Processen att ändra fri kvävgas (N2) till en användbar form kallas kvävefixering . Detta är ett avgörande steg i kvävecykeln, eftersom atmosfäriskt kväve inte är direkt användbart av de flesta organismer. Här är en uppdelning av de viktigaste metoderna:

1. Biologisk kvävefixering:

* mikroorganismer: Detta är den viktigaste naturliga processen. Vissa bakterier, främst prokaryoter, har enzymet nitrogenas som kan bryta den starka trippelbindningen i N2 -molekyler.

* typer av bakterier: Dessa bakterier kan vara:

* frittlevande: De lever i jord och vatten.

* Symbiotiska: De lever i en ömsesidigt fördelaktig relation med växter, särskilt baljväxter (t.ex. bönor, ärtor, klöver).

* Mekanism: De omvandlar N2 till ammoniak (NH3), som sedan omvandlas till ammoniumjoner (NH4+) i jorden. Denna form är lätt tillgänglig för växter.

2. Industriell kvävefixering (Haber-Bosch-process):

* mänsklig: Detta är en högtemperatur, högtrycksprocess som används för att syntetisera ammoniak från atmosfäriskt kväve och väte.

* Reaktion: N2 + 3H2 → 2NH3

* Betydelse: Denna process är avgörande för att producera gödselmedel, sprängämnen och andra kväveinnehållande föreningar.

* Miljöpåverkan: Det är energikrävande och bidrar till utsläpp av växthusgaser.

3. Andra fixeringsprocesser (mindre):

* Lightning: Atmosfäriskt kväve kan omvandlas till kväveoxider (NOx) under blixtnedslag.

* Förbränning: Högtemperaturförbränningsprocesser kan också producera NOx.

Sammanfattning:

Nyckeln till kvävefixering är att bryta den starka trippelbindningen i N2. Detta kan uppnås genom:

* Biologisk kvävefixering: Med hjälp av specialiserade enzymer av bakterier.

* Industriell kvävefixering (Haber-Bosch-process): Med hög temperatur och tryck.

Båda metoderna är avgörande för att tillhandahålla användbart kväve för att stödja livet på jorden.