חנקן

חַנְקָןאנגלית: Nitrogen) הוא יסוד כימי שסמלו הכימי N ומספרו האטומי 7. מולקולת החנקן מורכבת משני אטומי חנקן הקשורים ביניהם בקשר קוולנטי משולש (N≡N) ומסומלת N2. פרט למימן, זהו היסוד בעל המסה האטומית הקטנה ביותר ביחס למספר האלקטרונים שלו.

תפקידו החשוב בהרכבם של חלבונים הופך אותו לאחד ממספר יסודות המהותיים בעבור החיים.

חנקן
חמצן - חנקן - פחמן

N
P
   
 
7
N
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
כללי
מספר אטומי 7
סמל כימי N
סדרה כימית אל-מתכת
צפיפות 1.2506 kg/m3
מראה
חסר צבע
Liquidnitrogen

חנקן נוזלי
תכונות אטומיות
משקל אטומי 14.0067 u
רדיוס ואן דר ואלס 155 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 5
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר גז
טמפרטורת עיבוי 77.5K (-195.65°C)
טמפרטורת קיפאון 63.14K (-210.01°C)
מהירות הקול 334 מטר לשנייה ב-298.15K
שונות
אלקטרושליליות 3.04
קיבול חום סגולי 1040 J/(kg·K)
מוליכות חום 0.02598 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 1402.3 kJ/mol
אנרגיית יינון שנייה 2856 kJ/mol
אנרגיית יינון שלישית 4578 kJ/mol
אנרגיית יינון רביעית 9444.9 kJ/mol

תכונות

החנקן הוא יסוד שכיח יחסית, גז חסר טעם, ריח וצבע בטמפרטורת החדר, המהווה כ-78 אחוזים מאטמוספירת כדור הארץ. לחנקן ישנה האלקטרושליליות השלישית בעצמתה בטבלה המחזורית - 3.0 (לפלואור הגבוהה ביותר). חנקן גזי דו-אטומי (N2) הוא גז אדיש מבחינה כימית.

היסטוריה

החנקן זוהה על ידי דניאל רתרפורד בסקוטלנד בשנת 1772. מרכיב מהאוויר שלא ניתן להבעיר בו אש היה ידוע במאה ה-18 לכימאים. החנקן נחקר על ידי קרל וילהלם שלה, הנרי קוונדיש וג'וזף פריסטלי שהתייחסו אליו כאל "אוויר שרוף". תרכובות חנקן היו ידועות בימי הביניים. אלכימאים הכירו את החומצה החנקתית בתור Aqua Fortis ותערובת חומצה חנקתית (HNO3) וחומצת מימן כלורי (HCl) נקראו Aqua Regia (או מי מלך) שהתפרסמה בזכות יכולתה להמיס זהב.

צורה בטבע

חנקן הוא הגז הנפוץ ביותר באטמוספירת כדור-הארץ (78.082% מהנפח, 75.3% מהמשקל באוויר יבש), הוא המקור היחיד לתעשייה לחנקן נוזלי, שמעובה מהאוויר. בחלל התגלו מגוון תרכובות חנקן. הוא נוצר בתהליכי היתוך גרעיני בכוכבים. מהווה חלק גדול מפסולת בעלי חיים, בדרך-כלל בצורת שתנן, חומצת שתן ותוצרים אחרים של אורגניזמים שונים. N2 קיים באטמוספירת טיטאן (אחד מירחי שבתאי) והתגלה בחלל הבין-כוכבי על ידי David Knauth ושותפיו בעזרת טלסקופ על-סגול.

אמצעי זהירות

דשנים וזבל כימי המכילים חנקן הם מקור חמור לזיהום נהרות ומקווי מים. תרכובות שמכילות קבוצת ציאנו (CN) רעילות ביותר ויכולות לגרום למוות בכמויות קטנות אצל יונקים.

שימושים

Liquid nitrogen tank
מכל לאחסון חנקן נוזלי
  • משמש בחומצות אמיניות כמרכיב ליצירת קשרים פפטידיים בין החומצות, ובכך ממלא תפקיד חשוב ביותר ביצירת החלבון.
  • משמש רכיב עיקרי במגוון תרכובות חשובות, ביניהן אמוניה וציאניד (חומצה ציאנית).
  • בעת ייצור נוזלים נפיצים ממולא חלל האוויר בחדר הייצור בחנקן, עקב אדישותו מבחינה כימית.
  • כנוזל, משמש לקירור עקב טמפרטורת רתיחתו הנמוכה ומפיקים אותו על ידי זיקוק ודחיסה מאוויר. בשימוש רפואי משמש להסרת יבלות - מדובר בחנקן בטמפרטורה הנמוכה מ-200°- צלזיוס. יכולתו להקפיא תאים חיים באה לידי ביטוי ברפואה בכך שהקפאת היבלת מקפיאה גם את התאים בה, ומסייעת להורדתה. חנקן זה מכונה "אש קרה".
  • מלחי חומצה חנקתית הם תרכובות חשובות. לדוגמה, אשלגן חנקתי (KNO3) המשמש חומר גלם לייצור אבק שריפה ודשן מצוין.
  • תרכובות חנקן אורגניות כגון ניטרוגליצרין ו־TNT משמשות כחומר נפץ.
  • חומצה חנקתית משמשת כחומר מחמצן לדלק טילים. הידרזין (N2H4) ונגזרותיו משמשות לעיתים כדלק טילים.
  • גז הצחוק (N2O) משמש בטיפולי שיניים וטיפולים רפואיים אחרים כגז ערפול חלקי.
  • ציאנוגנים כגון ציאנוגן ברומיד.
  • חנקן בשילוב עם חמצן משמש כחומר משפר בערה למנועי בעירה פנימית במכוניות מרוץ ובאופנועים, ובכך משפר את ביצועיהם לטווח קצר. (NOS- Nitros Oxygen System)

איזוטופים

סמל (p)‏Z (n)‏N מסה איזוטופית (u) זמן מחצית חיים ספין גרעיני שכיחות האיזוטופ
שבר מולרי מהיסוד)
טווח השינוי הטבעי
(כשבר מולרי מהיסוד)
התרגשות אנרגטית
10N ‏7 3 10.04165(43) [MeV‏ (16)2.3] s‏ 10-24‏×(140)200 (2-)
11N 4 11.02609(5) [MeV‏ (75-52+)1.58] s‏ 10-24‏×(210)590 1/2+
11mN ‏KeV‏ (60)740 s‏ 10-22‏×(80)6.90 1/2-
12N 5 12.0186132(11) ms‏ (16)11.000 1+
13N 6 13.00573861(29) min‏ (4)9.965 1/2-
14N 7 14.0030740048(6) יציב 1+ 0.99636(20) 0.99579-0.99654
15N 8 15.0001088982(7) יציב 1/2- 0.00364(20) 0.00346-0.00421
16N 9 16.0061017(28) s‏ (2)7.13 2-
17N 10 17.008450(16) s‏ (4)4.173 1/2-
18N 11 18.014079(20) ms‏ (9)622 1-
19N 12 19.017029(18) ms‏ (8)271 (1/2)-
20N 13 20.02337(6) ms‏ (7)130
21N 14 21.02711(10) ms‏ (6)87 1/2-#
22N 15 22.03439(21) ms‏ (14)13.9
23N 16 23.04122(32)# [ms‏ (12-15+)14.1] ms‏ (24)14.5 1/2-#
24N 17 24.05104(43)# ns‏ 52>
25N 18 25.06066(54)# ns‏ 260> 1/2-#

תפקיד ביולוגי

Nitrogen Cycle he
מחזור החנקן

חנקן הוא רכיב חיוני לכל בעלי החיים, נמצא בבסיסים חנקניים המרכיבים את ה-DNA ו-RNA ובחומצות האמיניות שמהן מורכבים חלבונים. חנקן יכול גם לשמש כמקור אנרגיה לחיידקים אנארוביים, למשל בתהליך האנמוקס. תפקיד החנקן בצמח דומה לזה שבבעלי החיים. מחסור בחנקן הוא גורם שכיח לכלורוזה, תופעה בה נפגע ייצור הכלורופיל, העלה מצהיב, מת ונושר. בנוסף, עלולים להצטבר על הצמח פיגמנטים סגולים, הצמח מפסיק לגדול וישנם עלים מעטים בלבד[דרוש מקור]. כמו כן ייתכן מצב של עודף חנקן המתבטא בצימוח מוגבר, דילול שורשים ועלים כהים עקב עודף כלורופיל. בחקלאות ובגננות מוכרות שיטות דישון טבעיות דוגמת שתילת צמחים המלקטים חנקן מהאדמה בסמוך לשורשיהם ("קשירת חנקן") דוגמת קטניות ובפרט תלתן הצומח בר.

ראו גם

קישורים חיצוניים

אטמוספירת כדור הארץ

אטמוספירת כדור הארץ היא מעטפת גז, סביב לכדור הארץ. האטמוספירה מאפשרת את החיים על פני כדור הארץ בכך שהיא סופגת את מרבית הקרינה האולטרה סגולה המגיעה מהשמש וגורמת למיתון הבדלי הטמפרטורה בין היום והלילה. 75% מגזי האטמוספירה נמצאים בגובה של עד 11.3 קילומטר מעל גובה פני הים. שינויים באטמוספירה גורמים לשינויים באקלים ובמזג האוויר.

אל-מתכת

אל-מתכת היא יסוד כימי חסר תכונות מתכתיות. קבוצת האל-מתכות היא קבוצה אחת מתוך שלוש המחלקות בטבלה המחזורית, יחד עם מתכות ומתכות למחצה. המחלקה כוללת בתוכה בין היתר את ההלוגנים (מלבד האסטטין) ואת הגזים האצילים.

רוב האל-מתכות נמצאות בצד הימני העליון של הטבלה המחזורית. יוצא דופן הוא המימן, שמופיע בצד השמאלי העליון יחד עם המתכות האלקליות, אבל הוא מתנהג ברוב המקרים כאל-מתכת. שלא כמו מתכות, שמוליכות חשמל, רוב האל-מתכות הן מבודדות או מבודדות למחצה. אל-מתכות יכולות ליצור סריג יוני עם מתכות, או לחלופין קשר קוולנטי עם אל-מתכות ומתכות אחרות. תחמוצת של אל-מתכת יוצרת חומצה.

ישנן 19 אל-מתכות ידועות; חלקן חד-אטומיות (הגזים האצילים); חלקן דו-אטומיות (מימן, חנקן, חמצן, פלואור, כלור, ברום ויוד), והשאר הן רב-אטומיות.

אמוניה

אָמוֹנְיָה (Ammonia; נקראת גם נַשְׁדּוּר, בעבר גם אמונייק) היא תרכובת חנקן ומימן, ונוסחתה NH3. האמוניה היא אחד הכימיקלים התעשייתיים הנפוצים והחשובים בעולם. שימושה העיקרי הוא כחומר גלם בתעשיית הדשנים, ובייצור תרכובות חנקן. בביולוגיה משמשת האמוניה כחומר ראשוני ליצירת בסיסים חנקניים (המרכיבים את הנוקלאוטידים) וחומצות אמינו (המרכיבות את החלבונים).האמוניה מופיעה בטבע בכמות קטנה כחלק ממחזור החנקן בקרקע, וכתוצר פירוק של השתנן שבשתן, ועל כן ריחה מזוהה עם ריח משתנות לא נקיות. בתעשייה מיוצרת האמוניה מחנקן, שמקורו באוויר, וממימן, שמקורו בגז טבעי, בתהליך הבר-בוש.

בתנאי לחץ וטמפרטורה תקניים, האמוניה היא גז חסר צבע ובעל ריח חריף. גז האמוניה קל מהאוויר, והוא בעל מסיסות גבוהה מאוד במים. מולקולת האמוניה מתפקדת כבסיס בשל נטייתה לקלוט פרוטון ולהפוך ליון אמוניום (NH4+‎), ולכן תמיסות מימיות של אמוניה הן בסיסיות.

האמוניה רעילה לבני אדם ובעלי חיים, ועלולה אף לגרום למוות, ועל כן נדרשים כללי בטיחות מחמירים בעת ייצור, הובלה, אחסון ושימוש באמוניה.

אצות

אצות (Algae; ביחיד: Alga) הן קבוצה פּוליפילֶטית רבגונית של אורגניזמים שאחת התכונות המשותפות להם היא היכולת לבצע פוטוסינתזה.

האצות הן מעין "צמחי מים" חסרי שורש, הנבדלים מצמחים רגילים במנגנון הרבייה שלהם, אך דומים להם ביכולת לבצע פוטוסינתזה. למעלה מ-70% מהפוטוסינתזה בעולם נעשית בידי אצות, וכמות גדולה מהחמצן באטמוספירה מיוצר על ידן. האצות הן אחד ממיני האורגניזמים העתיקים ביותר (הופיעו בערך לפני כ-3 מיליארד שנים), והן נשמרו בצורתן הראשונית ללא שינוי מהותי. טווח הגדלים שלהן נע מאצות מיקרואורגניזמיות חד-תאיות עד אצות רב-תאיות גדולות, והן שייכות לקווי התפתחות אבולוציוניים שונים. כתוצאה מכך, האצות מוגדרות לרוב על פי תכונותיהן האקולוגיות.

בתי הגידול של האצות הם מקווי מים ומקומות לחים, בעיקר ימים, מקווי מים מתוקים ובריכות. יש גם מיני אצות הגדלות על הקרקע ויש כאלה החיות בסימביוזה עם יצורים חיים אחרים, כמו על פרוות העצלן, אך אין להן מבנה הגוף ומנגנוני הרבייה של צמחי יבשה, שמייצגים התאמה לסביבה יבשתית.

האצות חשובות ביותר לביוספירה, ובייחוד הכחוליות (המהוות חלק מהפלנקטון) בגלל חלקן העיקרי בפוטוסינתזה וכן בקיבוע חנקן. בנוסף, האצות הכחוליות משמשות מזון דשן ושופע למגוון בעלי חיים אחרים בים.

האצות הירוקיות הן "צמחי המים" או "סמרטוטי הירוקת" שאנו רואים בים ובמקווי מים עומדים.

בקטריולוגיה

בַּקְטֶרְיוֹלוֹגְיָה (אנגלית: Bacteriology) הוא ענף של המיקרוביולוגיה העוסק בחקר הפרוקריוטיים. כיום, נעשים שימושים רבים בחיידקים לצורך יצירת חומרים כגון הורמונים (אינסולין) בעזרת הנדסה גנטית. שימוש נוסף, טבעי, לחיידקים הוא מיחזור חומרים בטבע, גם על ידי פירוק של חומר אורגני. בנוסף, יש להם תפקיד מרכזי במחזור חומרים חיוניים (כגון פחמן או חנקן) בטבע.

גז

גז הוא מצב צבירה של החומר, בו המולקולות רחוקות אחת מהשנייה, המשיכה ביניהן נמוכה, והן נעות בחופשיות בהתאם לצורת הכלי בו הן נמצאות. גז, בדומה לנוזל, מסוגל לזרום. בניגוד לנוזל, לגז אין נפח קבוע, והוא נוטה להתפשט כדי למלא את כל הנפח שהוקצה לו (עיקרון אבוגדרו). האנרגיה הקינטית של גז גדולה מזו של נוזל או מוצק, אך קטנה מזו של הפלזמה.

המילה גז בשפת יום-יום מתייחסת לחומרים שבטמפרטורת החדר נמצאים במצב צבירה גזי.

דשן

דשן הוא חומר המשמש בחקלאות להעשרת הקרקע במינרלים לשם שיפור הצמיחה של גידולים.

הרכב כימי

הרכב כימי של חומר מתאר את מרכיביו היסודיים.

כאשר מדובר בחומר טהור, כלומר חומר העשוי מסוג יחיד של מולקולות, ההרכב הכימי שלו ניתן על ידי הנוסחה הכימית של המולקולה, המתארת את האטומים המרכיבים את המולקולה. דוגמאות:

(מולקולת מים; מורכבת משני אטומי מימן ואטום חמצן אחד).
(מולקולת אמוניה; מורכבת משלושה אטומי מימן ואטום חנקן אחד).
(מולקולת נתרן הידרוקסידי; מורכבת מאטום נתרן, אטום חמצן ואטום מימן).

כאשר מדובר בתערובת, המורכבת מסוגים אחדים של מולקולות, ההרכב הכימי שלה ניתן על ידי פירוט סוגי המולקולות המרכיבות אותה וחלקן היחסי בתערובת. ניתן לעשות צעד נוסף, ולתת את פירוט האטומים המרכיבים את כל המולקולות, וחלקו היחסי של כל אטום בתערובת.

בירור ההרכב הכימי של חומר נתון קרוי אנליזה כימית. לכך משמשות טכניקות שונות, כגון ספקטרומטר אופטי.

חומצה חנקתית

חומצה חנקתית (HNO3) היא חומצה מינרלית חזקה. משמשת בתגובות כימיות רבות בין המפורסמות שבהן היא תגובת הניטרציה.

חומר גלם

חומר גלם הוא חומר המשמש לייצורם של מוצרים. מקורם של חומרי הגלם העיקריים הוא בטבע:

היסודות לסוגיהם, בהם מחצבים כגון ברזל, נחושת ומתכות נוספות, יסודות המופקים מהאוויר, כגון חנקן, ויסודות המופקים מהים.

אוצרות טבע כגון פחם, נפט, גז טבעי ומינרלים למיניהם.

חומרים מן הצומח כגון עץ וכותנה.

חומרים מן החי כגון צמר ועור.קודם לניצולם של חומרי הגלם לייצורם של מוצרים מוגמרים, הם עוברים בדרך כלל תהליך עיבוד, לעיתים כזה המשנה את טיבם אך במעט, ולעיתים כזה היוצר שינוי ניכר. בהתאם לכך ניתן להבחין בין חומר גלם גולמי, כלומר בצורה שבה נלקח מהטבע, באמצעות כרייה, שאיבה, חציבה, קטיף וכדומה, וחומר גלם מעובד, שכבר עובד בידי האדם, אך טרם הפך למוצר מוגמר.

דוגמאות:

קמח הוא חומר גלם המשמש לייצור לחם, עוגות ומגוון רחב נוסף של מוצרי מזון. הקמח מיוצר בטחנות קמח, באמצעות טחינה של גרגרי חיטה, שיפון וכדומה.

בד הוא חומר גלם לתעשיית הביגוד, והוא נוצר כתוצאה מעיבוד נרחב של כותנה, צמר או חומרי גלם אחרים מסוג זה.לעיתים מוצר מוגמר עשוי להוות חומר גלם בתהליך ייצורו של מוצר אחר. ביסקוויט, למשל, הוא מוצר מוגמר, הנאכל כמו שהוא, וכן משמש כחומר גלם בייצור עוגות וכדורי שוקולד. חלב ניתן לשתייה בצורתו הגולמית (לאחר פסטור), ומשמש כחומר גלם לייצור מגוון רחב של מוצרי חלב.

לייצורו של מוצר מסוים ניתן להשתמש לעיתים בחלופות אחדות של חומרי גלם, ולעיתים מוחלף חומר גלם מסוים בחומר גלם אחר, שנמצא עדיף. במוצרים רבים הוחלף העץ, שהוא חומר גלם המשמש את האדם אלפי שנים, בפלסטיק, שהוא חומר גלם מודרני.

לואיס איגנרו

לואיס ג'. איגנרו (אנגליה: Louis Ignarro; נולד ב-31 במאי 1941) הוא פרמקולוג אמריקאי שזכה בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה לשנת 1998 יחד עם רוברט פרשגוט ופריד מורד על גילוי התכונות של חנקן חמצני באיתות תאי. כיום הוא פרופסור לפרמקולוגיה באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס.

איגנרו היה גם מדען ראשי של המחלקה למחקר של נוברטיס. כמו כן, הוא נמנה עם מקימיה של "Nitric Oxide Society", וכן של "Nitric Oxide Biology and Chemistry"

צואה

צואה או גללים (בלשון חז"ל: רְעִי) היא הפרשה ממערכת העיכול של אורגניזמים. הצואה היא האופן בו הגוף נפטר מפסולת וממזון לא-מעוכל. לרוב, משתמשים במושג "צואה" לזו של בני אדם, וצואת בעלי חיים מכונה "גללים". צואת עופות מכונה "לשלשת".

בבעלי חוליות הצואה נוצרת במעי הגס והיא נדחפת לאורכו על ידי שרירים חלקים (בלתי-רצוניים) המצויים בדפנות המעי ונעים בתנועה פריסטלטית. לבסוף, יוצאת הצואה מפי הטבעת. הצואה מורכבת משאריות מזון לא מעוכל, מפיגמנטים הנוצרים בכבד (בעיקר בילירובין, תוצר פירוק של המוגלובין) המקנים לצואה את צבעה החום האופייני, ומחיידקים בכמות גדולה. החיידקים מהווים כשליש מהמסה היבשה של הצואה[דרוש מקור] וגזים אותם הם מייצרים מעניקים לצואה את הריח העז שלה.

צואה יכולה לשמש כדשן לצמחים מסוגים ושונים, בין היתר משום שהיא מכילה חנקן שמועיל להם, ולכן האדם משתמש בצואת החיות שבמשקו לדישון גידולים חקלאיים (אזי היא מכונה זבל או זבל אורגני), וניתן להשתמש בה לקומפוסט. צואת בעלי חיים מיובשת משמשת גם כחומר בעירה באזורים בהם קשה לתושבים להשיג או לממן חומר בעירה יעיל יותר.

קבוצה פונקציונלית

בכימיה, קבוצה פונקציונלית (אנגלית: Functional group) היא קבוצת אטומים בתרכובת, המשפיעה באופן מכריע על התנהגותה הפיזיקלית והכימית. המונח מתייחס בדרך כלל לקבוצות כימיות של תרכובות אורגניות.

הגדרתן של קבוצות פונקציונליות (שהן למעשה תבניות ייחודיות) מאפשרת לסווג תרכובות כימיות למשפחות שלהן תכונות כימיות ופיזיקליות דומות.

מונחון IUPAC מסדיר את אופן מתן השמות לתרכובות הפחמן לפי הקבוצה הפונקציונלית שלהן.

קוקטייל חנקן נוזלי

קוקטייל חנקן נוזלי הוא קוקטייל המכיל חנקן נוזלי. קוקטיילים אלו שנויים במחלוקת מכיוון שטמפרטורת הניזול של החנקן הנוזלי היא 195.65°C- ובליעתו עלולה להיות קטלנית. עם זאת, חנקן נוזלי אינו חומר בפיקוח.

השימוש בחנקן נוזלי בתחום המזון מוזכר כבר בשנת 1980 בספר מתכונים שנקרא "קרח מהודר" ונכתב על ידי אגנס מרשל, אך הפך לפופולרי בשנים האחרונות במטבח המולקולרי לצורכי הכנת קינוחים קפואים כגון גלידה ומקצפת ליד שולחן הסועדים.

בקוקטיילים משתמשים בחנקן הנוזלי כדי להקפיא את הכוס של הקוקטייל, את מרכיביו, כדי ליצור אפקט של עשן או אפקט של בעבוע.

בגלל הטמפרטורה הנמוכה של החנקן הנוזלי, הוא עלול לגרום לנזק רב לגוף האדם ולרקמות בפה ובמערכת העיכול, בעיקר לכוויית קור. חנקן נוזלי רותח בטמפרטורת נמוכות מאלה של הגוף ויגדיל את נפחו מאות מונים בסביבת הגוף, תופעה זו כשלעצמה מהווה סכנת מוות משמעותית מפגיעה בלתי הפיכה ברקמות שלא ישאו בלחץ הרב.

שתן

שתן (בסלנג: פיפי) הוא פסולת נוזלית המופרשת על ידי הכליות מגופם של בעלי חיים.

השתן נוצר בנפרונים אשר בכליות ונצבר בשלפוחית השתן עד לסילוקו במועד נוח. פעולה זו נקראת השתנה, שפירושה הפרשת השתן מהגוף דרך השופכה. עם השתן מופרשים חומרים זרים מהגוף וחומרים שאינם זרים לגוף אך שהפרשתם בכמויות ניתנות לויסות משמרת את ההומיאוסטזיס של נוזלי הגוף. במינים רבים משמש השתן המופרש גם לתקשורת באמצעות חוש הריח.

שתן מורכב מתמיסה מימית של פסולת מטבולית ומרכיבים נוספים. הנוזל מסונן מהדם ועובר תהליכי ספיגה בחזרה והפרשה עד הרכבו הסופי. שתן מכיל כמויות גדולות של שִתְנָן (אוראה), חומצת שתן, קריאטינין ונתרן כלורי ועוד כמויות קטנות של חומרים רבים. הוא מהווה מקור חנקן מצוין עבור צמחים.

שתן הוא האמצעי העיקרי להפרשת כימיקלים ותרופות מהגוף. ניתן לזהות ולנתח כימיקלים אלה בבדיקת שתן וכך לקבוע אבחנה של הרעלה או נטילה של חומרים כימיים אסורים.

השתן סטרילי בצאתו מהגוף (של אדם או בעל חיים בריאים). בשלפוחית נמצאת תמיד שארית שתן קטנה שהוא שתן "עומד" בתוך קיפולים של שלפוחית השתן. בתוך שארית שתן זו יכולים להתפתח חיידקים, אשר לרוב אינם מזיקים לאורגניזם כולו. התופעה נקראת "בקטראוריה" (BACTERURIA). השופכן פתוח כלפי העולם החיצון, ועל כן חודרים דרכו מיקרואורגניזמים שונים כמו חיידקים ופטריות, וחלק ממיקרואורגניזמים אלו נשטף החוצה עם השתן. השתן כמעט חסר ריח כשהוא יוצא מהגוף. עם זאת, לאחר צאתו, מתפרקת מולקולת האוראה לשתי מולקולות של אמוניה (אשר מסיסה בנוזל ה-pH הנמוך), חיידקים שמזהמים את השתן הופכים כימיקלים בתוכו לבעלי ריח והם הגורמים לריח האופייני לשתן עומד.

מחלות מסוימות משנות את כמות השתן, אחידותו וצבעו. לדוגמה, סוכר בשתן עשוי להיות סימן לסוכרת או לכשל כלייתי. שתן צהוב ומרוכז מעיד על חוסר מים בגוף (להבדיל משתן עכור שבדרך כלל מאפיין זיהום של מערכת השתן). שתן של חולי פורפיריה מגוונת עשוי אף להיות אדום כהה. עם זאת, שתן אדום עלול להיגרם כתוצאה מאכילת סלק.

שתנן

שתנן (או שינן, שתנה; בלועזית: אוּרֵאַה) הוא תרכובת אורגנית המורכבת מפחמן, חנקן, מימן וחמצן. נוסחתו הכימית היא CON2H4 או CO(NH2)2. באמצעות ייצור שתנן נפטר הגוף מעודפי חנקן הנוצרים במהלך חילוף חומרים.

אצל חלק מהחיות, האטומים המרכיבים את השתנן מגיעים מפחמן דו-חמצני, מים, חומצה אספרטית ואמוניה. והשתנן נוצר בתהליך אנאבולי. תהליך זה צורך אנרגיה, כיוון שאמוניה, תוצר לוואי נפוץ של חילוף החומרים בגוף, היא רעילה ויש לנטרלה. השתנן נוצר בכבד. חיות ימיות לא מייצרות שתנן, כיוון שסביבתן משופעת במים והן יכולות פשוט לפלוט את האמוניה לסביבה מיד כשהיא נוצרת. ציפורים מייצרות חומצת שתן, חומר רעיל פחות מהשתנן, כיוון שצריכת המים שלהן קפדנית יותר. גם בני אדם מייצרים מעט חומצת שתן, כתוצאה מפירוק פורין. ייצור עודף של חומצת שתן יכול לגרום לסוג של דלקת מפרקים הנקרא שיגדון.

תחמוצות חנקן

תחמוצות חנקן הן תרכובות בעלות הנוסחה האמפירית הכללית NmOn, כגון N2O,‏ NO,‏ NO2,‏ N2O3,‏ N2O4 ו-N2O5. באטמוספירה, קבוצה זו כוללת בעיקר חנקן דו-חמצני (NO2). נהוג גם להתייחס לתרכובות אלו בשם הכללי NOX.

תחמוצות חנקן מהוות גורם מזהם הנוצר ברובו בשל חמצון חנקן אטמוספירי בטמפרטורות גבוהות, למשל במהלך שריפה. כיום, המקור העיקרי להיווצרות תחמוצות חנקן הוא שריפה של דלק במנועי בעירה פנימית כגון במנועי מכוניות, תחנות-כוח ומפעלי תעשייה. תחמוצות החנקן מגדילות את רגישות הריאות למחלות של דרכי הנשימה. כמו כן, ריכוזים גבוהים של תחמוצות החנקן באטמוספירה, גורמים לכאבי ראש ולגירוי של ריריות העיניים.

החל מ-15.8.1993 מחויב כל נהג שברשותו מכונית חדשה לציידה בממיר קטליטי שתפקידו להפחית את פליטת חלק מהגזים הרעילים.

תחמוצת

תחמוצת (בלועזית: אוקסיד, Oxide) היא תרכובת של יסוד או חומר עם חמצן. מקור השם "תחמוצת" הוא מהמילה "חמצן".

תחמוצות רבות נוצרות בתהליך הבעירה.

שמות התחמוצות בעבר היו בפורמט של דו-תחמוצת הפחמן, למשל; מאז שנות ה-70 נהוג להשתמש בפורמט פחמן דו-חמצני. תחמוצת של יסוד אנאורגני נקראת אנהידריד (אם כי במונח זה משתמשים בעיקר לציון תחמוצות אורגניות).

תרכובות ידועות רבות הן תחמוצות. חול, זכוכית וקוורץ, למשל, מורכבים מאותו החומר: צורן דו-חמצני. חומר זה, הקרוי גם סיליקה, מופיע בלא פחות מ-17 צורות גבישיות שונות, רבות מהן אבנים יקרות למחצה, כגון אופאל.

חלודה גם היא תחמוצת: ברזל חמצני; היא נוצרת כשברזל "בוער" באטיות, כלומר - מתרכב עם החמצן שבאוויר.

גופרית דו-חמצנית נוצרת בשרפה בלתי-מלאה של תרכובות גופרית הנמצאות בדלק ישן. גז זה נפלט לאוויר ומתרכב עם מים ליצירת חומצה גופריתית; חומצה זו חודרת לאדמה כשהיא מעורבת בגשם תוך גרימת נזקים סביבתיים, תופעה הנקראת גשם חומצי.

חנקן חמצני הוא מולקולת איתות בעלת חשיבות עליונה ביצורים חיים. באדם הוא משמש כנוירוטרנסמיטר (כלומר, משמש להעברת אותות כימיים בין נוירונים - תאי עצב) וכן הוא גורם להתרחבות של כלי הדם ולפיכך - להורדת לחץ הדם בשעת הצורך. פרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה ניתן ב-1998 לשני מדענים שגילו את תפקידיו אלו של החנקן החמצני בגוף.

סידן חמצני ידוע יותר בשם סיד יבש או ליים. זוהי האבקה ממנה מכינים את נוזל הצביעה הלבן.

תלתן

תִּלְתָּן (שם מדעי: Trifolium) הוא סוג של עשב במשפחת הקטניות שבו נכללים כ-300 מינים שונים. התלתן הוא סוג של צמח בעל קוסמופוליטיות; הוא נפוץ ביותר בחצי הכדור הצפוני, אך מינים רבים נמצאים גם באמריקה הדרומית ובאפריקה, בייחוד באזורים גבוהים בהרים הטרופיים.

התלתן עשוי להיות צמח חד-שנתי, דו-שנתי או רב-שנתי. עליו מורכבים משלושה עלעלים, ומכאן מקור שמו. הפרח ערוך בשיבולים או בקרקפות צפופות, שבהן כל פרח ניכר בבירור. לפרחים גביע בן 5 שיניים ירוקות ו-5 עלי כותרת בצבעים שונים, וכמו בשאר הפרחים בתת-משפחת הפרפרניים, יש בפרח גם 10 אבקנים ועמוד עלי אחד.

בדומה לקטניות אחרות, גם לצמחי התלתן יש על השורשים פקעיות זעירות, ובהן חיידקים קושרי חנקן. חיידקים סימביוטיים אלו מסוגלים לקשור חנקן מהאוויר ולהפוך אותו לתרכובות חנקניות מסיסות במים וזמינות לצמחים. לכן, נהוג לעיתים לזרוע תלתן בשדות ואחר כך לחרוש אותם. זהו "דישון ירוק", המעשיר את הקרקע במלחי חנקן ובחומר אורגני.

הטבלה המחזורית
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
מתכות אלקליות מתכות אלקליות-עפרוריות לנתנידים אקטינידים מתכות מעבר מתכות מעבר עמידות מתכות למחצה אל-מתכות הלוגנים גזים אצילים תכונות כימיות לא ידועות

דף זה בשפות אחרות

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.