EXPOSISCIP
CICLO DEL NITROGENO
1.INTRODUCCION:
Símbolo N
Peso atómico es
de 14,006 y
que en condiciones normales forma un gasdiatómico (nitrógeno diatómico o molecular) que constituye del orden del 78 % del aire atmosférico.
2.APLICACIONES:
La aplicación en la obtención
de amoníaco la cual se emplea con posterioridad en la
fabricación de fertilizantes y ácido nítrico.
Amonio
(NH4+) y el nitrato (NO3-) lo pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo
en su metabolismo.
Las sales del ácido nítrico
incluyen importantes compuestos como el nitrato de potasio (nitro
o salitre empleado en la fabricación de pólvora) y el nitrato de amonio fertilizante.
Los compuestos orgánicos de nitrógeno como
la nitroglicerina y el trinitrotolueno son a menudo explosivos. La hidracina y sus derivados se usan como combustible
en cohetes.
3.SE ENCUENTRA:
-Fijación
atmosférica: Debido a la energía de las tormentas se crean compuestos de
nitrógeno asimilables por las plantas.
- Fijación biológica: Ciertos grupos de
bacterias son capaces de convertir el nitrógeno atmosférico (N2) en amonio
asimilables bacterias del suelo.
- Fijación industrial: Consiste en
reproducir el mismo proceso (biológico y atmosférico) pero de manera
artificial.
4.PROCESO
DEL USO DEL NITROGENO
Usan esos átomos de N para la síntesis de
las proteínas y ácidos nucleicos.
Los
animales obtienen su nitrógeno al comer a las plantas o a otros animales
En el metabolismo de los
compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ión amonio que es
muy tóxico y debe ser eliminado.
Esta eliminación se hace en
forma de amoniaco (algunos peces y organismos acuáticos), o en forma de urea
(el hombre y otros mamíferos) o en forma de ácido úrico (aves y otros
animales de zonas secas). Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde
pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias.
Algunas bacterias convierten
amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas
bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas
(alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes
para hacer un abonado natural de los suelos.
Donde existe un exceso de
materia orgánica hay otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo
los compuestos de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del
ecosistema a la atmósfera.
A pesar de este ciclo, el N suele ser uno
de los elementos que escasean y que es factor limitante de la productividad
de muchos ecosistemas. Tradicionalmente se han abonado los suelos con
nitratos para mejorar los rendimientos agrícolas. Durante muchos años se
usaron productos naturales ricos en nitrógeno como el guano o el nitrato de
Chile. Desde que se consiguió la síntesis artificial de amoniaco por el proceso
Haber fue posible fabricar abonos nitrogenados que se emplean actualmente en
grandes cantidades en la agricultura. Como veremos su mal uso produce, a
veces, problemas de contaminación en las aguas.
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5.CICLO DEL NITROGENO
Este es quizá uno de los ciclos
más complicados, ya que el nitrógeno se encuentra en varias formas, y se llevan
a cabo en él, una serie de procesos químicos en los que el nitrógeno es tomado
del aire y es modificado para finalmente ser devuelto a la atmósfera.
6.FASES DEL CICLO DEL NITROGENO
6.1.FIJACIÓN.
La fijación biológica del nitrógeno
consiste en la incorporación del nitrógeno atmosférico, a las plantas, gracias a
algunos microorganismos, principalmente bacterias y cianobacterias que se
encuentran presentes en el suelo y en ambientes acuáticos. Esta fijación se da
por medio de la conversión de nitrógeno gaseoso (N2) en amoniaco (NH3) o
nitratos (NO3-).La cantidad de nitrógeno fijado por estas bacterias es
impresionante: 200 millones de toneladas anuales.
6.2.
NITRIFICACIÓN O MINERALIZACIÓN.
Solamente existen dos formas de
nitrógeno que son asimilables por las plantas, el nitrato (NO3-) y el amonio
(NH4+). Las raíces pueden absorber ambas formas, aunque pocas especies
prefieren absorber nitratos que amoniaco. El amonio es convertido a nitrato gracias
a los microorganismos por medio de la nitrificación. La modificación de NH4+ a
NO3- depende de la temperatura del suelo.
Esta fase es realizada en dos
pasos por diferentes bacterias: primero, las bacterias del suelo Nitrosomonas y
Nitrococcus convierten el amonio en nitrito (NO2-), luego otra bacteria del
suelo, Nitrobacter, oxida el nitrito en nitrato.
6.3.
ASIMILACIÓN.
La asimilación ocurre cuando las
plantas absorben a través de sus raíces, nitrato (NO3-) o amoniaco (NH3),
elementos formados por la fijación de nitrógeno o por la nitrificación. Luego,
estas moléculas son incorporadas tanto a las proteínas, como a los ácidos nucleicos
de las plantas. Cuando los animales consumen los tejidos de las plantas, también
asimilan nitrógeno y lo convierten en compuestos animales.
6.4. AMONIFICACIÓN.
Los compuestos proteicos y otros
similares, que son los constitutivos en mayor medida de la materia nitrogenada aportada
al suelo, son de poco valor para las plantas cuando se añaden de manera directa.
En este nuevo proceso de integración de nitrógeno al ciclo, las bacterias fijadoras
llevan a cabo la digestión enzimática, por lo que el amonio se degrada a compuestos
aminados, como proteosas, peptonas y al final, en aminoácidos. Es por esta
razón que el proceso se llama aminificación o aminización.
6.5.
DESNITRIFICACIÓN.
Es el proceso contrario a la
mineralización, por medio del cual las formas inorgánicas (NH4+ y NO3-) son convertidas
a nitrógeno orgánico y, por tanto, no asimilables.
La reducción de los nitratos (NO3-)
a nitrógeno gaseoso (N2), y amonio (NH4+) a amoniaco (NH3), se llama desnitrificación,
y es llevado a cabo por las bacterias desnitrificadoras que revierten la acción
de las fijadoras de nitrógeno, regresando el nitrógeno a la atmósfera en forma
gaseosa. Este proceso ocasiona una pérdida de nitrógeno para el ecosistema; ocurre
donde existe un exceso de materia orgánica y las condiciones son anaerobias, además
de que hay poca disponibilidad de agua y un alto pH,
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