Is stikstof brandbaar?

Een brandbare stof kan verbranden, en als stikstof zou kunnen verbranden, zou al het leven op aarde al lang geleden zijn vernietigd. Stikstofgas vormt zo'n 78 procent van de atmosfeer van de aarde. Ongeveer 21 procent van de atmosfeer is zuurstof, en als het zich zou kunnen combineren met stikstof in een verbrandingsreactie, zou er niets meer over zijn voor organismen om te ademen. Gelukkig is dat niet het geval. Stikstof kan echter in bepaalde ongebruikelijke omstandigheden ontbranden.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De voor de hand liggende en simpele waarheid is dat stikstof onder normale omstandigheden niet brandbaar is. In feite heeft de National Fire Protection Association stikstof een brandbaarheidsclassificatie van nul gegeven. Er zijn echter bepaalde speciale situaties die speciale aandacht vereisen.

Onder zeer speciale omstandigheden kan stikstof worden verbruikt alsof het de verbranding van andere stoffen ondersteunt. Het kan bijvoorbeeld worden gecombineerd met bepaalde ongewoon reactieve metalen die normaal niet in de natuur in elementaire vorm worden aangetroffen, zoals magnesium.

3 Mg + N₂ --> Mg₃nee₂

In dit geval is het niet stikstof dat verbrandt, maar magnesium. Stikstof ondersteunt de verbranding. Magnesium komt in de natuur niet voor omdat het veel gemakkelijker reageert met zuurstof. In het geval van zuurstof,

2 Mg + O₂ --> 2MgO + energie

Waterstof kan onder bepaalde omstandigheden reageren met stikstof. Nogmaals, dit is geen situatie die van nature voorkomt, omdat waterstof normaal gesproken niet in elementaire vorm bestaat. Zelfs als je waterstof kunstmatig produceert en het laat reageren met stikstof om ammoniak te vormen, wordt de stikstof niet verbrand. Het is de substantie die het 'branden' ondersteunt. De vergelijking voor de reactie is:

nee₂ + 3H₂ --> 2NH₃

Een van de bijzondere omstandigheden waarin stikstof kan worden verbrand, doet zich voor tijdens een onweersbui. Bliksem zorgt ervoor dat wat stikstof reageert met zuurstof om stikstofmonoxide te vormen:

nee₂ + O₂ --> 2NO

en stikstofdioxide:

nee₂ + 2O₂ --> 2NO₂

Deze reacties gebeuren omdat bliksem enorme drukken en temperaturen tot wel 30.000 graden creëert. Stikstof en zuurstof verliezen onder dergelijke omstandigheden hun elektronen en worden ionen. Soms zullen ze hun elektronen terugkrijgen, maar soms combineren ze en creëren ze oxiden. De oxiden kunnen zich op hun beurt combineren met vocht in de lucht en vallen als regen, waardoor de bodem wordt verrijkt.

Het is echt een goede zaak dat het grootste deel van de atmosfeer van de aarde bestaat uit de normaal niet-brandbare stikstof. Als de hele atmosfeer zuurstof zou zijn, zou de eerste vonk een vuur doen ontstaan ​​dat uit de hand zou lopen en dat de bossen op aarde snel zou kunnen verteren. Stikstof tempert het vermogen van zuurstof om de verbranding te ondersteunen, maar het is niet overvloedig genoeg om een ​​tekort aan biologisch noodzakelijke zuurstof te creëren.