化學原理啟迪450
"Rag&Bone" Full Show HD Autumn Winter 2013 2014
New York
1.
工業上合成氨使用的哈柏法Haber
process即兼顧熱力與壓力，哈柏法在溫度約400℃和壓力250atm下進行，如果反應過程，沒有使用氧化鐵與少量氧化鉀和氧化鋁混合而成的催化劑，那就必須提高溫度才能啟動反應。
2.
氮是生命系統的必需元素。雖然地球到處是氮氣，氮供應量充足，但是氮氣必須轉換動物與植物能吸收的物質，才能被生命體使用。
3.
將氮氣分子N2轉換成其他含氮化合物的程序，稱為固氮作用nitrogen fixation。哈柏法是一種固氮作用。
4.
氮是土壤的肥料，植物會利用氨所含的氮，製造生長需要的含氮雙分子。
5.
汽車引擎內高溫燃燒過程，也會產生固氮作用，空氣裡的氮被吸進引擎後，與氧反應產生「一氧化氮NO」，「一氧化氮」又進一步與空氣中的氧反應，產生「二氧化氮NO2」。
6.
「二氧化氮」造成許多都市的光化學煙霧。「二氧化氮」與空氣中的濕氣反應，最終沈澱到土壤中，形成硝酸鹽，硝酸鹽是植物的養份。
7.
汽車引擎高溫燃燒過程會進行固氮作用，空氣裡的氮被吸進引擎後，與氧反應產生「一氧化氮NO」，「一氧化氮NO」又進一步與空氣中的「氧」反應，產生「二氧化氮NO2」。
8.
許多城市的光化學煙霧即是二氧化氮。二氧化氮與濕氣反應，最終會沈澱到土壤中，形成硝酸鹽，硝酸鹽是植物的養分。
9.
自然環境也會發生固氮作用。舉例來說，閃電提供的能量破壞空氣中的N2和O2子，產生容易起反應的「氮原子」和「氧原子」，高反應度的「氮原子」和「氧原子」繼續攻擊N2和O2，生成「一氧化氮」，最後「一氧化氮」變成「硝酸鹽」。
10.
傳統認為，閃電固定的氮，約佔全部固定的氮的10%，近期的研究顯示，閃電固定的氮，可能佔全地球固氮量的一半。
11.
另一個自然界的固氮程序，由植物根瘤裡的細菌執行。這類植物有豆科植物和紫花苜蓿。固氮細菌能將「氮」轉換成「氨」和其他「含氮化合物」，這些是植物能使用的物質。
12.
這些細菌固氮效率很高，它們在室溫與1大氣壓下便能製造「氨」，而哈柏法卻需要在400℃和250atm下才能合成「氨」。理所當然地，這些固氮細菌是研究人員的重要研究對象。
13.
當植物和動物死亡、分解，它們身體的元素再度回到自然環境，有機化合物裡的「氮」，再以元素「氮氣」回到大氣中，稱為脫氮作用denitrification；細菌能將「硝酸鹽」轉為「氮氣」，複雜的氮循環如下圖：
14.
根據統計，自然界和人類每年固定1千萬噸的氮，這些氮最終又回到大氣。固定下來的氮在土壤、湖泊、河川、海洋累積，造成藻類和其他不想要的微生物蓬勃生長。
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