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氮氣介紹

發(fā)布時間：

2020-09-02

化學式為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。氮氣的化學性質不活潑，常溫下很難跟其他物質發(fā)生反應，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發(fā)生化學變化，用來制取對人類有用的新物質。?　　基本

　　氮氣介紹化學式為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。氮氣的化學性質不活潑，常溫下很難跟其他物質發(fā)生反應，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發(fā)生化學變化，用來制取對人類有用的新物質。

 

　　基本信息

中文名稱

氮氣

應用

合成氨保護氣，用于降溫，防腐劑

英文名稱

Nitrogen

安全性描述

可用于滅火

別稱

氮

危險性描述

空氣中含氮量過高，容易引起缺氧

化學式

N?

密度

1.25g/L(標準狀況)

分子量

28.013

能耗工質

0.671千克標煤/立方米

CAS登錄號

7727-37-9

外觀

無色無味氣體

EINECS登錄號

231-783-9

水溶性

難溶于水

沸點

77.35K

 

 

熔點

61.75K

 

 

 

　　化學性質

　　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是熱力學穩(wěn)定狀態(tài)結構。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上是不穩(wěn)定的，容易發(fā)生歧化反應。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，因此其化學性質十分穩(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生成氨。同時，由于氮分子N2的化學結構比較穩(wěn)定，氰根離子CN和碳化鈣CaC2中的C2和氮分子結構相似。

 

　　物理性質

　　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。在生產中，通常采用黑色鋼瓶盛放氮氣。其他物理性質見下表： 

 

項 目
化學式
相對分子質量
CAS登錄號
EINECS登錄號
英文名稱
熔點
沸點，101.325kPa（1atm）時
臨界溫度
臨界壓力
臨界體積
臨界密度
臨界壓縮系數(shù)
液體密度，-180℃時
液體熱膨脹系數(shù)，-180℃時
表面張力，-210℃時
氣體密度，101.325 kPa(atm)和70F(21.1℃)時
氣體相對密度，101.325 kPa(1atm)和70F時(空氣=1)
汽化熱，沸點下
熔化熱，熔點下
氣體定壓比熱容cp，25℃時
氣體定容比熱容cv，25℃時
氣體比熱容比，cp/cv
液體比熱容，-183℃時
固體比熱容，-223℃時
溶解度參數(shù)
液體摩爾體積
在水中的溶解度，25℃時
氣體黏度，25℃時
液體黏度，-150℃時
氣體熱導率，25℃ 時
液體熱導率，-150℃時

屬 性
N2
28.013
7727-37-9
231-783-9
Nitrogen
63.15K，-210℃
77.35K，-195.8℃
126.1K，-147.05℃
3.4MPa，33.94bar，33.5atm，492.26psia
90.1cm3/mol
0.3109g/cm3
0.292
0.729g/cm3
0.00753 1/℃
12.2×10-3 N/m，12.2dyn/cm
1.160kg/m3，0.0724 lb/ft3
0.967
202.76kJ/kg，87.19 BTU/1b
25.7kJ/kg，11.05 BTU/1b
1.038kJ/（kg· k），0.248 BTU/（1b·R）
0.741kJ/（kg· k），0.177 BTU/（1b·R）
1.401
2.13kJ/（kg·k)，0.509 BTU/(1b·R)
1.489kJ/(kg·k)，0.356 BTU/(1b·R)
9.082(J/cm3)0.5
34.677cm3/mol
17.28×10-6(w)
175.44×10-7Pa·s，17.544μPa·s
0.038mPa ·s，0.038 cp
0.02475W/(m · K)
0.0646W/(m · K)

 

　　氮氣用途

　　化工合成

　　氮氣介紹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，反應式為氮氣介紹( 條件為高壓，高溫、和催化劑。反應為可逆反應)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

　　氮氣介紹由于氮的化學惰性，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，提高焊接質量。用作浮法玻璃生產過程中的保護氣體，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)境下過快轉入常壓環(huán)境，體內會形成氮氣氣泡，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。就醫(yī)。 

　　消防措施

　　危險特性：若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。

　　有害燃燒產物：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。

　　泄漏應急處理

　　應急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應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，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。