O papel do nitrogênio na natureza

Nitrogênio

Nitrogênio, nome dado por Jean-AntoineClaude Chaptal em 1790, quando se percebeu que o nitrogênio era um constituinte do ácido nítrico e dos nitratos (do grego, genio, formador de, nitron, de nitratos). Lavoisier preferia chamá-lo de azoto (do grego azoti, não vida), uma vez que ele não entretinha a vida. Por volta do século VIII, o chinês Mao-Khoa já dizia que:

Quase 1000 anos depois, a ‘descoberta’ do nitrogênio foi anunciada na tese de doutorado de Daniel Rutherford, em 12 de setembro de 1772, na Universidade de Edinburgo. Sua tese foi sugerida e orientada por um famoso químico da época, Joseph Black. Black notou que, ao queimar uma substância orgânica no ar, restava um certo volume de gás, mesmo depois de ser retirado todo o gás carbônico produzido na queima. Assim, Black sugeriu a Rutherford que ele estudasse a natureza daquele ar residual, que mais tarde Rutherford chamaria de ar nocivo, porque não servia para manter a vida. Rutherford notou que ao colocar um camundongo dentro de um recipiente com ar, quando o animal morria, o volume de ar havia se reduzido para 9/10 do volume inicial. Ao retirar o gás carbônico, ele percebeu uma redução adicional de 1/11 do volume desse ar residual. Curiosamente, Rutherford não percebeu que o nitrogênio era um constituinte do ar. Ainda mais fundamentais talvez tenham sido também as observações do grande artista Leonardo da Vinci (1452-1519), quase três séculos antes de Rutherford; da Vinci, por exemplo, já havia percebido que o ar não era uma substância pura e mostrou que ele era consumido na combustão, como na respiração, mostrando a natureza íntima desses dois processos:

”Onde uma chama não pode viver, nenhum animal que respira vive”.

Apesar do N2 ser muito abundante na atmosfera, ele é relativamente escasso na crosta terrestre: nesta, seu teor é da ordem de 19 ppm (isto é, 19 g em cada tonelada), teor, igual ao do gálio, 33º em ordem de abundância, e semelhante ao do nióbio (20 ppm) e do lítio (18 ppm). Grandes quantidades de nitrogênio são consumidas nos diversos processos de fixação do nitrogênio atmosférico, como por exemplo o realizado por microrganismos, tornando o nitrogênio disponível às plantas.

O nitrogênio encontrado nos solos provém principalmente dos fertilizantes nitrogenados de diferentes naturezas: Ureia, Amoniacal e Nítrica; fabricados pelo homem. E para que o nitrogênio em questão fique a disposição das plantas, é necessária uma série de transformações consecutivas, um processo denominado em seu conjunto de Mineralização.

Estas reações podem ser representadas da seguinte forma:

(1) Hidrólise

(NH2)2CO + H2O 2 NH3 + CO2

Ureia Amônia

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Amônia Amônio

E posteriormente, as bactérias do solo realizam o processo de nitrificação:

(Nitrosomonas)

NH4+ + 1,5 O2 NO2- + H2O + 2H+

(Nitrobacter)