Was ist fixierter Stickstoff oder fixierter Stickstoff?

Lebende Organismen benötigen Stickstoff, um Nukleinsäuren, Proteine ​​und andere Moleküle zu bilden. Das Stickstoffgas N₂, in der Atmosphäre ist für die meisten Organismen wegen der Schwierigkeit, die Dreifachbindung zwischen Stickstoffatomen zu lösen, nicht verfügbar. Stickstoff muss „fixiert“ oder in eine andere Form gebunden sein, damit Tiere und Pflanzen ihn verwenden können. Hier sehen Sie, was fixierter Stickstoff ist, und eine Erklärung der verschiedenen Fixierungsprozesse.

Fester Stickstoff ist Stickstoffgas, N₂, das zu Ammoniak umgewandelt wurde (NH₃, ein Ammoniumion (NH₄, Nitrat (NR₃, oder ein anderes Stickoxid, damit es von lebenden Organismen als Nährstoff verwendet werden kann. Die Stickstofffixierung ist eine Schlüsselkomponente des Stickstoffkreislaufs.

Wie wird Stickstoff fixiert??

Stickstoff kann durch natürliche oder synthetische Verfahren fixiert werden. Es gibt zwei Schlüsselmethoden für die natürliche Stickstofffixierung:

• Blitz
  Blitz liefert Energie, um Wasser zu reagieren (H₂O) und Stickstoffgas (N₂) unter Bildung von Nitraten (NO₃) und Ammoniak (NH₃). Regen und Schnee tragen diese Verbindungen an die Oberfläche, wo Pflanzen sie verwenden.
• Bakterien
  Mikroorganismen, die Stickstoff binden, werden kollektiv als bezeichnet Diazotrophen. Diazotrophe machen etwa 90% der natürlichen Stickstofffixierung aus. Einige Diazotrophe sind frei lebende Bakterien oder Blaualgen, während andere Diazotrophe in Symbiose mit Protozoen, Termiten oder Pflanzen existieren. Diazotrophe wandeln Stickstoff aus der Atmosphäre in Ammoniak um, der in Nitrate oder Ammoniumverbindungen umgewandelt werden kann. Pflanzen und Pilze nutzen die Verbindungen als Nährstoffe. Tiere erhalten Stickstoff, indem sie Pflanzen oder Tiere essen, die Pflanzen essen.

Es gibt mehrere Synthesemethoden zur Fixierung von Stickstoff:

• Haber- oder Haber-Bosch-Verfahren
  Das Haber-Verfahren oder das Haber-Bosch-Verfahren ist die gebräuchlichste kommerzielle Methode zur Stickstofffixierung und Ammoniakherstellung. Die Reaktion wurde von Fritz Haber, der 1918 den Nobelpreis für Chemie erhielt, beschrieben und Anfang des 20. Jahrhunderts von Karl Bosch für den industriellen Einsatz adaptiert. Dabei werden Stickstoff und Wasserstoff in einem Gefäß mit Eisenkatalysator erhitzt und unter Druck gesetzt, um Ammoniak zu erzeugen.
• Cyanamid-Verfahren
  Das Cyanamidverfahren bildet Calciumcyanamid (CaCN₂, auch Nitrolime genannt) aus Calciumcarbid, das in einer reinen Stickstoffatmosphäre erhitzt wird. Calciumcyanamid wird dann als Pflanzendünger verwendet.
• Lichtbogenprozess
  Lord Rayleigh entwickelte das Lichtbogenverfahren im Jahr 1895 und war damit die erste synthetische Methode zur Fixierung von Stickstoff. Der Lichtbogenprozess fixiert Stickstoff in einem Labor auf die gleiche Weise, wie der Blitz Stickstoff in der Natur fixiert. Ein Lichtbogen reagiert mit Sauerstoff und Stickstoff in der Luft unter Bildung von Stickoxiden. Die oxidbeladene Luft wird durch Wasser geblasen, um Salpetersäure zu bilden.