固氮的转化是什么,为什么?
方法
1,自然固氮
科学家发现,一些豆科植物从来不需要施肥,但大豆蛋白质的含量很高。原来豆科植物的根上有很多根瘤,每个根瘤都是一株氮肥植物。同时发现土壤中有很多根瘤菌,它们通常生活在一些腐烂的植物上。当豆科植物种植在土壤中时,根瘤菌会顺着豆科植物的根毛尖端,钻入豆科植物的皮层,在皮层中大量繁殖。皮层细胞受到根瘤菌分泌的刺激,也迅速分裂,围绕中央的根瘤菌形成小结节。此时豆科植物供给根瘤矿质元素、水分和有机养分,而根瘤菌利用胞内固氮酶将空气中的游离氮还原成NH4+氮肥供豆科植物利用。根瘤菌寄生在豆科植物中,其中含有固氮酶,可以将空气中的氮转化为含氮化合物。
固氮酶的作用可以简单描述如下:除了豆科植物的根瘤菌外,在禾本科和其他禾本科作物的根部还有固氮螺旋菌,一些低等原核植物——固氮蓝藻和自养固氮菌都含有固氮酶,这些酶具有固氮作用。这一类属于自然固氮和生物固氮。闪电能把空气中的氮转化成一氧化氮,一次闪电能产生80 ~ 80~1500kg的一氧化氮。这也是一种自然固氮。自然固氮远远不能满足农业生产的需要。
2.人工固氮
20世纪初,用模拟闪电和电弧的方法生产硝酸和氮肥。这种固氮耗电量大,成本高,所以被淘汰了。这是早期的人工固氮。因为N2的N≡N键很强,氮分子的结构很稳定,正常情况下氮的化学性质是不活泼的。
现在,世界上许多国家(包括中国)的科学家都在研究模拟生物固氮,即寻找人工制造的具有固氮活性的化合物。固氮酶由两种蛋白质组成。蛋白质(重氮酶)的分子量约为220,000,含有两个钼原子、32个铁原子和32个活性硫原子。另一种蛋白质(重氮还原酶)由两个相同的亚基组成,分子量为29000,每个亚基含有四个铁原子和四个硫原子。已经发现一些有机金属化合物可以用作可溶性固氮催化剂。
因为N2的N≡N键很强,氮分子的结构很稳定,正常情况下氮的化学性质是不活泼的。