azoto
azoto
L'elemento 'senza vita' che mantiene la vita
L'azoto è il componente più abbondante dell'aria che respiriamo. Costituisce infatti i 4/5 dell'atmosfera terrestre. Come elemento reagisce difficilmente, ma i composti di cui fa parte, come l'ammoniaca e le proteine, hanno un'importanza fondamentale per l'economia e per la vita. La migrazione dei suoi atomi in natura dà luogo a un ciclo che è parte integrante dell'attività vitale che si svolge sulla Terra
I componenti dell'aria
Per molti secoli, i filosofi della natura ritenevano che l'aria fosse un corpo semplice, un elemento e, insieme alla terra, all'acqua e al fuoco, addirittura uno dei costituenti primordiali dell'Universo.
Solo alla metà del 18° secolo, studiando i fenomeni della respirazione e della combustione, alcuni chimici fecero una clamorosa scoperta: l'aria era costituita da due gas, uno che partecipava attivamente a questi fenomeni e un altro che non solo restava inerte, ma che anzi era ritenuto contrario alla vita perché nessun animale e nessun vegetale era in grado di sopravvivere in un ambiente saturo di questo gas. Il primo venne chiamato ossigeno, l'altro invece azoto, che in greco significa appunto "senza vita", per indicare che non sosteneva l'attività vitale degli organismi.
Nell'aria c'è molto azoto
L'aria, si calcolò, era una miscela di circa il 21% di ossigeno e di circa il 79% di azoto. Era dunque quest'ultimo elemento a costituire la gran parte dell'atmosfera che circonda la Terra. Si scoprì poi che la sua inerzia chimica era provvidenziale, poiché faceva sì che tutti i viventi non bruciassero all'istante, cosa che sarebbe avvenuta se nell'aria fosse stato presente molto più ossigeno. Nell'aria l'azoto ‒ così come l'ossigeno ‒ non è presente sotto forma di atomi liberi ma di molecole, formate ognuna da due atomi di azoto (N2, dove N è il simbolo chimico dell'azoto). L'azoto e l'ossigeno hanno una tendenza a reagire in presenza di acqua con formazione di acido nitrico, un acido molto aggressivo: fortunatamente questa reazione è molto lenta, altrimenti l'azoto e l'ossigeno dell'atmosfera, in presenza dell'acqua degli oceani, darebbero quantità enormi di acido nitrico, con effetti non proprio gradevoli sui viventi!
Il principale composto dell'azoto è l'ammoniaca, che in natura è presente come prodotto della decomposizione degli organismi, mentre industrialmente è ottenuta in grandi quantità proprio a partire dall'azoto atmosferico combinandolo con l'idrogeno. Il processo industriale di questa sostanza è molto importante perché rappresenta il mezzo più semplice per fissare l'azoto dell'aria, cioè per farlo entrare in un composto utilizzabile per altri scopi.
Il ciclo dell'azoto
L'azoto, tuttavia, è molto presente in forma combinata anche negli organismi viventi, soprattutto in quelli animali. Per esempio, è uno dei componenti fondamentali delle proteine (che ne contengono mediamente il 16%). È stato, così, molto importante comprendere come l'azoto fosse in grado di fissarsi in esse e quali relazioni vi fossero fra azoto atmosferico e quello presente nei suoli e quindi nelle piante e negli animali.
Di qui la scoperta dell'importante ciclo dell'azoto, che rappresenta la 'migrazione complessiva' di questo elemento in natura: durante la digestione o nella putrefazione degli organismi morti le proteine vegetali o animali vengono demolite e vengono prodotti azoto molecolare e ammoniaca: questi in gran parte si liberano nell'atmosfera, mentre una piccola parte dell'azoto si fissa direttamente nel terreno, dove, grazie alle piogge, può arrivare anche l'ammoniaca presente nell'atmosfera.
L'azoto viene fissato nel terreno grazie a batteri particolari che vivono sulle radici di alcune piante e una parte viene trasformata in composti dell'acido nitrico (detti nitriti e nitrati) utilissimi come concimi. I composti dell'azoto presenti nel suolo assorbiti dalla piante sono trasformati in proteine vegetali che, ingerite come cibo dagli animali, vengono prima decomposte e poi trasformate in proteine, oppure restituite al terreno come escrementi. Infine, quando i viventi muoiono restituiscono all'ambiente i propri componenti azotati e così il ciclo dell'azoto si chiude e ricomincia da capo. Perciò, senza l''inerte' azoto sulla nostra Terra non vi sarebbe attività vitale.