Белки во всех организмах подвергаются ферментативному распаду, конечными продуктами которого являются аминокислоты. На следующем этапе в результате дезаминирования органический азот аминокислот вновь превращается в неорганический аммонийный азот. У микроорганизмов и особенно у растений аммонийный азот может использоваться для нового синтеза амидов и аминокислот. У животных обезвреживание аммиака, образующегося при распаде белков и нуклеиновых кислот, осуществляется путём синтеза мочевой кислоты (у пресмыкающихся и птиц) или мочевины (у млекопитающих, в том числе и у человека), которые затем выводятся из организма. С точки зрения обмена азота растения, с одной стороны, и животные (и человек), с другой, отличаются тем, что у животных утилизация образующегося аммиака осуществляется лишь в слабой мере — большая часть его выводится из организма; у растений же обмен азота «замкнут» — поступивший в растение азот возвращается в почву лишь вместе с самим растением.
Лит.: Прянишников Д. Н., Азот в жизни растений и в земледелии СССР, М. — Л., 1945; Браунштейн А. Е., Главные пути ассимиляции и диссимиляции азота у животных, «Баховские чтения», 1957, т. 12; Кретович В. Л., Биохимия автотрофной ассимиляции азота, там же, 1961, т. 16; Фердман Д. Л., Биохимия, 3 изд., М., 1966; Кретович В. Л. и Каган 3. С., Усвоение и превращение азота у растений, в кн.: Физиология сельскохозяйственных растений, т. 2, М., 1967.
В. Л. Кретович, З. С. Каган.
Азота окислы
Азо'та о'кислы, соединения азота с кислородом. Известны N2O, NO, N2O3, NO2 (и его димер N2O4), N2O5; есть сведения о существовании NO3, не выделенного в свободном состоянии. При высокой температуре в пламени вольтовой дуги, а в природе — при электроразряде из смеси азота с кислородом образуется окись азота NO, которая при охлаждении переходит в NO2. Другие А. о. получают косвенным путём. N2O5 — твёрдое вещество; остальные окислы при обычных условиях газообразны.
Закись азота N2O — бесцветный газ со слабым приятным запахом и сладковатым вкусом; вдыхание смеси воздуха с N2O вызывает состояние, напоминающее опьянение (отсюда название — веселящий газ). Плотность при 0°С и 101 325 н/м2(760 мм рт. ст.) 1,9804 кг/м3, tкип — 89,5°С, tпл — 102,4°С. 1 объём N2O при 5°C растворяет 1,048 объёма N2O. Химически N2O с водой, растворами кислот и щелочей не реагирует, кислородом не окисляется. Выше 500°C разлагается: 2N2O = 2N2 + O2; поэтому при повышенных температурах действует как сильный окислитель и поддерживает горение. Получают N2O термическим разложением нитрата аммония: NH4NO3=N2O+ 2H2O. В медицине служит для общей анестезии.
Окись азота NO — бесцветный газ, буреющий при соприкосновении с воздухом вследствие окисления до NO2. Плотность при 0°С и 101 325 н/м2(760 мм рт ст) 1,3402 кг/м3, tкип—151,8°С, tпл—163,6°С. В воде мало растворима (0,0738 объёма в 1 объёме H2O при 0°С). С водой, кислотами и щелочами химически не взаимодействует. Образует многочисленные продукты присоединения, например нитрозилхлорид NOCI. Получают NO действием разбавленной азотной кислоты на некоторые металлы, например: 3Cu + 8HNO3= 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO. Окись азота — важный полупродукт окисления аммиака при получении азотной кислоты.
Азотистый ангидрид (трёхокись азота) N2O3 — в обычных условиях неустойчивое соединение. Разлагается уже при 0°С:
Около 3,5°С кипит с разложением, при 25°C содержит только 10% недиссоциированного N2O3. При низкой температуре может быть получен в виде тёмно-голубой жидкости, при сильном охлаждении — светло-голубой массы с tпл —102°С. С водой образует азотистую кислоту: N2O3 + H2O = 2HNO2, со щелочами — соли (см. Нитриты). N2O3 получают по реакции: N2O4+ 2NO = 2N2O3; практического применения не находит.
Двуокись азота NO2 — бурый газ с удушливым запахом, при 21,15°C — буро-красная жидкость, бледнеющая при дальнейшем охлаждении из-за образования четырёхокиси азота N2O4 , tотв—11,2°С. Взаимодействует с водой с образованием азотной кислоты и окиси азота: 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO; со щелочами образует нитраты и нитриты. Двуокись азота — сильный окислитель; в токе NO2 энергично сгорают уголь, сера, фосфор, органические соединения. В промышленности NO2 получают окислением NO при производстве азотной кислоты, в лаборатории — термическим разложением некоторых нитратов: 2Pb(NO3)2 = 2PbO + O2 + 4NO2. Применяют NO2 как нитрующий агент (см. Нитрование органических соединений).
Азотный ангидрид (пятиокись азота) N2O5 — бесцветные очень летучие кристаллы. Крайне неустойчив и взрывоопасен. Взаимодействует с водой, давая азотную кислоту: N2O5 +Н2O = 2HNO3, со щелочами образует соли — нитраты. В лаборатории получают по реакции: 2HNO3 + P2O5 = N2O5+ 2HPO3. Практического применения не находит. Все А. о. физиологически активны.
Лит. см. при ст. Азот, Азотная кислота.
Азотирование
Азоти'рование, насыщение поверхности металлических деталей азотом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости, предела усталости и коррозионной стойкости. А. подвергают сталь, титан, некоторые сплавы, наиболее часто — легированные стали, особенно хромоалюминиевые, а также сталь, содержащую ванадий и молибден.
Азотирование стали происходит при t 500—650 °С в среде аммиака. Выше 400 °С начинается диссоциация аммиака по реакции NH3 ® 3H + N. Образовавшийся атомарный азот диффундирует в металл, образуя азотистые фазы. При температуре А. ниже 591 °С азотированный слой состоит из трёх фаз (рис.): e — нитрида Fe2N, g' — нитрида Fe4N, a — азотистого феррита, содержащего около 0,01% азота при комнатной температуре. При температуре А. 600—650° С возможно образование ещё и g-фазы, которая в результате медленного охлаждения распадается при 591°C на эвтектоид a + g1. Твёрдость азотированного слоя увеличивается до HV = 1200 (соответствует 12 Гн/м2) и сохраняется при повторных нагревах до 500—600°C, что обеспечивает высокую износоустойчивость деталей при повышенных температурах. Азотированные стали значительно превосходят по износоустойчивости цементированные и закалённые стали. А. — длительный процесс, для получения слоя толщиной 0,2—0,4 мм требуется 20—50 ч. Повышение температуры ускоряет процесс, но снижает твёрдость слоя. Для защиты мест, не подлежащих А., применяются лужение (для конструкционных сталей) и никелирование (для нержавеющих и жаропрочных сталей). Для уменьшения хрупкости слоя А. жаропрочных сталей иногда ведут в смеси аммиака и азота.