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        氮氣(N2)的應用技術

        時間:2020-06-16 10:13來源:未知 作者:班德液氮罐 點擊:
        氮 氣 N2

        1、別名·英文名

        Nitrogen.

        2、用途

        化肥、氨、硝酸等化合物的制造,惰性保護介質,速凍食品、低溫粉碎等的制冷劑、冷卻劑,電子工業中的外延、擴散、化學氣相淀積、離子注入、等離子干刻、光刻等,還用作標準氣、校正氣、零點氣、平衡氣等。 自增壓液氮罐

        3、制法
        ①空氣分離法。
        ②氨或亞硝酸銨的分解法:NH4NO2→N2+2H2O。
        ③在銅屑上通過氧化氮。

        4、理化性質

        分子量: 28.0134

        熔點(三相點,12.53kPa): -210.0℃

        沸點(101.325kPa): 195.8℃

        液體密度(-210℃,12.534kPa):869.5 kg/m3

        相對密度(氣體,20℃,101.325kPa,空氣=1):0.967

        比容(21.1℃,101.325kPa):861.5m3/kg

        氣液容積比(15℃,100kPa): 691L/L

        臨界溫度: -146.9℃

        臨界壓力: 3400kPa

        臨界密度: 311 kg/m3

        壓縮系數:

        熔化熱(-210.002℃,12.53kPa):25.75 kJ/kg

        氣化熱(-195.803℃,101.325kPa):198.70kJ/kg

        比熱容(100kPa,300K):Cp=1040.8J/(kg·K)

        Cv=742.74J/(kg·K)

        比熱比(16.8℃,101,326kPa,氣體): Cp/Cv=1.407

        蒸氣壓(-200℃): 60 kPa

        (-180℃): 465kPa

        (-150℃): 2950 kPa

        粘度(100kPa,280K):0.01691 mPa·S

        表面張力(70K): 10.53mN/m

        導熱系數(100kPa,280K):0.02447W/(m·K)

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

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

        毒性級別: 3

        易燃性級別:0

        易爆性級別:0

        在常溫常壓下,氮為無色無臭無味的惰性氣體。氮在空氣中約占78.1%。液態氮也是無色無臭,比水輕。在空氣中不燃燒。

        常溫下呈現惰性,但在高溫下與氧化合。在高溫高壓有催化劑時與氫化合成氨。

        N2+O2→2NO

        N2+3H2→2NH3

        與鹵素不直接化合,而且間接得的鹵化物非常不穩。

        減壓下放電可得到活化的氮。在高溫與金屬化合生成氮化物(Mg3N2,Cu3N2等)。在1000℃與碳化鈣反應生成氨腈鈣。微溶于水、酒精和醚。在25℃、101.325kPa時的溶解度為,在甲醇中16.45 ml/100ml,在乙醇中14.89 ml/100ml,在乙醚中29.30ml/100ml。在水中的溶解度為0.02354 ml/g(0℃),0.01358 ml/g(30℃),0.01023 ml/g(60℃)。

        5、毒性

        氮本身無毒,無刺激性,吸入的氮氣仍以原形通過呼吸道排出。然而,空氣中含氮量增加會造成氧的稀釋,影響人的正常呼吸。高濃度的氮氣可引起窒息。液氮接觸皮膚能引起冷燒傷。

        吸入高濃度氮氣的患者應迅速轉移至空氣新鮮處,安置休息并保持溫暖。皮膚接觸液氮時立即用水沖洗,如果產生凍瘡,須就醫診治。

        6、安全防護

        氮氣要用受壓鋼瓶貯裝,液氮要用絕熱容器、槽車貯運。氮無腐蝕性,在常溫下可使用碳鋼、不銹鋼、銅、銅合金、鋁等通用金屬材料和普通的塑膠材料。對液氮可使用鎳鋼(90%Ni)、不銹鋼、銅、黃銅和硅青銅。在低溫下可使用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯聚合體。

        當出現火情時,不能往液氮容器中灌進水。廢氣可排入大氣中。

        氮氣的用途: 在國民經濟和日常生活中,氮氣有廣泛的用途。首先,利用它“性格孤獨”的特點,我們將它充灌在電燈泡里,可防止鎢絲的氧化和減慢鎢絲的揮發速度,延長燈泡的使用壽命。

        還可用它來代替惰性氣體作焊接金屬時的保護氣。

        在博物館里,常將一些貴重而稀有的畫頁、書卷保存在充滿氮氣的圓筒里,這樣就能使蛀蟲在氮氣中被悶死。

        利用氮氣使糧食處于休眠和缺氧狀態、代謝緩慢,可取得良好的防蟲、防霉和防變質效果,糧食不受污染,管理比較簡單,所需費用也不高,故近年來進展較快。

        目前,日本和意大利等國已進入小型生產試驗階段。

        近年來。我國不少地區也應用氮氣來保存糧食,叫做“真空充氮貯糧”,亦可用來保存水果等農副產品。   

        利用液氮給手術刀降溫,就成為“冷刀”。醫生用“冷刀”做手術,可以減少出血或不出血,手術后病人能更快康復。使用液氮為病人治療皮膚病,效果也很好。這是因為液氮的氣化溫度是-195.8℃,因此,用來治療表淺的皮膚病常常很容易使病變處的皮膚壞死、脫落。過去皮膚科常以“干冰”治療血管瘤,用意雖然相同,但冷度遠不及液氮。

        醫治肺結核的“人工氣胸術”,也是把氮氣(或空氣)打進肺結核病人的胸腔里,壓縮有病灶的肺葉,使它得到休息。  

        現在,人們還利用液氮產生的低溫,來保存良種家畜的精子,貯運各地,解凍后再用于人工授精。自增壓液氮罐

        如廣西省水產研究所試用液態氮保藏鯢魚精液,獲得成功。氮氣還是一一種重要的化工原料,可用來制取多種化肥,炸藥等等。  

        氮是“生命的基礎”,它不僅是莊稼制造葉綠素的原料,而且是莊稼制造蛋白質的原料,據統計,全世界的莊稼,在一年之內,要從土壤里攝取四千多萬噸氮。   

        科學家對氮氣抱有很大的希望,他們認為;根瘤菌之所以有一套巧奪天工的妙法,能把空氣中的氮直接捕捉下來變成氮肥。是因為它體內有一種固氮酶,這種酶就是捕捉氮氣的能手,倘若我們能用化學的方法人工合成大量的固氨酶,豈不輕而易舉地巧將氮氣變氮肥了嗎?

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