Fysik og kemi i 9. klasse
med udgangspunkt
i Fælles Mål 2009

Afsnit nr.
943a

 

Kvælstofs kredsløb

I dette afsnit skal vi se på . . .

  • kvælstofs kredsløb i naturen

  • proteiner

  • påvisning af kvælstof-ionen nitrat

Først lidt teori . . .
   
Kvælstof og protein

Når vi snakker om mad og kemi, så er der 4 grupper fødevarer, som giver os energi:

  • kulhydrater
  • fedtstoffer
  • protein
  • alkohol

Alle 4 grupper indeholder kulstof, brint og ilt. Protein indeholder desuden kvælstof.
 
Fra ammoniak til nitrat

Normalt er det døde planter, der rådner og tilfører nitrat til jorden og planterne. Afføring fra dyr indeholder ammoniak, som også kan blive til nitrat, således som det fremgår af reaktionsligningerne herunder . . .
 

NH3 + H2O

®

 NH4+ + OH-

ammoniak + vand

®

 ammonium-ion + hydroxid-ion
     
På nogle næringsfattige jorde lever bakterier, som kan omdanne kvælstof til nitrat. Planter og bakterier lever i symbiose, planten får nitrat og bakterierne får sukker fra planten. Dette gør, at nogle planter kan leve på mager jord. Det foregår i to trin:
 
1. trin:    

2 NH4+ + 3 O2

®

 2 NO2- + 2 H2O + 4 H+

ammoniumiun-ion + oxygen

®

 nitrit + vand + hydrogen-ioner
     
 2. trin:    

2 NO2- + O2

 ® 2 NO3-

nitrit + oxygen

 ® nitrat
 
Nitrat-ion

Kvælstof har 5 arme at binde sig til andre atomer med. Ilt har 2 (for at opfylde oktet-reglen). Nitrat-ionen har derfor et overskud af en elektron, og formlen er derfor NO3-.

 

   
Kvælstofs kredsløb

Grundstoffet nitrogen er et godt eksempel på et stofs kredsløb i naturen. Man kan næsten kalde det ”naturens eget genbrug”. Se forklaringen til illustrationen længere nede på siden.

Det er en god idé at lave sin egen
tegning med kvælstofs kredsløb.
Lad dig inspirere af tegningen herunder og
tegningen på side 30 og 31 i bogen Ny Prisma 9.
 

 
  1. Mens planterne vokser, optager de nitrat fra jorden og danner proteiner. Proteiner kaldes også æggehvidestoffer. Nogle planter har endda bakterieknolde, som omdanner kvælstof til nitrat.
  2. Dyrene æder planterne og optager proteinerne. Muskelmasse (kød) indeholder næsten udelukkende protein.
  3. Når vi spiser kød- eller dyre produkter som ost og mælk, får vi en proteinrig kost.
  4. En del af vor mad er vegetabilsk. Vi optager proteinerne direkte fra den grønne mad. Mængden af fødevarer nedsættes væsentligt, når vi spiser de proteinrige madvarer direkte i stedet for at lade dyrene spise dem først.
  5. Gødning, blade, døde dyr osv. bliver til muld, der indeholder nitrogen. For at øge høstudbyttet, tilsætter landmanden nitrogenholdig kunstgødning eller husdyrgødning (gylle).
  6. Nitrat-ionerne går tilbage i kredsløbet.

 
Kvælstof·forbindelser

Kvælstof·forbindelser
Salpetersyrens salte kaldes nitrater
De består af metal + salpetersyrerest

H NO3 = hydrogennitrat, salpetersyre

Na NO3 = natriumnitrat, chilesalpeter

Ca (NO3)2 = calciumnitrat, kalksalpeter

Ag NO3 = sølvnitrat, ”helvedessten”, lapis
Nitrat og nitrit i vand

Nitrat og nitrit er den vigtig del af kvælstofs kredsløb i naturen.

Planter har brug for nitrat for at opbygge proteiner. Men selv om protein er nødvendigt for at få grønne planter, så kan for meget nitrat også gøre skade. Der kommer øget algevækst i åer og søer, og det kan ende med at bruge al ilt i vandet, så søen dør.

Vi bruger de smarte Quantofix sticks til at måle nitrat-indholdet med. Man kan også bruge dem til at vise, at der virkelig er nitrat i f.eks. Substral.
   

Man kan nemt og præcist påvise nitrat-ioner med teststrimlerne (stiks).

Der er nitrat i plantegødning, fordi planterne skal have kvælstof for at få fine, grønne blade.
 
 
Ny Prisma 9

Side 30-31 handler om kvælstofs kredsløb og genbrug i naturen. Der er nogle detaljer med i bogen, som ikke nævnes i det ovenstående:

  • at lyn kan omdanne N2 til NO2
  • at tang og alger kan optage NH3