Kvælstofforbindelser

Kvælstofforbindelser er kemiske forbindelser, der indeholder kvælstof (N). Kvælstoffet forekommer i mange oxidationstilstande og spiller en central rolle i naturens kredsløb og i industrien. De spænder fra simple, små molekyler til komplekse organiske kæder og stoffer.

Klassifikation og eksempler. I uorganiske kvælstofforbindelser findes nitrogenoxider som NO og NO2, N2O, samt ionerne nitrat (NO3−) og nitrit (NO2−). Ammoniak (NH3) og ammonium (NH4+) er også vigtige uorganiske former. Kvælstoffet kan være i oxidationstilstande fra -3 i NH3 og i mange aminer til +5 i NO3−. Organiske kvælstofforbindelser omfatter aminer (R-NH2), amider (R-CO-NH2), nitriler (R-CN) og nitroforbindelser (R-NO2). Mange organiske kvælstofforbindelser indgår i biologiske makromolekyler som proteiner og nukleinsyrer.

Fremstilling og anvendelser. Industrien producerer store mængder kvælstofforbindelser gennem Haber-Bosch-processen til ammoniak (NH3), som ligger til grund for kunstgødning og kemikalier. Ammoniak kan oxideres via Ostwald-processen til salpetersyre (HNO3). Kvælstofforbindelser anvendes derfor bredt i landbrug (gødning), kemisk produktion, medicin og materialer. Naturligt forekommende nitrogen kræver ofte biologisk eller industrielt fiksering for at blive tilgængeligt for levende organismer.

Miljø og sikkerhed. Overforbrug eller fejlagtig håndtering af kvælstofforbindelser kan føre til vandforurening og eutrofiering, kvælstoftunge forureningsfald i økosystemer og bidrag til luftforurening gennem NOx, der fremviser syreregning og partikulær dannelse. Mange kvælstofforbindelser kan være giftige eller kræve særlige sikkerhedsforanstaltninger i produktion og brug.