¿Qué es la fijación de nitrógeno y cómo funciona?

Los organismos vivos necesitan nitrógeno para formar ácidos nucleicos, proteínas y otras moléculas. Sin embargo, el gas nitrógeno, N2, en la atmósfera no está disponible para su uso por la mayoría de los organismos debido a la dificultad de romper el triple vínculo entre los átomos de nitrógeno. El nitrógeno tiene que ser "fijado" o ligado en otra forma para que los animales y las plantas lo usen. Aquí hay una mirada a lo que es el nitrógeno fijo y una explicación de los diferentes procesos de fijación.

 

El nitrógeno fijo es el gas nitrógeno, N2, que se ha convertido en amoníaco (NH3, un ión amonio (NH4, nitrato (NO3, u otro óxido de nitrógeno) para que pueda ser utilizado como nutriente por los organismos vivos. La fijación del nitrógeno es un componente clave del ciclo del nitrógeno.

 

¿Cómo se fija el nitrógeno?

 

El nitrógeno puede fijarse mediante procesos naturales o sintéticos. Existen dos métodos clave para la fijación natural del nitrógeno:

  1. Rayos

Los rayos proporcionan energía para reaccionar el agua (H2O) y el gas nitrógeno (N2) para formar nitratos (NO3) y amoníaco (NH3). La lluvia y la nieve llevan estos compuestos a la superficie, donde las plantas los usan.

 

  1. Bacterias

Los microorganismos que fijan el nitrógeno se conocen colectivamente como diazótrofos. Los diazótrofos representan alrededor del 90% de la fijación natural del nitrógeno. Algunos diazótrofos son bacterias de vida libre o algas verde-azuladas, mientras que otros diazótrofos existen en simbiosis con protozoos, termitas o plantas. Los diazótrofos convierten el nitrógeno de la atmósfera en amoníaco, que puede ser convertido en nitratos o compuestos de amonio. Las plantas y los hongos utilizan los compuestos como nutrientes. Los animales obtienen nitrógeno comiendo plantas o animales que comen plantas.

 

Existen múltiples métodos sintéticos para fijar el nitrógeno:

 

  • Proceso Haber o Haber-Bosch

El proceso Haber o proceso Haber-Bosch es el método comercial más común de fijación de nitrógeno y producción de amoníaco. La reacción fue descrita por Fritz Haber, que recibió el Premio Nobel de Química en 1918, y adaptada para uso industrial a principios del siglo XX por Karl Bosch. En el proceso, el nitrógeno y el hidrógeno se calientan y presurizan en un recipiente que contiene un catalizador de hierro para producir amoníaco.

  • Proceso de cianamida

El proceso de cianamida forma cianamida de calcio (CaCN2, también conocida como nitrolima) a partir de carburo de calcio que se calienta en una atmósfera de nitrógeno puro. La cianamida de calcio se utiliza entonces como fertilizante para las plantas.

 

  • Proceso de arco eléctrico

Lord Rayleigh ideó el proceso de arco eléctrico en 1895, convirtiéndolo en el primer método sintético de fijación del nitrógeno. El proceso de arco eléctrico fija el nitrógeno en un laboratorio de la misma manera que los rayos fijan el nitrógeno en la naturaleza. Un arco eléctrico reacciona oxígeno y nitrógeno en el aire para formar óxidos de nitrógeno. El aire cargado de óxido es burbujeado a través del agua para formar ácido nítrico.

(0 votes)