Diazote

Le diazote, couramment nommé « azote » de manière incorrecte, est le nom de la molécule diatomique composée de deux atomes d'azote. Elle est notée N₂.

Dans les conditions normales de température et de pression, le diazote est un gaz incolore, composant 78% de l'air que nous respirons.

Aujourd'hui, l'azote gazeux ou diazote est généralement 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 poids. La production mondiale est d'environ 150 millions de tonnes par an.

Sommaire

1 Réduction
2 Fixation biologique
3 Stabilité
4 Utilisation
5 Caractéristiques physiques
6 Sécurité
- 6.1 Référence ONU pour le transport de matières dangereuses
- 6.2 Voir aussi

[modifier] Réduction

$\mathrm{N_2 + 3 H_2 \xrightarrow{> 500^\circ C, \ 300 \ atm} 2 NH_3}$

Cette réduction du diazote est utilisée notamment par les usines de fabrication d’engrais. Elle demande beaucoup d’énergie (chauffage à plus de 500°C) et nécessite une pression élevée (≈ 300 atm), c'est donc un procédé très coûteux.

[modifier] Fixation biologique

Article détaillé : Fixation biologique de l'azote.

Plusieurs organismes, comme les champignons et certaines bactéries sont capables de fixer le diazote moléculaire de l'air, première étape avant de pouvoir l'incorporer dans des molécules organiques comme les protéines ou les bases azotées constitutives des acides nucléiques support de l'hérédité comme l'ADN et l'ARN. On rencontre ces champignons dans les nodules de légumineuses et, pour les bactéries, chez les plantes de la famille des fabaceae où ils forment des Rhizobiums au niveau des racines. C'est un cas de vie symbiotique entre le champignon ou la bactérie et la plante.

[modifier] Stabilité

Le diazote, caractérisé par la présence d'une liaison covalente triple (une liaison σ et deux liaisons π), est une molécule très stable qui est pour cette raison utilisée comme gaz inerte pour remplacer l'atmosphère dans les synthèses chimiques. Le diazote ne réagit directement qu'avec le lithium et le magnésium pour former les nitrures correspondants Li₃N et Mg₃N₂.

La stabilité de la molécule de diazote est la force motrice, l'origine de l'instabilité, voire de l'explosivité des composés pouvant libérer une molécule de diazote : azotures, sels de diazonium.

[modifier] Utilisation

Le diazote liquide est utilisé comme fluide cryogénique.

On utilise le diazote gazeux pour créer des atmosphères inertes afin de protéger des produits (sodium, aliments, composés organiques, vins par exemple), des objets ou des contenants (citernes) de l'oxydation, de la corrosion, des insectes, des champignons...

On utilise aussi le diazote pour ajuster la composition des mélanges respiratoires dans les caissons de décompression ou les bouteilles de plongée sous-marine.

Autres usages :
- 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 des accumulateurs hydrauliques en raison de sa passivité vis à vis des huiles ;
- agent de lutte contre les incendies : allié à 50% d'argon et parfois avec du dioxyde de carbone, il est présent dans certaine installations d'extinction automatique à gaz protègeant des salles informatiques ou des stockages particuliers 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 généralement retenu de 15 % de comburant interrompt le phénomène de combustion sans effet létal sur la respiration humaine ;
- gaz de 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.

Le diazote, contrairement aux gaz inhibiteurs chimiques halogénés et 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.

[modifier] Caractéristiques physiques

Formule chimique : N₂
Masse molaire : 28,0134 u
Volume molaire : 24,06 L/mol.
Point d'ébulition sous une pression d'une atmosphère : -195.80 °C
Point de condensation sous une pression d'une atmosphère : -210.01 °C
Préssion de vapeur saturante à 20°C : 632 bars (63.2 MPa)

[modifier] Sécurité

Risque d'asphyxie : le cas le plus fréquemment rencontré est celui de personnes pénétrant dans des réservoirs remplis d'azote, sans s'apercevoir du fait que ce gaz est inodore et ne provoque pas de sensation de suffocation (causée par l'excès de dioxyde de carbone, 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. Il est nécessaire 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.