Azote

Le nom latin « nitrogenium » provient du grec nitron gennan, ce qui signifie « 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'appelation azote est la plus fréquente.

Antoine Lavoisier a choisi le nom azote, composé de a- (privatif) et du radical grec ζωτ-, « vivant » et signifie donc « privé de vie », du fait que contrairement à 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.

[modifier] Propriétés

[modifier] Propriétés physiques

À la pression atmosphérique normale :

l'azote se condense (ou se vaporise) à − 196°C ;
sa viscosité est de 1,75 x 10^-5 Pa.s à 20°C ;
sa solubilité dans l'eau à pression atmosphérique, égale à 22,0 x 10^-6 mol/L à 15°C, est la moitié de celle de l'oxygène.

[modifier] Exploitation

[modifier] Gaz (diazote)

Aujourd'hui, l'azote gaz (le diazote) est généralement obtenu par liquéfaction de l'air, dont il est le principal constituant avec une concentration de 78,11 % en volume.

La production mondiale est d'environ 150 millions de tonnes par an.

[modifier] Composés

L'azote est essentiellement exploité en tant qu'engrais que l'on tire des minéraux, de l'urée ou du guano (excréments d'oiseaux séchés), ou bien que l'on produit par synthèse chimique. Les régions d'exploitation sont le Chili, le Pérou, l'Inde, la Bolivie, l'Espagne, l'Italie et la Russie.

L'élément chimique azote entre dans la composition des protéines (pour environ 15 %).

Les minéraux contenant de l'azote sont essentiellement les nitrates : nitrate de potassium KNO₃ (constituant du salpêtre), nitrate de sodium NaNO₃ (constituant du salpêtre du Chili).

[modifier] Utilisations

[modifier] Diazote

Préparation artisanale de crème glacée à l'aide d'azote liquide

L'azote liquide est beaucoup utilisé en cryogénie, par exemple :

dans le domaine médical : traitement de verrues, tumeurs, conservation de tissus ou de sperme ;
dans le domaine alimentaire : congélation rapide et conservation d'aliments ;
dans le domaine industriel : recyclage des métaux (distinction métaux ferreux et non ferreux); en électronique l'azote est utilisé pour combattre l'oxydation et l'azote liquide comme réfrigérant lors d'essais climatiques.

Le gaz diazote est utilisé très fréquemment pour créer des atmosphères inertes et protéger de l'oxydation certains composés réactifs (sodium par exemple) ou sensibles à l'oxydation (aliments, composés organiques, vins).

Précautions : L'utilisation du gaz diazote peut provoquer des accidents par asphyxie. Le cas le plus fréquemment rencontré est celui de personnes pénétrant dans des réservoirs inertés à l'azote, sans s'en apercevoir du fait que ce gaz est inodore et ne provoque pas de sensation de suffocation (causée par l'excès de gaz carbonique et non par l'absence d'oxygène). Ces personnes sont alors prises de malaises, perdent connaissance, et si on ne les retire pas très rapidement de cette situation, succombent. Avant de pénétrer dans un réservoir, une citerne, etc., il faut toujours vérifier la teneur en oxygène du gaz qui remplit cet espace (il existe des appareils spéciaux pour ce faire).

Il est également utilisé dans les musées pour créer des chambres sous atmosphère inerte confinée, dans le but de conserver des objets antiques sensibles à certains insectes parasites. Il est particulièrement utilisé pour les cadres en bois des tableaux anciens, les incunables, les parchemins, les objets en bois, d'une part pour éliminer les éventuels vers à bois et d'autre part pour stopper et interdire toute infestation (Petite vrillette).

Le gaz diazote est utilisé pour le gonflage de pneumatiques. Bien que 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. De plus ce gaz fuit plus difficilement. Une polémique existe d'ailleurs quant à l'introduction de cette méthode pour les véhicules particuliers. 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 souvent d'avoir un prix non justifié (le gonflage à l'air est souvent gratuit et jugé satisfaisant). Ceux qui l'utilisent malgré tout devraient avoir, en principe, à rectifier le gonflage plus rarement, mais ils gardent toutefois l'obligation de contrôler les pressions régulièrement. Il est également utilisé pour gonfler les accumulateurs hydrauliques en raison de sa passivité vis à vis des huiles.

Le diazote est également utilisé dans les installations d'extinction automatique à gaz, parfois en association avec de l'argon ou du dioxyde de carbone, qui protègent des salles informatiques ou des stockages particuliers. 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 entraîne une chute du taux d'oxygène dans l'air. Le niveau généralement retenu de 15 % de comburant interrompt le phénomène de combustion sans effet létal sur la respiration humaine.

Le diazote, contrairement aux gaz inhibiteurs chimiques halogénés, ne présente aucun effet nocif pour l'environnement (effet de serre, couche d'ozone). En revanche, il requiert un stockage volumineux, demande des canalisations adaptées et des mesures constructives pour faire face à la détente brutale d'un équivalent de 40 à 50 % du volume protégé.

[modifier] Composés

Le cycle de l'azote

Les autres utilisations concernent des composés azotés tels que :

des fertilisants agricoles (engrais). La plupart des plantes ne sont pas capables d'absorber directement l'azote. Ce dernier est donc fourni sous forme d'engrais chimique azoté. Quelques exemples d'engrais chimiques azotés sont le nitrate d'ammonium, NH₄NO₃, le sulfate d'ammonium, (NH₄)₂SO₄, le monophosphate d'ammonium, NH₄H₂PO₄, l'urée, CO(NH₂)₂ ;
des 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 ;
des combustibles (l'hydrazine et autres dérivés comme combustibles de fusée) ;
des explosifs (composés chimiques organiques qui possèdent plusieurs groupes -ONO₂ ou -NO₂ : dynamite).