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A redução biológica de nitrogênio molecular, N2, a amônia, NH3, é conhecida como fixação de nitrogênio. Esse processo é catalisado por micro-organismo presentes em algumas raízes de plantas leguminosas. O processo pode ser simplificado pela seguinte equação química:
N2 -> A -> B -> NH3
Sabendo-se que que a conversão de N2 em A e A em B são etapas que envolvem 2 elétrons, os compostos A e B podem ser respectivamente:
NH4 + e N2O4
N2H2 e N2H4
N2H2 e NO3 -
N2H4 e NO2
NO2 e NO3 -