Typpi
| |||||
| Yleistä | |||||
| Nimi | Typpi | ||||
| Tunnus | N | ||||
| Järjestysluku | 7 | ||||
| Luokka | epämetalli | ||||
| Lohko | p-lohko | ||||
| Ryhmä | 15,typpiryhmä | ||||
| Jakso | 2 | ||||
| Tiheys | 0,00125 · 103kg/m3 | ||||
| Väri | väritön | ||||
| Löytövuosi, löytäjä | 1772,Daniel Rutherford | ||||
| Atomiominaisuudet | |||||
| Atomipaino(Ar) | 14,00674 | ||||
| Atomisäde,mitattu (laskennallinen) | 70pm | ||||
| Kovalenttisäde | 75 pm | ||||
| Van der Waalsin säde | 92 pm | ||||
| Orbitaalirakenne | [He] 2s22p3 | ||||
| Elektronejaelektronikuorilla | 2, 5 | ||||
| Hapetusluvut | −III, −II, −I, +I, +II, +III, +IV, +V | ||||
| Kiderakenne | heksagonaalinen | ||||
| Fysikaaliset ominaisuudet | |||||
| Olomuoto | kaasu | ||||
| Sulamispiste | 63,25K(−209,86°C) | ||||
| Kiehumispiste | 77,35 K (−195,8 °C) | ||||
| Moolitilavuus | 22,4 · 10−3m3/mol | ||||
| Höyrystymislämpö | 2,7928 kJ/mol | ||||
| Sulamislämpö | 0,3604 kJ/mol | ||||
| Äänen nopeus | 334 (869)m/s293 (76,15) K:ssa | ||||
| Muuta | |||||
| Elektronegatiivisuus | 3,04 (Paulingin asteikko) | ||||
| Ominaislämpökapasiteetti | 1,040 (N2) kJ/(kg K) | ||||
| Lämmönjohtavuus | 0,03W/(m·K) | ||||
| Tiedotnormaalilämpötilassa ja -paineessa | |||||
Typpionalkuaine,joka esiintyy luonnossa kaksiatomisena typpikaasuna, N2.Typenjärjestyslukuon 7,kemiallinen merkkiN(lat.nitrogenium) jaIUPACinstandardin mukainenatomimassaon [14,00643;14,00728][1].Typpi on osana monissa elämälle välttämättömissä yhdisteissä.Ilmastanoin 78 % on typpeä.
Historia
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Daniel Rutherfordlöysi typen vuonna1772,mutta jokeskiajanalkemistittunsivat typen yhdisteitä.[2]
Vuonna1790ranskalainen kemistiJean-Antoine Chaptalantoi aineelle nimennitrogène(<kreik.νίτρον,nitron’sooda’ +ransk.-gène’muodostava’).Antoine Lavoisieroli kutsunut sitä nimelläazote.[3]
Suomenkielinen nimityppion johdettu murteellisesta sanastatypehtyä(’tukehtua’, ’sammua’), koska typpi on palamaton ja tukehduttaa palamisen. Sanaa käytti ensimmäisenäJulius Krohnvuonna 1862 teoksessaanKemiallisia tiedesanoja.1800-luvulla käytettiin myös nimitystätuko,joka oli johdettu vastaavalla logiikalla sanastatukahtua.[4]
Esiintyminen
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Typpi on luonnossa hyvin yleinen alkuaine. Vapaana alkuaineena sitä on runsaastiMaanilmakehässä,jossa on 78 % typpeä.[2]Maaperässä ja vesistöissä sitä esiintyy erilaisina yhdisteinä kutennitraatteinajaammoniumsuoloina.Typpiyhdisteitä on myös kaikissaeliöissämaapallolla. Tärkeitä typpipitoisiaorgaanisia yhdisteitäovat ennen kaikkeaaminohapotja niistä muodostuneetproteiinit.
Ominaisuudet
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Typpi onepämetalli,jolla on viisielektroniauloimmalla elektronikuorella. Typpi on hajutonta, mautonta ja väritöntä.
Kahden typpiatomin muodostamassa typpimolekyylissä N2on kestäväkolmoissidos,mikä tekee typestä kemiallisesti erittäin passiivisen. Korkeassa lämpötilassa se voi kuitenkin yhtyävedynkanssaammoniakiksitaihapenkanssatypen oksideiksi.Typen oksideja syntyy esimerkiksipolttomoottoreissa,ja ne aiheuttavathappamia sateita.
Käyttö
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
Nestemäinentyppi soveltuu matalan kiehumispisteensä ansiosta mm. jäähdytykseen. Tämän lisäksi typen passiivisuus mahdollistaa sen käytönsuojakaasuna.Teollisuudessa typpeä käytetäänammoniakin,lannoitteidensekä perinteistenräjähdysaineidenraaka-aineena.[2]Typpihaponjasuolahaponseos,kuningasvesion yksi harvoja aineita, joka voi liuottaakultaa.Typpeä käytetään myös elintarvikkeiden suojakaasuna. Tässä tarkoituksessa senE-koodion E 941.
Hinnanmuodostus
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Typpiyhdisteiden hinta maailmanmarkkinoilla johtuumaakaasunhinnoista, jotka puolestaan seurailevatöljynhintoja.Maailman yleisintyppilannoiteonurea,jota käytetään Suomessa vain vähän. Urean tuotantokustannuksista 80 % riippuuammoniakinhinnasta.[5]
Maailman viiden johtavan lannoitevalmistajan, joiden yhteinen markkinaosuus koko maailman lannoitemarkkinoista on noin kolmasosa, on suurin typpilannoitteiden valmistaja norjalainenYara International,jolle Suomen valtio myiKemiranlannoitetuotannon,Kemira GrowHow:n.[6]Yara International myi 2008 typpilannoitteita 21 400 000 tonnia. Yara International tuottaa ammoniakkia enemmän kuin toiseksi ja kolmanneksi suurin tuottaja yhteensä.
Typpiyhdisteet
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Biologinen merkitys
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]- Pääartikkeli:Typen kierto luonnossa
Typpi on elintärkeää kaikelle elämälle, sillä sitä tarvitaanaminohappojensekänukleiinihappojenmuodostamisessa. Vaikka suurin osa ilmakehästä onkin typpeä,kasviteivät voi ottaa sitä suoraan ilmasta, vaan ainoastaan maaperässä olevista typen yhdisteistä, joita ovatnitraatitjaammoniumsuolat.Näin ollen kasveilla voi olla typestä puutettakin, mikä näkyy kasvun vähenemisenä jaklorofyllinhajoamisesta johtuvana lehtien kellastumisena. Myösantosyaanivärejäsaattaa alkaa kertyä lehtiin. Tämän vuoksi typpiyhdisteitä tarvitaan runsaastilannoitteisiin.Muun muassahernekasvienjuurinystyröissäelää kuitenkin typensitojabakteereja, jotka sitovat ilmasta typpeä ja luovuttavat sitä kasvillekin, jonka kanssa ne näin elävät mutualistisessa suhteessa. Myös maan kalkituksella voidaan lisätä typen saantia maasta. Jos typpiyhdisteitä joutuu runsaasti vesistöön, ne aiheuttavatrehevöitymistä.
Eläimeteivät voi sitoa typpeä itse lainkaan, vaan saavat tarvitsemansa typen syödessään kasveja tai muita eläimiä.
Isotoopit
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Typellä on kaksi pysyvääisotooppia,jotka ovat14N ja15N. Luonnossa olevasta typestä 99,64 % on isotooppia14N ja 0,36 % isotooppia15N. Typestä tunnetaan yli kymmenenradioaktiivistaisotooppia. Niistä pitkäikäisin on13N, jonka puoliintumisaika on 9,965 minuuttia.[7]
Vaarallisuus
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Laitesukelluksessakäytetyssä paineilmassa oleva typpi voi aiheuttaasukeltajantaudin,jos syvältä noustaan liian nopeasti pintaan. Sukellettaessa paineilmalaitteilla syvälle (yli 30 m:n syvyyteen) vaarana on myöstyppinarkoosielisyvyyshumala.Riittävän korkeassa paineessa hengityskaasun typpi alkaa vaikuttaa alkoholin tavoin hermostoon.[8]Syvyyshumala muistuttaa humalatilaa eikä se ole sukeltajalle sinällään vaarallista, mutta se aiheuttaa sukeltajassa vastuuntunnon menettämistä sekä välinpitämättömyyttä jolloin sukeltaja saattaa olla vaaraksi itselleen sekä jopa muille sukeltajille.[9]
Koska typpikaasu on hajuton, mauton ja näkymätön kaasu, se on aiheuttanut useita kuolemaan johtaneita onnettomuuksia.[10]Nestemäinen typpi kaasuuntuu välittömästi, jolloin suljetussa tilassa hapen suhteellinen määrä laskee nopeasti normaalista 21 %:sta. Typen hengittäminen aiheuttaa tajuttomuuden 15 sekunnissa ja kuoleman alle minuutissa. Uhrille ei tule sitä tukehtumisen tunnetta, joka yleensä tulee kunhiilidioksidintaso veressä nousee. Typpeä hengitettäessä se korvaa hapen ja jokaisella uloshengityksellä CO2poistuu normaalisti. Noin kolmannella sisäänhengityksellä verenhappipitoisuuson pudonnut niin alas, että henkilö menettää tajuntansa. Usein uhriksi joutuu myös auttamaan rientänyt henkilö, joka ei tiedosta vaaraa.[11][12]Tätä ominaisuutta käytetään teurastamoissa tajuttomuuden ja kuoleman aikaansaamiseksi teuraseläimille.[13]
Lähteet
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]- http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/aineistot/kaasut/typpi.html(Arkistoitu– Internet Archive)
Viitteet
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]- ↑Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report).Pure and Applied Chemistry,2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC.Artikkelin verkkoversio.Viitattu 15.6.2011.(englanniksi)
- ↑abcMarko Hamilo:Typpioksiduuli antaa potilaalle hyvän olonHelsingin Sanomat 19.6.2007.Arkistoitu10.2.2010. Viitattu 14.7.2010.
- ↑Online Etymology Dictionary(nitrogen)etymonline.com.Viitattu 17.5.2009.(englanniksi)
- ↑Kaisa Häkkinen:Nykysuomen etymologinen sanakirja,s. 1373, 1561. Hakusanatyppi.Helsinki: WSOY, 2004.ISBN 951-0-27108-x.
- ↑Käytännön Maamies,1/2009, sivu 7 ja 8 Kyösti Arvovuori ja Hanna Karikallio
- ↑Käytännön Maamies,1/2009, sivu 9 Kyösti Arvovuori ja Hanna Karikallio
- ↑Isotopes of the Element NitrogenJefferson Lab. Viitattu 26.12.2023.(englanniksi)
- ↑Turvaohjeet pelastustoimen vesisukellukseen
- ↑Laitesukellus
- ↑HAZARDS OF NITROGEN ASPHYXIATION
- ↑Poliisi epäilee rikosta Porvoon typpiturmassaHS.fi 2.5.2010, Archive.org
- ↑Dangers of Nitrogen!
- ↑Gas Killing of Chickens and Turkeys
Aiheesta muualla
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
- Nesteytetyn typen kansainvälinen kemikaalikortti
- Puristetun typen kansainvälinen kemikaalikortti
- Onnettomuutta ja vaaraa aiheuttavat aineet(Arkistoitu– Internet Archive)
- Kokeita nestemäisellä typellä(Arkistoitu– Internet Archive)
- PubChem: Nitrogen
- Human Metabolome Database: Nitrogen(englanniksi)
- Food Component Database (FooDB): Nitrogen(englanniksi)
- KEGG: Nitrogen(englanniksi)
- Periodictable: Technical data for Nitrogen(englanniksi)
- ChemBlink: Nitrogen(englanniksi)
- CSB Safety Video: Hazards of Nitrogen AsphyxiationVirallinen video
- Webmineral: Mineral Species containing Nitrogen (N)(englanniksi)
- Mindat: The Mineralogy of Nitrogen(englanniksi)
- Luettelo typen isotoopeistaThe Isotopes Project Home Page(englanniksi)
- Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Nitrogen(englanniksi)
argon(E 398) | butaani(E 943a) | happi(E 948) | helium(E 939) | hiilidioksidi(E 290) | isobutaani(E 943b) | propaani(E 944) | typpi(E 941) | typpimonoksidi(E 942) | vety(E 949)
|
