Azote

iso	AN	Période	MD	Ed	PD
iso	AN	Période	MD	MeV	PD
¹³N	{syn. }	9, 965 min	ε	2, 22	¹³C
¹⁴N	99, 634 %	stable avec 7 neutrons
¹⁵N	0, 366 %	stable avec 8 neutrons
¹⁶N	{syn. }	7, 13 s	β-	10, 419	¹⁶O

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage familier, l'azote sert à désigner le gaz diatomique diazote N₂, constituant majoritaire de l'atmosphère terrestre, représentant presque les 4/5^e de l'air (78.06 %, en volume).

L'azote est le 34^e élément constituant la croûte terrestre par ordre d'importance.

Les «minéraux» contenant de l'azote sont principalement les nitrates : nitrate de potassium KNO₃ (constituant du salpêtre) ou «nitre» qui servait jadis à faire des poudres explosives ; nitrate de sodium NaNO₃ (constituant du salpêtre du Chili).

Histoire

Le nom latin «nitrogenium» provient du grec nitron gennan, ce qui veut dire «formateur de salpêtre» (nitrate de potassium). Le symbole chimique N provient de cette origine.

Le terme anglais pour désigner l'azote est nitrogen.

Il existe aussi le nom nitrogène en français, mais l'appellation azote est la plus fréquente.

Antoine Lavoisier a choisi le nom azote, composé de a- (privatif) et du radical grec ζωτ-, «vivant» et veut dire par conséquent «privé de vie», du fait que au contraire de l'oxygène, il n'entretient pas la vie des animaux.

L'azote a été isolé par Daniel Rutherford en 1772, cependant les composés azotés sont connus depuis l'antiquité. On le préparait en extrayant de l'air le dioxygène et le dioxyde de carbone.

Il a essentiellement été utilisé sous forme de nitrates, dans les engrais et explosifs pour les munitions de guerre et de chasse ou explosifs civils.

Exploitation et usages

Composés de l'azote

Article détaillé : cycle de l'Azote.

Paradoxalement, et malgré son nom, l'élément chimique «azote» est (avec le carbone, l'oxygène et l'hydrogène) un des composants principaux du Vivant et des écosystèmes mais aussi des agrosystèmes. Il entre dans la composition des protéines (pour à peu près 15 %). L'azote est présent dans de très nombreux produits chimiques, dont certains pesticides dits à («urées substituées»).

L'azote a été exploité et l'est toujours comme engrais naturel dans l'urée animale (ou humaine) et le guano (excréments sec d'oiseau ou de chauve-souris), surtout au Chili, au Pérou, en Inde, en Bolivie, en Espagne, en Italie et en Russie. La nitre (nitrate naturel minéral) était jadis récoltée pour produire la poudre à canon.

Aujourd'hui, ses composés sont principalement produits industriellement par synthèse chimique pour de nombreux usages, dont par exemple :

fertilisants agricoles (engrais) ; les sels d'ammonium sont absorbés par les plantes, qui sont alors forcées d'absorber plus d'eau (équilibre osmotique). Ces sels forcent ainsi la plante à grossir. Si d'autres minéraux sont présents en suffisance (phosphore, potassium surtout) cet azote dope la croissance des plantes cultivées. De l'azote est pour cette raison utilisé sous forme de nitrate d'ammonium, NH₄NO₃, de sulfate d'ammonium, (NH₄) ₂SO₄, de monophosphate d'ammonium, NH₄H₂PO₄, ou d'urée, CO (NH₂) ₂. C'est actuellement le principal usage de l'azote dans le monde, qui est aussi responsable d'une pollution généralisée (eutrophisation, dystrophisation) de l'environnement (eaux de nappes, estuaires, certains littoraux, avec la naissance de vaste zones mortes dans les océans jugées particulièrement préoccupantes par l'ONU).
produits pharmaceutiques :
- certains nitrates «organiques», telle la nitroglycérine, sont utilisés pour soigner certaines affections cardiovasculaires ;
- le protoxyde d'azote (gaz hilarant) est utilisé comme anesthésiant ;
l'ammoniac NH₃, utilisé comme matière première de production de polymères, d'explosifs, d'engrais, ou comme fluide réfrigérant dans certains installations industrielles ;
combustibles (l'hydrazine et autres dérivés comme combustibles de fusée) ;
explosifs (composés chimiques organiques qui possèdent plusieurs groupes -ONO₂ ou -NO₂ : dynamite) ;
gaz propulseurs pour bombes aérosols (N₂O) ou aérographes ;
conservateur (E250, NaNO₂) ;
azoture de sodium, utilisé pour gonfler instantanément les coussins gonflables de sécurité (d'une automobile par exemple) en cas de choc.

Par réaction avec l'oxygène, l'azote forme trois oxydes stables : l'oxyde de diazote N₂O, le monoxyde d'azote NO et le pentaoxyde de diazote N₂O₅.

Le cycle de l'azote.

Diazote

Aujourd'hui, l'azote gazeux ou diazote est le plus souvent obtenu par liquéfaction de l'air, dont il est le principal constituant avec une concentration de 78, 06 % en volume et de 75, 5 % en masse. La production mondiale est d'environ 150 millions de tonnes par an.

Article détaillé : diazote.

Le gaz diazote lui-même a surtout les applications suivantes :

Emballage de denrées alimentaires (MAP) : L'inertage des aliments emballés augmente leur durée de conservation en remplaçant l'air ambiant (contenant de l'oxygène) par de l'azote (pureté de 95 à 99, 5 %) ^[5]* gaz «neutre» utilisé pour protéger (grâce à la constitution d'une atmosphère inerte confinée) des produits, des objets ou des contenants (citernes par exemple) dans l'industrie, les musées ou autres lieux : protection contre la corrosion, des insectes, champignons... ;
gaz utilisé comme pesticide doux pour éliminer par asphyxie les vers du bois ou certains organismes (ex : Petite vrillette) ayant colonisé des objets anciens fragiles (cadres, sculptures et objets de bois, incunables, les parchemins, gravures, etc. ) ;
gaz de gonflage de pneumatiques. Quoique l'air contienne déjà 78 % d'azote (de diazote pour être plus précis), certains professionnels de l'aviation ou de la formule 1, (par exemple), augmentent cette proportion et gonflent les pneumatiques avec de l'azote presque pur. Ce gaz ayant la propriété d'être inerte et stable conserve une pression plus constante même en cas d'échauffement intense du pneumatique. Une polémique existe d'ailleurs quant à l'introduction de cette méthode pour les véhicules spécifiques. En effet, ceux-ci sont soumis à des contraintes bien moindres ce qui rend la différence avec l'air moins notable. Par contre le gonflage devient payant et on lui reproche fréquemment d'avoir un prix non justifié (le gonflage à l'air est fréquemment gratuit et jugé satisfaisant). Ceux qui l'utilisent devraient avoir, habituellement, à rectifier le gonflage plus rarement, mais ils doivent néanmoins contrôler les pressions régulièrement.
gaz utile pour gonfler les accumulateurs hydrauliques à cause de sa passivité vis-à-vis des huiles.
Construction mécanique : Énormément de machines de découpe modernes fonctionnent avec un rayon laser, ce dernier nécessite de l'azote comme gaz moteur ou comme gaz d'inertage. ^[5]
agent de lutte contre les incendies : allié à 50 % d'argon et quelquefois avec du dioxyde de carbone, il est présent dans certaines installations d'extinction automatique à gaz protégeant des salles informatiques où des stockages spécifiques ne devant pas être endommagés par de la poudre ou de l'eau. Conservé dans des bonbonnes métalliques sous une pression d'environ 200 bars, il est libéré dans un local où un début d'incendie a été détecté. Le volume de diazote injecté remplace une partie de l'atmosphère de la pièce et entraine une chute du taux d'oxygène dans l'air. Le niveau le plus souvent retenu de 15 % de comburant interrompt le phénomène de combustion sans effet létal sur la respiration humaine ;
azote liquide : agent réfrigérant.
Métallurgie : l'azote est régulièrement injecté dans des fours de production de métaux hautement oxydables (p. ex. l'aluminium et ses alliages) pour en empêcher la réaction avec l'oxygène de l'air. Il est aussi utilisé pour éviter la corrosion lors de brasures (p. ex. brasure du Cuivre). ^[5]

Le diazote, contrairement aux gaz inhibiteurs chimiques halogénés ainsi qu'aux CFC ne présente a priori aucun effet nocif pour l'environnement (pas d'impact sur l'effet de serre, ni sur la couche d'ozone). Mais il requiert des réservoirs volumineux, des canalisations adaptées et des mesures constructives pour faire face à la détente brutale d'un équivalent de 40 à 50 % du volume protégé.

Danger du gaz diazote : l'utilisation de diazote pour créer des atmosphères confinées inertes est à l'origine de plusieurs morts par asphyxie, quand une personne pénètre sans s'en rendre compte dans une enceinte inertée ; il est indispensable de vérifier la présence d'une proportion suffisante d'oxygène dans de tels espaces confinés avant d'y pénétrer, ou de s'équiper d'un appareil respiratoire autonome.

En plongée, l'azote contenu dans l'air respiré sous pression est à l'origine du phénomène de la narcose. La pression partielle d'azote devient en effet "toxique" pour l'organisme à partir de PpN2= 3, 6 bars et la narcose est réelle à PpN2=4, 6 Bars (soit une plongée à à peu près 50 m de profondeur). C'est aussi l'élément principal dictant la durée des paliers de décompression.

Notes et références

(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
(en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited», dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [ lien DOI ]
(fr) Paul Arnaud, Brigitte Jamart, Jacques Bodiguel, Nicolas Brosse, Chimie Organique 1^er cycle/Licence, PCEM, Pharmacie, Cours, QCM et applications, Dunod, 8 juillet 2004, Broché, 710 p. (ISBN 2100070355)
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, TF-CRC, 2006, 87^e éd. (ISBN 0849304873) , p. 10-202
www. technofluid. be

Voir aussi

Liens externes

l'azote sur Commons
(fr) Rôle de l'azote comme élément nutritif pour une plante
(en) Portail d'un groupe de travail international sur la pollution azotée (ONU), cadré par le Global Programme of Action for the Protection of the Marine Environment from Land-Based Activities (ONU / PNUED)

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Métalloïdes	Non-métaux	Halogènes	Gaz rares
Métaux alcalins	Métaux alcalino-terreux	Métaux de transition	Métaux pauvres
Lanthanides	Actinides	Superactinides	Éléments non classés

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