azotowanie

Azotowanie to ogólna nazwa procesu chemicznego polegającego na wprowadzeniu azotu do danego materiału. W języku polskim termin ten używany jest w dwóch głównych kontekstach: chemii organicznej, gdzie chodzi o nitrowanie związków organicznych (nitracja), oraz w metalurgii, gdzie azot difuzyjnie wnika w powierzchnię metalu, tworząc warstwę nitrydu (azotowanie stali). Pochodzi od słowa azot, czyli elementu chemicznego wchodzącego w skład otrzymywanych związków.

W chemii organicznej azotowanie odnosi się najczęściej do nitrowania compartów aromatycznych i innych związków, czyli wprowadzenia grupy nitro (-NO2) do cząsteczki. Typowym reagensem nitrującym jest mieszanina kwasu siarkowego i kwasu azotowego skoncentrowanych, która działa jako elektrofilowy czynnik nitrujący. Reakcja jest realizowana zazwyczaj w kontrolowanych warunkach temperaturowych i prowadzi do powstania nitrozwiązków, które stanowią ważne pośredniki w syntezie barwników, leków czy materiałów wybuchowych. Właściwy przebieg nitrowania zależy od obecności podstawnika i jego wpływu na regiospecyficzność, a także od warunków prowadzenia reakcji i bezpieczeństwa ze względu na silnie egzotermiczny charakter mieszanin nitrujących.

W metalurgii azotowanie (nitriding) to proces dyfuzji azotu do powierzchni metalu w wysokiej temperaturze, zwykle z użyciem amoniaku lub innych źródeł azotu. Powstają tzw. nitrydy żelaza, tworzące twardą, odporną na zużycie warstwę powierzchniową. W porównaniu z innymi procesami obróbki cieplnej azotowanie powoduje niewielkie odkształcenia i umożliwia znaczne wydłużenie żywotności elementów mechanicznych, takich jak przekładnie, wały korbowe czy narzędzia. Warianty obejmują azotowanie gazowe i plazmowe, różniące się źródłem azotu i warunkami procesowymi.

Bezpieczeństwo i środowisko są istotne w obu kontekstach: nitrowanie organiczne wymaga pracy z silnie żrącymi kwasami i wydzielającymi się gazami, natomiast azotowanie stali wiąże się z wysokimi temperaturami i toksycznymi gazami aminowymi. Produkty pośrednie i resztkowe odpady należy neutralizować i usuwać zgodnie z przepisami.