高纯氮气的引见

 

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氮气

1.别名·英文名

Nitrogen

2.用处

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、校邪气、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

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定。

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。在甲醇中的溶解度为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

方式通过呼吸道排出。但空气中氮含量的添加会导致氧气稀释，影响人们的正常呼吸。高浓度的氮会导致窒息。液氮与皮肤接触可导致冷烧伤。

吸入高浓度氮气的患者应迅速转移到空气新鲜的地方，休息并保暖。当皮肤接触到液氮时，立即用水清洗。如果出现寒战，请就医。

6.安全防护

氮气必须储存在钢制压力瓶中，液氮必须储存在绝缘容器和罐车中运输。氮气没有腐蚀性。可在室温下使用碳钢、不锈钢、铜、铜合金、铝等普通金属材料和普通塑料材料。对于液氮，可以使用镍钢（90%镍）、不锈钢、铜、黄铜和硅青铜。聚四氟乙烯和聚四氟乙烯可在低温下使用。

如果发生火灾，液氮容器中不得装满水。废气可以排放到大气中。

氮气用处：

氮在国民经济和日常生活中有着广泛的使用。首先，我们用它的“特性”在灯泡中充电，可以防止钨丝氧化，减缓钨丝的蒸发速度，延长灯泡的寿命。它也可以用来代替惰性气体作为焊接金属时的保护气体。在博物馆里，一些珍贵而稀有的图片页和书籍经常被储存在装满氮气的瓶子里，因而磨坊可能会在氮气中窒息。利用氮素使籽粒处于休眠、缺氧形态，代谢缓慢，可以达到良好的防虫、防霉、防变质的效果。谷物没有遭到污染，管理相对简单，成本也不高。因而，近年来它取得了迅速的进展。在中国的许多地区，氮也被用来保存粮食，这被称为“真空充氮谷物储藏”，也可以用来保存水果和其他农产品和副产品。

用液氮冷却手术刀会变成一把“冷刀”。医生使用“冷刀”进行手术，可以减少出血或不出血，患者术后恢复更快。使用液氮医治皮肤病对于患者来说，效果也很好。这是因为液氮的气化温度为-195.8℃。因而，当用于医治浅表性皮肤病时，它往往容易在病变处坏死和零落。过去，皮肤科常用“干冰”医治血管瘤。虽然目的是一样的，但它比液氮冷得多。肺结核医治的“人工气胸”是将氮气（或空气）泵入肺结核患者的胸部，压缩病变的肺叶，使其可以休息。

工原料，可用于制造各种化肥、炸药等。

氮是生命的基础。它不只是农作物生产叶绿素的原料，也是农作物生产蛋白质的原料。据统计，全世界的作物必须在一年内从土壤中吸收超过4000万吨氮。

他们认为，科学家对氮寄予厚望；根瘤菌有一种奇妙的方法可以直接捕获空气中的氮并将其转化为氮肥，这是因为体内有一种固氮酶，它是捕获氮的专家。如果我们能用化学方法合成大量的固氮酶，把氮转化为氮肥难道不容易吗？