由于單質N2在常況下異常穩(wěn)定,人們常誤認為氮是一種化學性質不活潑的元素。實際上相反,元素氮有很高的化學活性。N的電負性(3.04)*次于F、O、Cl和Br,說明它能和其它元素形成較強的鍵。另外單質N2分子的穩(wěn)定性恰好說明N原子的活潑性。問題是人們還沒有找到在常溫常壓下能使N2分子活化的有利條件。但在自然界中,植物根瘤上的一些細菌卻能夠在常溫常壓的低能量條件下,把空氣中的N2轉化為氮化合物,作為肥料供作物生長使用。所以固氮的研究一直是一個重要的科學研究課題。因此我們有必要詳細了解氮的成鍵特性和價鍵結構。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。淄博工業(yè)高純氮企業(yè)
D·盧瑟福發(fā)現老鼠不能生存的空氣里燃燒蠟燭,仍然可以見到微弱的燭光;待蠟燭熄滅后,往其中放入少量的磷,磷仍能燃燒一會,對除掉空氣中的助燃氣來說,效果是好的。把磷燃燒后剩余的氣體進行研究,D·盧瑟福發(fā)現這氣體不能維持生命,具有滅火性質,也不溶于苛性鉀溶液,因此命名為“濁氣”或“毒氣”。在同一年,普利斯特里作類似的燃燒實驗,發(fā)現使1/5的空氣變?yōu)樘妓釟猓檬宜蘸蟮臍怏w不助燃也不助呼吸。由于他同D·盧瑟福都是深信燃素學說的,因此他們把剩下來的氣體叫做“被燃素飽和了的空氣”。淄博工業(yè)高純氮企業(yè)液氮罐外外貌有結水、結霜征象,這闡明液氮罐的真空已經破壞了,該液氮罐不克及繼承利用了。
在工業(yè)中,液態(tài)氮是由空氣分餾而得。先將空氣凈化后,在加壓、冷卻的環(huán)境下液化,借由空氣中各組分之沸點不同加以分離。人體皮膚直接接觸液氮瞬間是沒有問題的,超過2秒才會且不可逆轉。在常壓下,液氮溫度為-196℃;1立方米的液氮可以膨脹至696立方米21°C的純氣態(tài)氮。液氮是無色、無味,在高壓下低溫的液體和氣體。液氮(常寫為LN2),是氮氣在低溫下形成的液體形態(tài)。氮的沸點為-196°C,在正常大氣壓下溫度如果在這以下就會形成液氮;如果加壓,可以在更高的溫度下得到液氮。
然后說說物理性質,不易液化。在儲糧常規(guī)溫度范圍內,氮氣基本不發(fā)生相變。這表明氮氣在糧堆空隙中穿行或停留時,不會因液化而發(fā)生吸附或沉著,進而降低效果或失效。再說一下他的化學性質。不易燃(相對)。氮氣在氣體分子中雖談不上是惰性氣體,但其不易燃的穩(wěn)定特性讓它足以勝任。此外(相對)的特性也使人們在操作時傷亡風險很低。說一下制取。制取的難易程度是和使用成本息息相關的。高濃度的氮氣需要專業(yè)的富集設備或制備設備來獲取。當前應用比較的**制氮設備每小時產氮量大約220m3左右。從制取效率來看,氮氣具備較高的生產應用可行性。不同活性的金屬與氮氣的反應情況不同。
液氮是一種多組分的混合氣態(tài)化石燃料。其主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、氣田、煤層和頁巖層。液氮燃燒后無廢渣、廢水產生,相較煤炭、石油等能源有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢。液氮又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。液氮與石油生成過程既有聯系又有區(qū)別:石油主要形成于深成作用階段,由催化裂解作用引起,而液氮的形成則貫穿于成巖、深成、后成直至變質作用的始終;與石油的生成相比,無論是原始物質還是生成環(huán)境,液氮的生成都更、更迅速、更容易,各種類型的有機質都可形成液氮--腐泥型有機質則既生油又生氣,腐植形有機質主要生成氣態(tài)烴。因此液氮的成因是多種多樣的。液氮罐使用時應輕拿輕放,開啟液氮罐各閥[時力道要適中不宜過大。淄博工業(yè)高純氮企業(yè)
膜分離制氮是以空氣為原料,在一定的壓力下。淄博工業(yè)高純氮企業(yè)
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,氧化數為0的N2分子在圖中曲線的比較低點,這表明相對于其它氧化數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。在圖中的一個比N2分子值低的是NH4+離子。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,氮氣成分可以和氫氣反應生成氨。同時,由于氮分子的化學結構比較穩(wěn)定,氰根離子CN-和碳化鈣CaC2中的C22-和氮分子結構相似。氮分子中存在氮氮叁鍵,鍵能很大(941KJ/mol),以至于加熱到3273K時 有0.1%離解,氮分子是已知雙原子分子中 穩(wěn)定的。氮氣是CO的等電子體,在結構和性質上有許多相似之處。不同活性的金屬與氮氣的反應情況不同。與堿金屬在常溫下直接化合;與堿土金屬—般需要在髙溫下化合;與其他族元素的單質反應則需要更高的反應條件。淄博工業(yè)高純氮企業(yè)
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