Азот

 АЗОТ — газ без цвета и запаха, не поддерживающий дыхания и горения (составляет основную по объёму и массе часть воздуха, является одним из главных элементов питания растений).  Плотность 1,25 г/л, tпл –210ºC, tкип –195,8ºC.

Химически весьма инертен, однако реагирует с комплексными соединениями переходных металлов.

Основной компонент воздуха (78,09% объёма), разделением которого получают промышленный азот (более 3/4 идёт на синтез аммиака).

Применяется как инертная среда для многих технологических процессов; жидкий азот — хладагент.

Азот — один из основных биогенных элементов, входящий в состав белков и нуклеиновых кислот.

Получение

В промышленности азот получают из воздуха. Для этого воздух сначала охлаждают, сжижают, а жидкий воздух подвергают перегонке (дистилляции).

Температура кипения азота немного ниже (-195,8 °C), чем другого компонента воздуха — кислорода (-182,9 °C), поэтому при осторожном нагревании жидкого воздуха азот испаряется первым.

Потребителям газообразный азот поставляют в сжатом виде (150 атм. или 15 МПа) в черных баллонах, имеющих желтую надпись «азот».

Хранят жидкий азот в сосудах Дьюара.

В лаборатории чистый («химический») азот получают, добавляя при нагревании насыщенный раствор хлорида аммония к твердому нитриту натрия.

Можно также нагревать твердый нитрит аммония.

Физические и химические свойства

Плотность газообразного азота при 0 °C 1,25046 г/дм3, жидкого азота (при температуре кипения) — 0,808 кг/дм3.

Газообразный азот при нормальном давлении при температуре –195,8 °C переходит в бесцветную жидкость, а при температуре –210,0 °C — в белое твердое вещество.

В твердом состоянии существует в виде двух полиморфных модификаций: ниже –237,54 °C устойчива форма с кубической решеткой, выше — с гексагональной.

Критическая температура азота –146,95 °C, критическое давление 3,9МПа, тройная точка лежит при температуре –210,0 °C и давлении 125,03 гПа, из чего следует, что азот при комнатной температуре ни при каком, даже очень высоком давлении, нельзя превратить в жидкость.

Теплота испарения жидкого азота 199,3 кДж/кг (при температуре кипения), теплота плавления азота 25,5 кДж/кг (при температуре –210 °C).

Из-за высокой прочности молекулы N2 процессы разложения различных соединений азота (в том числе и печально знаменитого взрывчатого вещества гексогена ) при нагревании, ударах и т. д. приводят к образованию молекул N2. Так как объем образовавшегося газа значительно больше, чем объем исходного взрывчатого вещества, гремит взрыв.

Химически азот довольно инертен и при комнатной температуре реагирует только с металлом литием с образованием твердого нитрида лития.

В соединениях проявляет различные степени окисления (от –3 до +5).

С водородом образует аммиак.

Косвенным путем (не из простых веществ) получают гидразин  и азотистоводородную кислоту. Соли этой кислоты — азиды. Азид свинца разлагается при ударе, поэтому его используют как детонатор, например, в капсюлях патронов.

Известно несколько оксидов азота.

Азот не реагирует с серой, углеродом, фосфором, кремнием и некоторыми другими неметаллами.

При нагревании азот реагирует с магнием и щелочноземельными металлами, при этом возникают солеобразные нитриды, которые разлагаются водой с образованием соответствующих гидроксидов и аммиака.

Аналогично ведут себя и нитриды щелочных металлов. Взаимодействие азота с переходными металлами приводит к образованию твердых металлоподобных нитридов различного состава. Например, при взаимодействии железа и азота образуются нитриды железа. При нагревании азота с ацетиленом может быть получен цианистый водород.

Из сложных неорганических соединений азота наибольшее значение имеют азотная кислота, ее соли нитраты, а также азотистая кислота и ее соли нитриты.

Применение

В промышленности газ азот используют главным образом для получения аммиака.

Как химически инертный газ азот широко применяют для дегазации трубопроводов, раскисления стали в  процессе плавки, как балласт для перемещения других веществ по трубам при перекачке горючих жидкостей и т. д.

В последнее время стала популярной накачка шин автомобилей этим газом, что продлевает срок их службы.

Азот используется при ремонте климатической техники для очистки магистралей от фреона.

Жидкий азот широко используют как хладагент, его применяют в медицине, особенно в косметологии.

Важное значение в поддержании плодородия почв имеют азотные минеральные удобрения.

Факторы опасности:

Не оказывает опасного влияния на окружающую среду. Нетоксичен, но дыхание в среде с содержанием кислорода менее 19% об. опасно для жизни.

Жидкий азот при попадании на кожу и слизистые оболочки вызывает их обморожение и поражение.

Рекомендуем посмотреть:

Эта запись опубликована в рубрике Описание