2007 skolor Wikipedia val. Relaterade ämnen: allmän biologi; Allmän kemi
kvävefixering är den process genom vilken kväve tas från dess relativt inerta molekylform (N2) i atmosfären och omvandlas till kväveföreningar som är användbara för andra kemiska processer (såsom särskilt ammoniak, nitrat och kvävedioxid) .
kvävefixering utförs naturligt av ett antal olika prokaryoter, inklusive bakterier och aktinobakterier vissa typer av anaeroba bakterier. Mikroorganismer som fixar kväve kallas diazotrofer. Vissa högre växter och vissa djur ( termiter) har bildat föreningar med diazotrofer.
biologisk kvävefixering upptäcktes av den nederländska mikrobiologen Martinus Beijerinck.
biologisk kvävefixering
biologisk kvävefixering (BNF) uppstår när atmosfäriskt kväve omvandlas till ammoniak av ett par bakteriella enzymer som kallas kväveas . Formeln för BNF är:
N2 + 8h+ + 8e− + 16 ATP 2NH3 + H2 + 16adp + 16 Pi
även om ammoniak (NH3) är den direkta produkten av denna reaktion, joniseras den snabbt till ammonium (NH4+). I fritt levande diazotrofer assimileras det kväveasgenererade ammoniumet i glutamat genom glutaminsyntetas / glutamatsyntas-vägen.
i de flesta bakterier är kväveasenzymerna mycket mottagliga för förstöring av syre (och många bakterier upphör med produktionen av enzymet i närvaro av syre) . Låg syrespänning uppnås av olika bakterier genom: att leva under anaeroba förhållanden, andas för att dra ner syrenivåer eller binda syret med ett protein (t .ex. leghemoglobin). Den stora majoriteten av baljväxter har denna förening, men några släkter (t.ex. Styphnolobium) gör det inte.
icke-baljväxter kvävefixeringsanläggningar
växter från många andra familjer har liknande föreningar, inklusive: * Lobaria lavar och några andra lavar
- mygga ormbunke (Azolla arter)
- cykader
- Gunnera
- Al (Alnus arter)
- Ceanothus (Ceanothus arter)
- vax myrten (Myrica arter)
- berg-mahogny (cercocarpus arter)
- bitterbrush (purshia tridentata)
- Buffelbär (Shepherdia argentea)
- Ironwood (Casuarina arter), sheoak (allocasuarina arter) och andra släkten i casuarinaceae
kemisk kvävefixering
kväve kan också vara konstgjort fixerad för användning i gödselmedel, sprängämnen eller i andra produkter. Den mest populära metoden är av Haber-processen. Denna konstgjorda gödselproduktion har uppnått en sådan skala att den nu är den största källan till fast kväve i jordens ekosystem.
Haber-processen kräver höga tryck och mycket höga temperaturer och aktiv forskning är engagerad i utvecklingen av katalysatorsystem som omvandlar kväve till ammoniak vid omgivande temperaturer. Det första dinitrogenkomplexet upptäcktes 1965 baserat på ammoniak samordnad till rutenium (2+) Denna upptäckt följdes av det första exemplet på homolytisk klyvning av kväve av ett molybdenkomplex till två ekvivalenter av ett trippelbundet MoN-komplex (1995). Det första katalytiska systemet som omvandlar kväve till ammoniak vid rumstemperatur och 1 atmosfär upptäcktes 2003 och är baserat på en annan molybdenkatalysator, en protonkälla och ett starkt reduktionsmedel .
