INTRODUCCIÓN • El nitrógeno es un gas no
tóxico, incoloro, inodoro e
insípido. Puede condensarse
en forma de un líquido incoloro
• Tiene un punto de fusión de
-210,01 °C, un punto de
ebullición de -195,79 °C y
una densidad de 1,251 gr/l a 0 °C y 1 atmósfera de
presión. Su masa atómica es 14,007.
NN
• Orden de enlace = 3
• Energía de enlace = 225 kcal/mol
• Distancia N-N = 1.098 Å
• Isótopos: 14N 99.64 %, 15N 0.36 %.
• Inorgánicos:
• NO3-, NO2
-, NH3, NO, NOx, CN-.
• Orgánicos:
• RNH2, RCONR2, AminoácidosProteínas
• Bases púricas y pirimídicasADN, ARN.
Compuestos Químicos
APLICACIONES
• El nitrógeno utilizado en la industria química
se obtiene por destilación fraccionada del
aire líquido, y se usa para sintetizar
amoníaco.
• A partir de este amoníaco se preparan una
gran variedad de productos químicos, como
fertilizantes, ácido nítrico, urea, hidrazina y aminas.
IMPORTANCIA
• Es un elemento esencial en la nutrición de la plantas.
• Ciertas bacterias del suelo fijan el nitrógeno y lo transforman (por ejemplo en nitratos) para poder ser absorbido por las plantas, en un proceso llamado fijación de nitrógeno.
• En forma de proteína es un componente importante de las fibras animales.
CICLO DEL NITRÓGENO
• Es el proceso cíclico natural en el curso del cual
el nitrógeno se incorpora al suelo y pasa a formar
parte de los organismos vivos antes de regresar a la atmósfera.
• El nitrógeno gaseoso debe ser transformado en
una forma químicamente utilizable antes de poder
ser utilizado por los organismos vivos.
• Esto se logra a través del ciclo del nitrógeno, en
el que el nitrógeno gaseoso es transformado en amoníaco o nitratos.
Estados de oxidación del nitrógeno
Estado de oxidación Ejemplos
+5 N2O5, HNO3, NO3-
+4 NO2, N2O4
+3 HNO2, NO2-, NF3
+2 NO
+1 N2O, H2N2O2, N2O2-, HNF2
0 N2
-1 NH2OH, NH2F
-2 N2H4
-3 NH3, NH4+, NH2
-
Potenciales de reducción estándar de especies con nitrógeno
NO3- NO2 HNO2 NO N2O N2 NH4
+ +0.79 V
+0.96 V
+1.12 V +1.00 V +1.77 V +1.59 V +0.27 V
+1.25 V
Valores de potencial en medio ácido
Conversiones de especies de nitrógeno
N2
dinitrógeno
N2H4
hidrazina
NH3
amoníaco
NO
óxido nítrico
NO2
dióxido de
nitrógeno
HNO3
ácido nítrico
NH4+
Sales de
amonio
NO3-
nitratos
NO2-
nitritos
FIJACIÓN DE NITRÓGENO
• Bacterias aeróbicas: Cianobacterias, Rhizobium, Azotobacter.
Raices de alfalfa
Rhizobium trifolii
ESQUEMA DE REACCIÓN
e-
[Fe]65,000
[FeMo]230,000
= Fe4S4
= P-cluster
[Fe4S4]
=FeMoco
ATP
ADP + Pi
H2
N2
2NH3
C2H2
C2H4
DESNITRIFICACIÓN
• NO3- NO2
- NO N2O N2
• La desnitrificación es la parte del ciclo más estudiada debido a la complejidad de los microorganismos que la llevan a cabo.
REACCIONES DE LA DESNITRIFICACIÓN
OHNHeON
OHONHeNO
OHNOHeNO
OHNOHeNO
reductasanitrosoOxido
reductasanítricoOxido
reductasaNitrito
reductasaNitrato
22
_
2
22
_
22
223
22
222
21
22
ENZIMAS
• La Nitrito reductasa es la enzima más estudiada del ciclo del nitrógeno, esta compuesta por una unidad con un sitio activo de cobre y zinc.
ENZIMAS
• Recientemente se ha encontrado una enzima llamada citocromo c nitrito reductasa, un dímero con 10 grupos hemo como sitio activo.
ENZIMAS
• Esta enzima aislada de Sulfurospirillum deleyianum cataliza la reducción de nitrito a amonio, el cual es un paso esencial en el ciclo del nitrógeno.