Властивості азоту

Азот — це хімічний елемент, який зустрічається в природі у формі двоатомного газу, тобто він складається з двох зв’язаних разом атомів азоту (N₂). Його символ у таблиці Менделєєва — «N», і це головний компонент атмосфери Землі, що становить приблизно 78% її складу. Це робить його найпоширенішим газом у нашому повітрі. Багато людей не знають, що таке властивості азоту.

Тому ми збираємося присвятити цю статтю, щоб розповісти вам, які основні властивості азоту, його характеристики та значення.

ключові особливості

Основною властивістю азоту є його інертність і відсутність запаху. За кімнатної температури та нормального тиску азот є безбарвним і несмачним газом. Ця відсутність реактивності робить його цінним у багатьох промислових застосуваннях, таких як охолодження та збереження харчових продуктів і матеріалів.

Хоча азот необхідний для життя на Землі, атмосферний азот у газоподібній формі не може використовуватися безпосередньо живими організмами. Для того, щоб живі істоти могли скористатися перевагами цього елемента, його необхідно спочатку перетворити на розчинні та засвоювані азотисті сполуки. Це відбувається завдяки таким процесам, як фіксація азоту, коли певні типи бактерій і рослин можуть перетворювати атмосферний азот у корисні форми, такі як нітрати та білки.

У промисловості рідкий азот використовується в різних системах охолодження, наприклад кріоконсервація біологічних зразків і термочутливих матеріалів. Крім того, азот є ключовим компонентом у виробництві багатьох хімічних речовин, включаючи добрива, які необхідні для підвищення продуктивності сільського господарства.

Властивості азоту

Фізичні властивості азоту

Азот – це газ без запаху, кольору та смаку, який становить 78% повітря, яким ми дихаємо. Це неметал, який є газоподібним за нормального тиску та температури. Його температура плавлення становить -210°C, а температура кипіння -195,79°C. З іншого боку, він має щільність 1,25046 кг/м3 і не є хорошим провідником електрики чи тепла.

ізотопів азоту

Стабільними ізотопами азоту є 14N і 15N, причому перший набагато більш поширений, ніж другий. Крім того, можна знайти інші радіоактивні ізотопи, такі як 12N, 13N, 16N і 17N.

атомні властивості

• Атомна вага: 14,0067 а.е.м. (атомна одиниця маси)
• Атомний номер: 7
• Символ: Н
• Атомний радіус: 56 пм (пікометр)
• Ступінь окислення: -3, +1, +2, +3, +4, +5

Стан накопичення азоту

У природі азот існує в газоподібному стані. однак, люди змогли перетворити цей стан на рідини та тверді речовини через зміни температури та тиску. Незважаючи на те, що його найбільше використовують у рідкій формі, варто зазначити, що рідкий азот слід використовувати лише для певних цілей і з належними запобіжними заходами. Через дуже низьку температуру рідини він може пошкодити шкіру та викликати холодні опіки.

Як його отримують

Азот можна отримати з різних джерел, але найпоширенішим способом його виробництва у великих кількостях є процес фракційної дистиляції з повітря. Атмосфера містить значну концентрацію азоту у формі двохатомного газу (N₂), а також кисню, аргону та інших газів.

Процес отримання азоту починається зі стиснення атмосферного повітря. Стиснене повітря охолоджується холодильною системою, що викликає конденсацію та утворення рідини. Через серію дистиляційних башт рідке повітря проходить фракційне розділення на основі його точки кипіння.

Оскільки азот має нижчу температуру кипіння, ніж кисень та інші компоненти повітря, він швидше випаровується та концентрується у верхній частині дистиляційних башт. Таким чином, газоподібний азот збирають і зберігають для промислового використання та спеціалізованих застосувань.

Окрім фракційної дистиляції повітря, існують інші способи отримання азоту в менших кількостях або в певних умовах. Наприклад, певні бактерії та рослини можуть фіксувати атмосферний азот за допомогою біологічних процесів, що є корисним для підвищення родючості ґрунту та продуктивності сільського господарства.

Функції азоту в природі та людині

Азот робить важливий внесок у навколишнє середовище: без цього елемента життя на Землі було б неможливим. Цей елемент входить до складу білків і нуклеїнових кислот (ДНК і РНК), тому входить в основу життя.

Хоча газоподібний азот у великій кількості присутній в атмосфері Землі, рослинам важко поглинати його таким чином, тому вони засвоюють його у вигляді іонів амонію або нітратів. Тому деякі бактерії перетворюють азот у форму, яку можуть поглинати рослини, щоб тварини могли ковтати рослини та поглинати азот у процесі.

Іншими словами, бактерії не можуть перетворити ґрунт на родючу основу для рослин без присутності азоту. Тому вважається, що азот втручається в життєвий цикл екосистем.

Серед функцій азоту для людини ми знаходимо наступне:

• Як консервант в упакованих харчових продуктах т.к зупиняє окислення.
• Лампи містять азот, який є більш доступним, ніж коли раніше використовувався аргон.
• Він використовується в рідких вибухових речовинах, щоб запобігти їх детонації.
• Він використовується для виготовлення електронних частин, таких як транзистори або інтегральні схеми.
• Він використовується в авіаційному паливі, оскільки допомагає запобігти пожежі.
• рідкий азот допомагає зберегти кров і тромбоцити.
• Він є майже у всіх споживаних ліках (закис азоту використовується як анестетик).
• Використовується для виготовлення нержавіючої сталі.
• Використовується у виробництві добрив.

Як це впливає на організм

Виявляється, цей складний азот не так вже й корисний для здоров’я. Деякі з його основних функцій:

• Зниження надходження кисню в кров.
• Уповільнення роботи щитовидної залози.
• Він не дозволяє вітаміну А належним чином закріплюватися в організмі.
• Він сприяє виробленню речовин, званих нітрозамінами, які викликають мутації в клітинах (рак).

Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатися більше про властивості азоту та його характеристики.

Повний шлях до статті: Мережева метеорологія » Метеорологія » Ciencia » Властивості азоту

Будьте першим, щоб коментувати

Факти про рідкий азот і безпека

Рідкий азот є формою елемента азоту, який достатньо холодний, щоб існувати в рідкому стані, і використовується для багатьох охолоджувальних і кріогенних застосувань. Ось деякі факти про рідкий азот і важлива інформація про безпечне поводження з ним.

Ключові висновки: рідкий азот

• Рідкий азот складається з чистих молекул азоту (N ₂ ) у рідкому стані.
• За нормального тиску азот стає рідиною при температурі нижче −195,8°C або −320,4°F і твердою речовиною при −209,86°C або −345,75°F. При таких низьких температурах воно настільки холодне, що одразу обмерзає тканини.
• Рідкий азот, як і твердий і газоподібний, безбарвний.

Факти про рідкий азот

• Рідкий азот — це зріджена форма елемента азоту , який комерційно виробляється шляхом фракційної дистиляції рідкого повітря. Як і газоподібний азот, він складається з двох атомів азоту, які мають спільні ковалентні зв’язки (N ₂ ).
• Іноді рідкий азот позначають як LN ₂ , LN або LIN.
• Номер ООН (UN або UNID) — це чотиризначний код, який використовується для ідентифікації легкозаймистих і шкідливих хімікатів. Рідкий азот ідентифікований як номер ООН 1977.
• За нормального тиску рідкий азот кипить при 77 К (−195,8° C або −320,4° F).
• Коефіцієнт розширення рідина-газ для азоту становить 1:694, що означає, що рідкий азот дуже швидко кипить, заповнюючи об’єм газоподібним азотом.
• Азот нетоксичний, не має запаху та кольору. Він відносно інертний і не горючий.
• Газоподібний азот трохи легший за повітря, коли він досягає кімнатної температури . Він малорозчинний у воді.
• Вперше азот був зріджений 15 квітня 1883 року польськими фізиками Зигмунтом Врублевським і Каролем Ольшевським.
• Рідкий азот зберігається в спеціальних ізольованих контейнерах, які мають вентиляцію, щоб запобігти підвищенню тиску. Залежно від конструкції колби Дьюара її можна зберігати годинами або до кількох тижнів.
• LN2 демонструє ефект Лейденфроста , що означає, що він кипить настільки швидко, що оточує поверхні ізоляційним шаром газоподібного азоту. Ось чому розлиті краплі азоту розлітаються по підлозі.

Безпека рідкого азоту

При роботі з рідким азотом важливо дотримуватися заходів безпеки:

• Рідкий азот досить холодний, щоб викликати сильне обмороження при контакті з живою тканиною. Під час роботи з рідким азотом ви повинні носити належне захисне спорядження, щоб запобігти контакту або вдиханню надзвичайно холодних парів. Накрийте та ізолюйте шкіру, щоб уникнути впливу.
• Вживання рідкого азоту може бути смертельним. Хоча він заморожує тканини, справжньою проблемою є швидке розширення рідини в газ, який розриває шлунково-кишковий тракт.
• Оскільки він кипить дуже швидко, фазовий перехід від рідини до газу може дуже швидко створити великий тиск. Не заливайте рідкий азот у герметичний контейнер, оскільки це може призвести до його розриву або вибуху.
• Додавання великої кількості азоту в повітря зменшує відносну кількість кисню, що може призвести до ризику асфіксії. Холодний азот важчий за повітря, тому ризик найбільший поблизу землі. Використовуйте рідкий азот у добре провітрюваному приміщенні.
• Ємності з рідким азотом можуть накопичувати кисень, який конденсується з повітря. Оскільки азот випаровується, існує ризик бурхливого окислення органічних речовин.

Застосування рідкого азоту

Рідкий азот має багато застосувань, головним чином через низьку температуру та низьку реакційну здатність. Приклади поширених програм:

• Заморожування та транспортування харчових продуктів
• Кріоконсервація біологічних зразків, таких як сперма, яйцеклітини та генетичні зразки тварин
• Використовуйте як охолоджувач для надпровідників, вакуумних насосів та інших матеріалів і обладнання
• Використовуйте в кріотерапії для усунення аномалій шкіри
• Екранування матеріалів від впливу кисню
• Швидке заморожування води або труб, що дозволяє працювати з ними, коли клапани недоступні
• Джерело надзвичайно сухого азоту
• Клеймування великої рогатої худоби
• Молекулярна гастрономія приготування незвичайних страв і напоїв
• Охолодження матеріалів для полегшення механічної обробки або руйнування
• Наукові проекти, зокрема виготовлення морозива з рідкого азоту , створення азотного туману та швидке заморожування квітів, а потім спостерігання за тим, як вони розбиваються, коли постукують об тверду поверхню.

Джерела

• Хеншоу , Д.Г.; Херст, Д.Г.; Попа Н. К. (1953). «Структура рідкого азоту, кисню та аргону за нейтронографією». Фізичний огляд . 92 (5): 1229–1234. doi:10.1103/PhysRev.92.1229
• Тілден, Вільям Август (2009). Коротка історія розвитку наукової хімії в наш час . ТОВ «БібліоБазар». ISBN 978-1-103-35842-7.
• Воллоп, Гаррі (9 жовтня 2012). « Темна сторона коктейлів з рідким азотом ». The Daily Telegraph.