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氮?dú)狻稓怏w應(yīng)用大全》

2019-6-19 11:15:40

氮氣 N₂

1.別名·英文名

Nitrogen．

2.用途

化肥、氨、硝酸等化合物的制造，惰性保護(hù)介質(zhì)，速凍食品、低溫粉碎等的制冷劑、冷卻劑，電子工業(yè)中的外延、擴(kuò)散、化學(xué)氣相淀積、離子注入、等離子干刻、光刻等，還用作標(biāo)準(zhǔn)氣、校正氣、零點(diǎn)氣、平衡氣等。

3.制法

①空氣分離法。

②氨或亞硝酸銨的分解法：NH₄NO₂→N₂+2H₂O。

③在銅屑上通過氧化氮。

4.理化性質(zhì)

分子量： 28.0134

熔點(diǎn)(三相點(diǎn)，12.53kPa)： -210.0℃

沸點(diǎn)(101.325kPa)： 195.8℃

液體密度(-210℃，12.534kPa)：869.5 kg/m³

相對(duì)密度(氣體，20℃，101.325kPa，空氣=1)：0.967

比容(21.1℃，101.325kPa)：861.5m³/kg

氣液容積比(15℃，100kPa)： 691L/L

臨界溫度： -146.9℃

臨界壓力： 3400kPa

臨界密度： 311 kg/m³

壓縮系數(shù)：

溫度 (K)	壓縮系數(shù)
溫度 (K)	100kPa	1000kPa	10000kPa
300 350	0.9998 1.000l	0.9983 1.0011	1.0052 1.0271

熔化熱(-210.002℃，12.53kPa)：25.75 kJ/kg

氣化熱(-195.803℃，101.325kPa):198.70kJ/kg

比熱容(100kPa，300K)：Cp=1040.8J/(kg·K)

Cv=742.74J/(kg·K)

比熱比(16.8℃，101，326kPa，氣體)： Cp/Cv=1.407

蒸氣壓(-200℃)： 60 kPa

(-180℃)： 465kPa

(-150℃)： 2950 kPa

粘度(100kPa，280K)：0.01691 mPa·S

表面張力(70K)： 10.53mN/m

導(dǎo)熱系數(shù)(100kPa，280K)：0.02447W/(m·K)

折射率(液體，77.12K，101，325kPa，6563?)：1.19844

(氣體，0℃，101,325kPa，6563?)：1.00029729

毒性級(jí)別： 3

易燃性級(jí)別：0

易爆性級(jí)別：0

在常溫常壓下，氮為無色無臭無味的惰性氣體。氮在空氣中約占78.1%。液態(tài)氮也是無色無臭,比水輕。在空氣中不燃燒。

常溫下呈現(xiàn)惰性，但在高溫下與氧化合。在高溫高壓有催化劑時(shí)與氫化合成氨。

N₂+O₂→2NO

N₂+3H₂→2NH₃

與鹵素不直接化合，而且間接得的鹵化物非常不穩(wěn)。

減壓下放電可得到活化的氮。在高溫與金屬化合生成氮化物(Mg₃N₂，Cu₃N₂等)。在1000℃與碳化鈣反應(yīng)生成氨腈鈣。微溶于水、酒精和醚。在25℃、101.325kPa時(shí)的溶解度為，在甲醇中16.45 ml/100ml，在乙醇中14.89 ml/100ml，在乙醚中29.30ml/100ml。在水中的溶解度為0.02354 ml/g(0℃)，0.01358 ml/g(30℃)，0.01023 ml/g(60℃)。

5.毒性

氮本身無毒，無刺激性，吸入的氮?dú)馊砸栽瓮ㄟ^呼吸道排出。然而，空氣中含氮量增加會(huì)造成氧的稀釋，影響人的正常呼吸。高濃度的氮?dú)饪梢鹬舷?。液氮接觸皮膚能引起冷燒傷。

吸入高濃度氮?dú)獾幕颊邞?yīng)迅速轉(zhuǎn)移至空氣新鮮處，安置休息并保持溫暖。皮膚接觸液氮時(shí)立即用水沖洗，如果產(chǎn)生凍瘡，須就醫(yī)診治。

6.安全防護(hù)

氮?dú)庖檬軌轰撈抠A裝，液氮要用絕熱容器、槽車貯運(yùn)。氮無腐蝕性，在常溫下可使用碳鋼、不銹鋼、銅、銅合金、鋁等通用金屬材料和普通的塑膠材料。對(duì)液氮可使用鎳鋼(90%Ni)、不銹鋼、銅、黃銅和硅青銅。在低溫下可使用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯聚合體。

當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，不能往液氮容器中灌進(jìn)水。廢氣可排入大氣中。

氮?dú)獾挠猛荆?在國民經(jīng)濟(jì)和日常生活中，氮?dú)庥袕V泛的用途。首先，利用它“性格孤獨(dú)”的特點(diǎn)，我們將它充灌在電燈泡里，可防止鎢絲的氧化和減慢鎢絲的揮發(fā)速度，延長燈泡的使用壽命。還可用它來代替惰性氣體作焊接金屬時(shí)的保護(hù)氣。在博物館里，常將一些貴重而稀有的畫頁、書卷保存在充滿氮?dú)獾膱A筒里，這樣就能使蛀蟲在氮?dú)庵斜粣炈馈＠玫獨(dú)馐辜Z食處于休眠和缺氧狀態(tài)、代謝緩慢，可取得良好的防蟲、防霉和防變質(zhì)效果，糧食不受污染，管理比較簡單，所需費(fèi)用也不高，故近年來進(jìn)展較快。目前，日本和意大利等國已進(jìn)入小型生產(chǎn)試驗(yàn)階段。近年來。我國不少地區(qū)也應(yīng)用氮?dú)鈦肀４婕Z食，叫做“真空充氮貯糧”，亦可用來保存水果等農(nóng)副產(chǎn)品。　　利用液氮給手術(shù)刀降溫，就成為“冷刀”。醫(yī)生用“冷刀”做手術(shù)，可以減少出血或不出血，手術(shù)后病人能更快康復(fù)。使用液氮為病人治療皮膚病，效果也很好。這是因?yàn)橐旱臍饣瘻囟仁牵?95.8℃，因此，用來治療表淺的皮膚病常常很容易使病變處的皮膚壞死、脫落。過去皮膚科常以“干冰”治療血管瘤，用意雖然相同，但冷度遠(yuǎn)不及液氮。醫(yī)治肺結(jié)核的“人工氣胸術(shù)”，也是把氮?dú)猓ɑ蚩諝猓┐蜻M(jìn)肺結(jié)核病人的胸腔里，壓縮有病灶的肺葉，使它得到休息。　現(xiàn)在，人們還利用液氮產(chǎn)生的低溫，來保存良種家畜的精子，貯運(yùn)各地，解凍后再用于人工授精。如廣西省水產(chǎn)研究所試用液態(tài)氮保藏鯢魚精液，獲得成功。氮?dú)膺€是一一種重要的化工原料，可用來制取多種化肥，炸藥等等。　氮是“生命的基礎(chǔ)”，它不僅是莊稼制造葉綠素的原料，而且是莊稼制造蛋白質(zhì)的原料，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界的莊稼，在一年之內(nèi)，要從土壤里攝取四千多萬噸氮。　　科學(xué)家對(duì)氮?dú)獗в泻艽蟮南Ｍ?，他們認(rèn)為；根瘤菌之所以有一套巧奪天工的妙法，能把空氣中的氮直接捕捉下來變成氮肥。是因?yàn)樗w內(nèi)有一種固氮酶，這種酶就是捕捉氮?dú)獾哪苁郑热粑覀兡苡没瘜W(xué)的方法人工合成大量的固氨酶，豈不輕而易舉地巧將氮?dú)庾兊柿藛幔?。

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