氮氣《氣體應用大全》

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。

• 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：

• 
  

• 溫度 (K)	壓縮系數
  	100kPa	1000kPa	10000kPa
  300 350	0.9998 1.000l	0.9983 1.0011	1.0052 1.0271

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• 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。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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