氮?dú)獾陌踩裕罕M管氮?dú)獗旧頍o毒,但在高濃度下會導(dǎo)致窒息,因為它能替代空氣中的氧氣,降低環(huán)境中的氧氣含量。因此,在使用氮?dú)獾膱鏊鶓?yīng)確保通風(fēng)良好,并配備氧氣監(jiān)測設(shè)備。液氮由于極低的溫度,在操作時需佩戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)裝備,如絕熱手套和面罩,以防止凍壞。氮?dú)庾鳛橐环N重要的工業(yè)氣體,因其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和普遍的用途,成為現(xiàn)代工業(yè)和科技領(lǐng)域不可或缺的資源。通過空氣分離、膜分離和吸附分離等多種生產(chǎn)方法,人們能夠高效地獲取和利用氮?dú)狻嶒炇矣玫獨(dú)獗Wo(hù)活潑金屬,防止其與空氣中氧氣反應(yīng)。靜安區(qū)石墨烯電芯用氮?dú)庠趺礃?/p>
氮?dú)庠诠I(yè)生產(chǎn)中的作用和用途:氮?dú)庠诠I(yè)生產(chǎn)中有普遍的應(yīng)用和多種用途,以下是一些常見的例子:惰性氣體:氮?dú)饩哂蟹欠磻?yīng)性和化學(xué)穩(wěn)定性,可以用作惰性氣體來防止氧化、腐蝕和爆裂。例如,在化學(xué)工業(yè)中,氮?dú)饪捎糜诒Wo(hù)和包裹易燃、易爆物品、化學(xué)試劑和儲存設(shè)備。加壓助推劑:氮?dú)饪梢杂米魍苿觿┰黾尤萜骰蚬艿纼?nèi)部壓力,實現(xiàn)液體或氣體的輸送、充裝和排放。例如,在食品和飲料工業(yè)中,氮?dú)獬S糜谕苿语嬃?、啤酒、咖啡等產(chǎn)品。清洗和吹掃:氮?dú)饪梢杂米髑逑春痛祾呓橘|(zhì),去除容器、管道和設(shè)備中的雜質(zhì)、污垢和濕氣。黃浦區(qū)藥品用氮?dú)鈨r位氮?dú)馀c氫氣在高溫高壓、催化劑作用下合成氨,用于化工生產(chǎn)。
物理性質(zhì):顏色和狀態(tài):氮?dú)馐且环N無色、無味、無臭的氣體。這種無色無味的特性使得它在自然環(huán)境中不易被察覺。溶解性:氮?dú)怆y溶于水。在常溫常壓下,氮?dú)庠谒械娜芙舛确浅P?,這使得它在大多數(shù)涉及水的自然過程和化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出相對的化學(xué)惰性。密度:氮?dú)獾拿芏缺瓤諝饴孕 F涿芏燃s為 1.25g/L,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0℃,1個大氣壓),空氣的密度約為 1.29g/L。這一特性決定了氮?dú)庠诳諝庵袝幸欢ǖ姆植家?guī)律。熔點(diǎn)和沸點(diǎn):氮?dú)獾娜埸c(diǎn)是 - 209.86℃,沸點(diǎn)是 - 195.8℃。較低的沸點(diǎn)使得氮?dú)庠诔叵聻闅鈶B(tài),并且可以通過低溫液化的方法進(jìn)行分離和儲存。
氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì):1,穩(wěn)定性。氮?dú)夥肿佑蓛蓚€氮原子通過三鍵結(jié)合而成(N≡N),鍵能非常大,達(dá)到 946kJ/mol。這使得氮?dú)庠诔爻合路浅7€(wěn)定,不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例如,在一般的儲存和運(yùn)輸條件下,氮?dú)饪梢蚤L期保持穩(wěn)定,不會與金屬、塑料等材料發(fā)生反應(yīng)。2,氧化性和還原性。在特定條件下,氮?dú)饪梢员憩F(xiàn)出氧化性和還原性。氧化性:當(dāng)?shù)獨(dú)馀c活潑金屬如鋰、鎂等反應(yīng)時,氮?dú)獗憩F(xiàn)出氧化性,生成金屬氮化物。例如,6Li + N? = 2Li?N,3Mg + N? = Mg?N?。還原性:在高溫、高壓和催化劑的作用下,氮?dú)饪梢耘c氫氣反應(yīng)生成氨氣,此時氮?dú)獗憩F(xiàn)出還原性。N? + 3H??2NH?。與其他物質(zhì)的反應(yīng):氮?dú)饪梢耘c一些特定的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如與氧氣在高溫或放電的條件下反應(yīng)生成一氧化氮。N? + O? = 2NO(高溫或放電)。氮?dú)膺€可以與某些金屬碳化物反應(yīng),生成金屬氮化物和碳單質(zhì)。例如,CaC? + N? = CaCN? + C。食品包裝充入氮?dú)猓芊栏ur,延長食品保質(zhì)期。
當(dāng)沉睡的氮?dú)馓K醒:這個占據(jù)空氣78%的隱形衛(wèi)士,竟以-196℃液態(tài)形態(tài)守護(hù)手術(shù)臺,用化學(xué)惰性編織食品保鮮網(wǎng)。從實驗室到激光切割車間,這種較穩(wěn)定的雙原子分子正以高純度氣態(tài)重塑精密制造,在你看不見的地方構(gòu)筑起現(xiàn)代工業(yè)的生命線。氮?dú)獾幕拘再|(zhì):氮?dú)?,化學(xué)式N2,是一種無色無味的氣體,它占據(jù)了大氣中高達(dá)78.08%的體積分?jǐn)?shù)。氮?dú)獾拿芏嚷孕∮诳諝?,在?biāo)準(zhǔn)大氣壓下,氮?dú)饽軌蚶鋮s至-195.8℃時變?yōu)闊o色液體,進(jìn)一步冷卻至-209.8℃時,液態(tài)氮會轉(zhuǎn)變?yōu)檠畹墓腆w。工業(yè)上通過空氣分離法制取大量氮?dú)?,分離液態(tài)空氣獲取純氮。化工用氮?dú)馍a(chǎn)廠家
液氮可用于石材開采,冷凍后使石材更易分裂。靜安區(qū)石墨烯電芯用氮?dú)庠趺礃?/p>
氮?dú)獾陌l(fā)現(xiàn)史:回顧氮?dú)獾陌l(fā)現(xiàn)歷程,盡管其在大氣中的含量超過氧氣,但由于其性質(zhì)不活潑,人們較初是在認(rèn)識氧氣之后才逐漸了解氮?dú)獾?。然而,值得注意的是,氮?dú)獾陌l(fā)現(xiàn)歷史其實早于氧氣。在1755年,英國化學(xué)家布拉克(Black,J.)在發(fā)現(xiàn)碳酸氣之后,意外地觀察到木炭在封閉環(huán)境中燃燒后,即使使用苛性鉀溶液吸收碳酸氣,仍會有大量空氣剩余。他的學(xué)生D·盧瑟福進(jìn)一步以動物實驗驗證了這一現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)玻璃罩內(nèi)空氣體積在老鼠死亡后會減少1/10;若再以苛性鉀溶液吸收剩余氣體,體積會繼續(xù)減少1/11。在探索過程中,D·盧瑟福還發(fā)現(xiàn)了一種新的氣體形態(tài),這種氣體無法維持生命,具有滅火特性且不溶于苛性鉀溶液,因此被命名為“濁氣”或“毒氣”。同年,普利斯特里也進(jìn)行了類似的燃燒實驗,并觀察到空氣中的1/5在燃燒后會變?yōu)樘妓釟狻K檬宜蘸蟮臍怏w既不助燃也不助呼吸,因此他認(rèn)為這部分氣體是被燃素飽和了的空氣。靜安區(qū)石墨烯電芯用氮?dú)庠趺礃?/p>