Är kväve brännbart?

Ett brännbart ämne kan brinna, och om kväve kunde brinna, hade allt liv på jorden förstörts för länge sedan. Kvävegas utgör cirka 78 procent av jordens atmosfär. Ungefär 21 procent av atmosfären är syre, och om det kunde kombineras med kväve i en förbränningsreaktion, skulle det inte finnas någon kvar för organismer att andas. Lyckligtvis är det inte så. Kväve kan dock förbrännas under vissa ovanliga omständigheter.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Den uppenbara och enkla sanningen är att kväve inte är brännbart under vanliga omständigheter. Faktum är att National Fire Protection Association har gett kväve en brandfarlighetsgrad på noll. Det finns dock vissa speciella situationer som kräver särskild övervägande.

Under mycket speciella förhållanden kan kväve konsumeras som om det stöder förbränningen av andra ämnen. Det kan till exempel kombineras med vissa ovanligt reaktiva metaller som vanligtvis inte finns i naturen i elementär form, såsom magnesium.

3 mg + N.₂ -> Mg₃N₂

I detta fall är det inte kväve som brinner, utan magnesium. Kväve stöder förbränningen. Magnesium finns inte i naturen eftersom det reagerar mycket lättare med syre. När det gäller syre,

2 mg + 0₂ -> 2MgO + energi

Väte kan reagera med kväve under vissa omständigheter. Återigen är detta inte en situation som uppstår naturligt eftersom väte vanligtvis inte finns i elementform. Även när du producerar väte på ett konstgjort sätt och reagerar det med kväve för att bilda ammoniak förbränns inte kvävet. Det är ämnet som stöder "brännandet". Ekvationen för reaktionen är:

N₂ + 3H₂ -> 2NH₃

En av de speciella omständigheterna under vilka kväve kan förbrännas inträffar under åskväder. Blixt får vissa kväve att reagera med syre för att bilda kväveoxid:

N₂ + O₂ -> 2NO

och kvävedioxid:

N₂ + 2O₂ -> 2NO₂

Dessa reaktioner inträffar eftersom blixtnedslag skapar enorma tryck och temperaturer så höga som 30 000 grader. Kväve och syre förlorar sina elektroner under sådana omständigheter och blir joner. Ibland kommer de att återfå sina elektroner, men ibland kombinerar de och skapar oxider. Oxiderna kan i sin tur kombineras med fukt i luften och falla som regn, vilket berikar jorden.

Det är verkligen bra att majoriteten av jordens atmosfär består av vanligtvis icke-brännbart kväve. Om hela atmosfären var syre, skulle den första gnistan starta en eld som skulle brinna utom kontroll och som snabbt kunde konsumera jordens skogar. Kväve försämrar syrgas förmåga att stödja förbränning, men det är inte tillräckligt mycket för att skapa brist på biologiskt nödvändigt syre.