氮 气 N₂

      1.别名·英文名

Nitrogen．

       2.用途

       化肥、氨、硝酸等化合物的制造，惰性保护介质，速冻食品、低温粉碎等的制冷剂、冷却剂，电子工业中的外延、扩散、化学气相淀积、离子注入、等离子干刻、光刻等，还用作标准气、校正气、零点气、平衡气等。

       3.制法

       ①空气分离法。

       ②氨或亚硝酸铵的分解法：NH₄NO₂→N₂+2H₂O。

       ③在铜屑上通过氧化氮。

       4.理化性质

       分子量：    28.0134

       熔点(三相点，12.53kPa)：    -210.0℃

沸点(101.325kPa)：    195.8℃

液体密度(-210℃，12.534kPa)：869.5 kg/m³

相对密度(气体，20℃，101.325kPa，空气=1)：0.967

比容(21.1℃，101.325kPa)：861.5m³/kg

气液容积比(15℃，100kPa)：    691L/L

临界温度：    -146.9℃

临界压力：    3400kPa

临界密度：    311 kg/m³

压缩系数：

 

温度 (K)	压缩系数
	100kPa	1000kPa	10000kPa
300 350	0.9998 1.000l	0.9983 1.0011	1.0052 1.0271

 

熔化热(-210.002℃，12.53kPa)：25.75 kJ/kg

气化热(-195.803℃，101.325kPa):198.70kJ/kg

比热容(100kPa，300K)：Cp=1040.8J/(kg·K)   

                                     Cv=742.74J/(kg·K)

比热比(16.8℃，101，326kPa，气体)：    Cp/Cv=1.407

蒸气压(-200℃)：    60 kPa

                (-180℃)：    465kPa

                (-150℃)：    2950 kPa

粘度(100kPa，280K)：0.01691 mPa·S

表面张力(70K)：    10.53mN/m

导热系数(100kPa，280K)：0.02447W/(m·K)

折射率(液体，77.12K，101，325kPa，6563?)：1.19844

                (气体，0℃，101,325kPa，6563?)：1.00029729

       毒性级别：    3

       易燃性级别：0

       易爆性级别：0

       在常温常压下，氮为无色无臭无味的惰性气体。氮在空气中约占78.1%。液态氮也是无色无臭,比水轻。在空气中不燃烧。

常温下呈现惰性，但在高温下与氧化合。在高温高压有催化剂时与氢化合成氨。

              N₂+O₂→2NO

              N₂+3H₂→2NH₃

       与卤素不直接化合，而且间接得的卤化物非常不稳。

       减压下放电可得到活化的氮。在高温与金属化合生成氮化物(Mg₃N₂，Cu₃N₂等)。在1000℃与碳化钙反应生成氨腈钙。微溶于水、酒精和醚。在25℃、101.325kPa时的溶解度为，在甲醇中16.45 ml/100ml，在乙醇中14.89 ml/100ml，在乙醚中29.30ml/100ml。在水中的溶解度为0.02354 ml/g(0℃)，0.01358 ml/g(30℃)，0.01023 ml/g(60℃)。

       5.毒性

       氮本身无毒，无刺激性，吸入的氮气仍以原形通过呼吸道排出。然而，空气中含氮量增加会造成氧的稀释，影响人的正常呼吸。高浓度的氮气可引起窒息。液氮接触皮肤能引起冷烧伤。

       吸入高浓度氮气的患者应迅速转移至空气新鲜处，安置休息并保持温暖。皮肤接触液氮时立即用水冲洗，如果产生冻疮，须就医诊治。

       6.安全防护

       氮气要用受压钢瓶贮装，液氮要用绝热容器、槽车贮运。氮无腐蚀性，在常温下可使用碳钢、不锈钢、铜、铜合金、铝等通用金属材料和普通的塑胶材料。对液氮可使用镍钢(90%Ni)、不锈钢、铜、黄铜和硅青铜。在低温下可使用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯聚合体。

       当出现火情时，不能往液氮容器中灌进水。废气可排入大气中。

氮气的用途： 在国民经济和日常生活中，氮气有广泛的用途。首先，利用它“性格孤独”的特点，我们将它充灌在电灯泡里，可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发速度，延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。       在博物馆里，常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里，这样就能使蛀虫在氮气中被闷死。利用氮气使粮食处于休眠和缺氧状态、代谢缓慢，可取得良好的防虫、防霉和防变质效果，粮食不受污染，管理比较简单，所需费用也不高，故近年来进展较快。目前，日本和意大利等国已进入小型生产试验阶段。近年来。我国不少地区也应用氮气来保存粮食，叫做“真空充氮贮粮”，亦可用来保存水果等农副产品。 　　利用液氮给手术刀降温，就成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血，手术后病人能更快康复。使用液氮为病人治疗皮肤病，效果也很好。这是因为液氮的气化温度是－195.8℃，因此，用来治疗表浅的皮肤病常常很容易使病变处的皮肤坏死、脱落。过去皮肤科常以“干冰”治疗血管瘤，用意虽然相同，但冷度远不及液氮。医治肺结核的“人工气胸术”，也是把氮气（或空气）打进肺结核病人的胸腔里，压缩有病灶的肺叶，使它得到休息。 　　现在，人们还利用液氮产生的低温，来保存良种家畜的精子，贮运各地，解冻后再用于人工授精。如广西省水产研究所试用液态氮保藏鲵鱼精液，获得成功。氮气还是一一种重要的化工原料，可用来制取多种化肥，炸药等等。 　　氮是“生命的基础”，它不仅是庄稼制造叶绿素的原料，而且是庄稼制造蛋白质的原料，据统计，全世界的庄稼，在一年之内，要从土壤里摄取四千多万吨氮。 　　科学家对氮气抱有很大的希望，他们认为；根瘤菌之所以有一套巧夺天工的妙法，能把空气中的氮直接捕捉下来变成氮肥。是因为它体内有一种固氮酶，这种酶就是捕捉氮气的能手，倘若我们能用化学的方法人工合成大量的固氨酶，岂不轻而易举地巧将氮气变氮肥了吗？   编辑：郑雪