氮氣的物理和化學性質(zhì):氮氣在常溫常壓下呈氣態(tài),無色、無味、無臭。它的分子量約為28.0134,熔點很低,沸點也相對較低。氮氣是一種惰性氣體,不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應。但在特定條件下,如高溫、高壓或有催化劑存在時,氮氣可以與某些物質(zhì)發(fā)生反應,如與氫氣反應生成氨。氮氣的應用和安全性:氮氣在許多領域都有普遍的應用,如化肥制造、食品冷凍、金屬加工等。此外,氮氣還用于制作標準氣、校正氣等。然而,雖然氮氣本身無毒,但高濃度的氮氣會導致氧氣稀釋,影響人們的正常呼吸,甚至導致窒息。因此,在使用氮氣時需要注意安全。氮氣還可用于制造氮氣泡沫混凝土,提高建筑物的保溫隔熱性能。上海汽車輪胎加氮氣市價
根據(jù)全世界化工行業(yè)的統(tǒng)計,在化工行業(yè)內(nèi),每年死于氮氣窒息的人數(shù)遠遠超過其他有毒氣體中毒死亡以及火災爆裂死亡的人數(shù),氮氣已經(jīng)成為化工行業(yè)危害。以下是一些典型的事故案例:2006年2月20日,大慶石油管理局化工集團甲醇分公司合成氨裝置火炬系統(tǒng)水封罐檢修過程中發(fā)生氮氣窒息事故,造成3人死亡。事故原因是,施工人員擅自打開了密封儲罐基礎槽水坑入口處的水泥蓋板,準備到儲罐底部水坑內(nèi)取水,不料吸入了高濃度的氮氣而暈倒窒息。徐匯區(qū)純化氮氣應用氮氣制冷技術,利用液態(tài)氮的蒸發(fā)吸熱原理,應用于醫(yī)療、科研等領域。
純氮氣會排除空氣中的氧氣,導致人體缺氧。人體對氧氣濃度的變化不敏感,但對二氧化碳濃度的變化很敏感。吸入純氮氣時,體內(nèi)的二氧化碳是會被正常地從肺排出的,身體的二氧化碳濃度一直處于正常狀態(tài),所以不會有窒息感。當人體吸入不含氧氣的氣體時,整個血液循環(huán)系統(tǒng)會發(fā)生非常奇怪的變化,正常情況下,紅細胞在肺內(nèi)獲得氧氣,然后將氧氣運送到全身各處組織中供它們使用。但在肺部充滿沒有氧氣,也沒有二氧化碳的氣體時,這一過程會逆轉(zhuǎn),紅細胞會從身體的組織中抽出氧氣(尤其是從腦組織中),全力支援沒有氧氣的肺臟,也就是說全身的氧氣會被血液循環(huán)系統(tǒng)倒抽到肺部。
氮是地球上第30豐富的元素??紤]到氮氣占大氣量的4/5,即占大氣的78%以上,幾乎可以使用無限量的氮氣。工業(yè)常使用分餾液態(tài)空氣的方法來獲得大量氮氣。瑞典化學家卡爾·謝勒(Carl Scheele)和蘇格蘭植物學家丹尼爾·盧瑟福(Daniel Rutherford)在1772年分別發(fā)現(xiàn)了氮。牧師卡文迪許和拉瓦錫也在差不多的同一時間單獨地獲得了氮。Rutherford在他的老師Joseph Black的啟發(fā)下,研究含碳物質(zhì)在有限量的空氣中燃燒后所留下的殘余“空氣”的性質(zhì)時,他用KOH除去CO2,從而獲得了氮。他認為這是從已燃燒的物質(zhì)中吸收了燃素的普通空氣。有些人不顧A. L. Lavoisier的研究成果,直到1840年還在爭論關于氮氣的基本性質(zhì)。氮氣在半導體制造中具有重要應用。液氮可用于清洗硅片,去除表面的雜質(zhì),提高半導體器件的性能。
液氮優(yōu)勢:由于氮氣是現(xiàn)場存儲的,適合于有峰值應用的場合,在大多數(shù)情況下,比瓶裝氮氣更劃算;小容量變化調(diào)整相對容易,但如果您的生產(chǎn)氮需求增加較大,需要確保蒸發(fā)器有足夠的處理能力以不產(chǎn)生冰凍方可。劣勢:罐體絕熱從來都不是一定絕熱的。這意味著液體氣體會升溫,在罐內(nèi)蒸發(fā)壓力會上升,直到安全閥打開并釋放一部分氣體。這被稱為蒸發(fā)損失通常需要氣體公司簽訂長期合同(通常為5-7年);除了儲存罐,還需要特殊的基建(在發(fā)生泄漏時能夠經(jīng)受住極端低溫)和蒸發(fā)器;不環(huán)保;受安規(guī)要求限制(液氮溫度為-196°C,使用液氮有凍壞風險)當?shù)獨庀牧扛哂跇朔Q值或室外寒冷時,蒸發(fā)器可能會凍結,蒸發(fā)損失是浪費。當?shù)獨庀牧勘仍嬎阒敌〉臅r候,罐中的壓力就會上升,蒸發(fā)損失就會發(fā)生。如果完全沒有用氣需求,每天的蒸發(fā)損失將高達罐內(nèi)剩余氣量的1%。為了抵消這些損失,需要定期加滿液氮(通常每周一次)。讓我們認識到氮氣的重要性,合理利用這一寶貴資源,為人類社會的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。上海汽車輪胎加氮氣市價
氮氣在醫(yī)療領域也發(fā)揮著重要作用。上海汽車輪胎加氮氣市價
氮氣的化學性質(zhì):穩(wěn)定性:氮氣是化學性質(zhì)非常不活潑的氣體,這是由于氮氣分子中氮原子之間以三鍵結合,鍵能很大(946 kJ/mol),因此不易發(fā)生化學反應。與金屬反應:在高溫、高壓或放電條件下,氮氣可以與某些金屬反應,如鎂、鈣等,生成相應的氮化物;在常溫下與金屬鋰反應。與氫氣反應:氮氣也可以與氫氣在催化劑和高溫高壓條件下反應生成氨氣(NH?),這是工業(yè)合成氨的基礎。生成氮氧化物:氮氣在放電條件下還可以與氧氣反應生成一氧化氮(NO),這是氮氧化物的主要來源之一。上海汽車輪胎加氮氣市價