Номер 1, страница 86, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Как осуществляется круговорот азота в природе?

1. Круговорот азота в природе — это сложный биогеохимический цикл, в ходе которого азот претерпевает ряд превращений, переходя из атмосферы в почву и живые организмы, а затем обратно в атмосферу. Азот является важнейшим элементом для всех живых существ, так как он входит в состав белков, нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и АТФ. Цикл включает в себя несколько ключевых стадий:

Азотфиксация. Это начальный этап, на котором атмосферный азот ($N_2$), составляющий около 78% воздуха, но недоступный для большинства организмов из-за прочной тройной связи между атомами, преобразуется в более доступные соединения, в основном в аммиак ($NH_3$). Существует три основных пути фиксации азота:

• Биологическая азотфиксация: Осуществляется специальными микроорганизмами (азотфиксирующими бактериями). Некоторые из них (например, бактерии рода Rhizobium) живут в симбиозе с бобовыми растениями, образуя на их корнях клубеньки. Другие, такие как Azotobacter и цианобактерии, являются свободноживущими.
• Атмосферная азотфиксация: Происходит во время грозы. Энергия молний разрывает молекулы азота ($N_2$), позволяя им реагировать с кислородом. Образуются оксиды азота, которые с дождевой водой попадают в почву в виде азотной кислоты, образуя нитраты ($NO_3^-$).
• Промышленная азотфиксация: Человек научился связывать атмосферный азот в промышленных масштабах (процесс Габера-Боша) для производства азотных удобрений, что оказывает значительное влияние на естественный цикл.

Нитрификация. Это процесс окисления аммиака ($NH_3$) или ионов аммония ($NH_4^+$), образовавшихся в результате азотфиксации или разложения органики, до нитратов ($NO_3^-$). Процесс проходит в два этапа и осуществляется почвенными бактериями:

1. Сначала бактерии-нитрификаторы (например, Nitrosomonas) окисляют аммиак до нитритов ($NO_2^-$).
2. Затем другие бактерии (например, Nitrobacter) окисляют нитриты до нитратов ($NO_3^-$). Нитраты легко усваиваются растениями.

Ассимиляция. На этой стадии растения поглощают из почвы соединения азота (в основном нитраты, а также аммоний) и используют их для синтеза собственных органических молекул: аминокислот, белков, нуклеиновых кислот. Животные получают азот, поедая растения или других животных. Таким образом, азот включается в пищевые цепи.

Аммонификация (минерализация). После гибели растений и животных, а также в процессе выделения ими продуктов жизнедеятельности, содержащийся в них органический азот разлагается. Этот процесс осуществляется редуцентами — бактериями и грибами. В результате разложения органических соединений азот возвращается в почву в виде аммиака ($NH_3$) и ионов аммония ($NH_4^+$), которые могут снова быть использованы растениями или подвергнуться нитрификации.

Денитрификация. Это заключительный этап, замыкающий цикл. Процесс денитрификации заключается в восстановлении нитратов ($NO_3^-$) до газообразного азота ($N_2$), который затем возвращается в атмосферу. Этот процесс осуществляется денитрифицирующими бактериями (например, рода Pseudomonas) в анаэробных (бескислородных) условиях, например, в заболоченных почвах или глубоких слоях грунта.

Таким образом, круговорот азота представляет собой непрерывный процесс, поддерживающий баланс этого жизненно важного элемента в биосфере.

Ответ: Круговорот азота — это биогеохимический цикл, который включает в себя последовательные процессы: 1) азотфиксацию (превращение атмосферного азота $N_2$ в аммиак $NH_3$); 2) нитрификацию (окисление аммиака до нитратов $NO_3^-$); 3) ассимиляцию (поглощение азотных соединений живыми организмами); 4) аммонификацию (разложение органики с высвобождением аммиака); 5) денитрификацию (восстановление нитратов до газообразного азота $N_2$, который возвращается в атмосферу).