氮氣介紹
發(fā)布時間：
2020-09-02
化學(xué)式為N2，通常狀況下是一種無色無味的氣體，而且一般氮氣比空氣密度小。氮氣占大氣總量的78.08%(體積分數(shù))，是空氣的主要成份。在標準大氣壓下，冷卻至-195.8℃時，變成沒有顏色的液體，冷卻至-209.8℃時，液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以常被用來制作防腐劑。但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來制取對人類有用的新物質(zhì)。? 基本
化學(xué)式為N2，通常狀況下是一種無色無味的氣體，而且一般氮氣比空氣密度小。氮氣占大氣總量的78.08%(體積分數(shù))，是空氣的主要成份。在標準大氣壓下，冷卻至-195.8℃時，變成沒有顏色的液體，冷卻至-209.8℃時，液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以常被用來制作防腐劑。但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來制取對人類有用的新物質(zhì)。
基本信息
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中文名稱 |
氮氣 |
應(yīng)用 |
合成氨保護氣，用于降溫，防腐劑 |
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英文名稱 |
Nitrogen |
安全性描述 |
可用于滅火 |
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別稱 |
氮 |
危險性描述 |
空氣中含氮量過高，容易引起缺氧 |
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化學(xué)式 |
N? |
密度 |
1.25g/L(標準狀況) |
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分子量 |
28.013 |
能耗工質(zhì) |
0.671千克標煤/立方米 |
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CAS登錄號 |
7727-37-9 |
外觀 |
無色無味氣體 |
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EINECS登錄號 |
231-783-9 |
水溶性 |
難溶于水 |
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沸點 |
77.35K |
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熔點 |
61.75K |
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化學(xué)性質(zhì)
由氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖也可以看出，除了NH4離子外，氧化數(shù)為0的N2分子在圖中曲線的最低點，這表明相對于其它氧化數(shù)的氮的化合物來講的話，N2是熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)構(gòu)。氧化數(shù)為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位于HNO3和N2兩點的連線(圖中的虛線)的上方。因此，這些化合物在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，容易發(fā)生歧化反應(yīng)。在圖中唯一的一個比N2分子值低的是NH4離子。[1]
正價氮呈酸性，負價氮呈堿性。
由氮分子中三鍵鍵能很大，不容易被破壞，因此其化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，氮氣可以和氫氣反應(yīng)生成氨。同時，由于氮分子N2的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，氰根離子CN和碳化鈣CaC2中的C2和氮分子結(jié)構(gòu)相似。
物理性質(zhì)
氮氣在常況下是一種無色無味的氣體，熔點是63 K，沸點是77 K，臨界溫度是126 K，難于液化。溶解度很小，常壓下在283 K 時一體積水可溶解0.02體積的氮氣。
氮氣是難液化的氣體。氮氣在極低溫下會液化成無色液體，進一步降低溫度時，更會形成白色晶狀固體。在生產(chǎn)中，通常采用黑色鋼瓶盛放氮氣。其他物理性質(zhì)見下表：
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項 目 |
屬 性 |
氮氣用途
化工合成
人類能夠有效利用氮氣的主要途徑是合成氨，但要求條件很高。近年來，人們在竭力弄清植物固氮的機理，爭取用化學(xué)的方法模擬生物固氮，來實現(xiàn)當溫和條件下開發(fā)利用空氣中的氮資源。氮主要用于合成氨，反應(yīng)式為
( 條件為高壓，高溫、和催化劑。反應(yīng)為可逆反應(yīng))還是合成纖維(錦綸、腈綸)，合成樹脂，合成橡膠等的重要原料。 氮是一種營養(yǎng)元素還可以用來制作化肥。例如：碳酸氫銨NH4HCO3，氯化銨NH4Cl，硝酸銨NH4NO3等等。
其他用途
由于氮的化學(xué)惰性，常用作保護氣體，如：瓜果，食品，燈泡填充氣。以防止某些物體暴露于空氣時被氧所氧化，用氮氣填充糧倉，可使糧食不霉爛、不發(fā)芽，長期保存。液氮還可用作深度冷凍劑。作為冷凍劑在醫(yī)院做除斑，包，豆等的手術(shù)時常常也使用，即將斑，包，豆等凍掉，但是容易出現(xiàn)疤痕，并不建議使用。高純氮氣用作色譜儀等儀器的載氣。用作銅管的光亮退火保護氣體。跟高純氦氣、高純二氧化碳一起用作激光切割機的激光氣體。氮氣也作為食品保鮮保護氣體的用途。在化工行業(yè)，氮氣主要用作保護氣體、置換氣體、洗滌氣體、安全保障氣體。用作鋁制品、鋁型材加工，鋁薄軋制等保護氣體。用作回流焊和波峰焊配套的保護氣體，提高焊接質(zhì)量。用作浮法玻璃生產(chǎn)過程中的保護氣體，防錫槽氧化。
注意事項
危險性
危險性類別：第2.2類 惰性氣體
侵入途徑：吸入
健康危害：空氣中氮氣含量過高，使吸入氣氧分壓下降，引起缺氧窒息。吸入氮氣濃度不太高時，患者最初感胸悶、氣短、疲軟無力;繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態(tài)不穩(wěn)，稱之為“氮酩酊”，可進入昏睡或昏迷狀態(tài)。吸入高濃度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。
潛水員深潛時，可發(fā)生氮的麻醉作用;若從高壓環(huán)境下過快轉(zhuǎn)入常壓環(huán)境，體內(nèi)會形成氮氣氣泡，壓迫神經(jīng)、血管或造成微血管阻塞，發(fā)生“減壓病”。
環(huán)境危害：無
燃爆危險：本品不燃。
急救措施
皮膚接觸：沒事(因空氣中就含有約78%的氮)
眼睛接觸：沒事(理由同上)
吸入：(濃度較高時)迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸心跳停止時，立即進行人工呼吸和胸外心臟按壓術(shù)。就醫(yī)。
消防措施
危險特性：若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。
有害燃燒產(chǎn)物：氮氣。
滅火方法：本品不燃。盡可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結(jié)束用霧狀水保持火場中容器冷卻?？捎渺F狀水噴淋加速液氮蒸發(fā)，但不可使用水槍射至液氮。
泄漏應(yīng)急處理
應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業(yè)工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗后再用。
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