൽഗകൾക്കും അന്തരീക്ഷവായുവിലെ നൈട്രജൻ സ്വീകരിച്ച് നൈട്രജൻ സംയുക്തങ്ങളുണ്ടാക്കാൻ കഴിവുണ്ട്. അതുകൊണ്ട് നെൽവയലുകളിൽ ഇത്തരം ആൽഗകളും വളർത്താറുണ്ട്. ഇടിമിന്നൽ ഉണ്ടാകുമ്പോഴും നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം നടക്കാറുണ്ട്. അത്തരം സന്ദർഭത്തിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലുണ്ടാകുന്ന നൈട്രജൻ ഓക്സൈഡുകൾ മഴയിൽ മണ്ണിലെത്തുകയും നൈട്രേറ്റുകൾ ആവുകയും ചെയ്യും. അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്നും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന നൈട്രജന്റെ ഒരുഭാഗം മൃതശരീരങ്ങളിലും മറ്റും പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഡീനൈട്രിഫയിങ് ബാക്റ്റീരിയങ്ങളുടെ പ്രവർത്തന ഫലമായി അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് തിരിച്ചു ചെല്ലുന്നുണ്ട്.
|
Portal di Ensiklopedia Dunia