まとめ
【定義】
ちっ素(窒素)は、地球の大気の約78%(体積比で78.08%)を占める無色・無臭・無味の気体である。化学的に非常に安定しており、タンパク質や核酸など、全ての生物の生存に不可欠な化合物の構成要素となっている。
学習の要点
- 重要語句:肥料の3要素、タンパク質の材料、不完全燃焼、温室効果ガス
- 用語の意義:大気中で最も高い比率を占める成分であり、植物の成長に欠かせない肥料成分としての役割や、産業上のガス管理の重要性を理解する。
解説
地球の大気は、約78%のちっ素と約21%の酸素を主成分とし、微量のアルゴンや二酸化炭素などが含まれている。ちっ素は、植物の成長に欠かせない「肥料の3要素」の一つであり、植物が体内でタンパク質を作る際の重要な材料となる。
環境問題との関わりにおいては、化石燃料の燃焼時に発生するちっ素酸化物が酸性雨の原因となることが知られている。また、大気中に含まれる他の気体についても注意が必要である。例えば、一酸化炭素は燃料の不完全燃焼によって発生し、無色・無臭でありながら強い毒性を持ち、中毒を引き起こす危険がある。メタンは二酸化炭素よりも強力な温室効果ガスとしての性質を持ち、地球温暖化への影響が指摘されている。
産業現場や実験室等で使用される高圧ガスボンベは、その中身を瞬時に判別できるよう法律で色が定められている。本資料の例では、液化アンモニア(白)、液化塩素(黄)、水素ガス(赤)、液化炭酸ガス(緑)、酸素ガス(黒)のように厳格に区分されている。なお、ちっ素ガス自体のボンベは一般的にねずみ色(灰色)が用いられる。
補足
空気中の成分構成は、ちっ素(78.08%)、酸素(20.95%)、アルゴン(0.93%)、二酸化炭素(0.04%前後)の順に多く含まれる。ちっ素分子は非常に強い結合(三重結合)を持っているため、常温では他の物質と反応しにくい特性がある。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
ちっ素は、私たちのまわりにある空気の中で、一番たくさんふくまれている気体です。空気全体の約78%、つまり4分の3以上がこの「ちっ素」でできています。
ちっ素は、人間や動物、植物が生きていくためにとても大切なものです。特に植物にとっては、体を大きく育てるための「肥料(ひりょう)」の大事な材料になります。また、私たちの筋肉や血を作る「タンパク質」のもとにもなっています。
ちっ素そのものに色やにおいはありませんが、工業用に使われるときは、まちがえないように「ねずみ色」のボンベに入れられる決まりがあります。空気にはちっ素のほかに、私たちが呼吸に使う酸素(約21%)や、アルゴン、二酸化炭素などが少しずつまじり合っています。
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