氮氣

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氮氣的單質形式,化學式為N2

氮氣
IUPAC名
Dinitrogen
别名 Diatomic nitrogen
识别
CAS号 7727-37-9  ✓
SMILES
性质
化学式 N2
摩尔质量 28.01 g·mol−1
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

氮氣是地球大氣中所佔比例最高的氣體,佔有78.3%(其次為氧氣的20.99%)。

氮氣不可燃亦不可助燃,但是对于来说,它可以助燃。

制备编辑

  • 工業法:液態空氣分餾 沸點低於 先汽化,但無法得純 。也可以通过机械方法(例如加压反渗透膜变压吸附法英语Pressure Swing Adsorption)处理氣態空气得到氮气。商品化氮气常常是制作工业用氧气时的副产品。工业氮气被压缩后都用黑色钢瓶装,常被稱为OFN(oxygen-free nitrogen,无氧氮气)。[1]
  • 實驗法:

1.氯化銨混合亞硝酸鈉加熱:[2]

 (純度高)
此反应也会产生少量  ,将气体產物通过混有二鉻酸鉀的液态硫酸可以去除。[2]

2.純空氣通過灼熱銅粉或銅絲網去氧:

 (純度低)

3.氨氣通過灼熱氧化銅

 
  • 高纯度的氮气可以通过叠氮化钡叠氮化钠的热分解反应得到: [3]

用途编辑

廉价又安定的保护气,用于金属炼制及高温合成时的简单保护性氛围(但其稳定性不及氦气氩气);高温下用于合成氮化物(如氮化硅陶瓷、氮化硼等)。其化合物亦有用於農業,如氮肥。液態氮有時用於冷卻。此外,氮氣是包装食品的填充氣體,用于保持包装外形避免挤压损坏,同时更重要的,隔绝氧气而使食物不變壞。

氮氣在生命形成的保護中起重要意義,氮氣化學性質穩定,不像其他氣體太活躍容易破壞生物結構,但又在大氣中起到阻擋太空粒子及隕石沖擊作用,而其分子重量,與氧氣相約且比氧氣輕,不會使氧氣被排到太高的空中或太過聚集於地球表面。而且其溫室效應不明顯,不會使地球表面溫度太高。因此給生物提供了一個適合生長和進化的穩定環境。

可以利用氮氣在鐵催化劑存在之下與氫氣反應,生成。這叫做哈柏法 氨可以用於肥料和其他化合物的合成。

参考资料编辑

  1. ^ Reich, Murray.; Kapenekas, Harry. Nitrogen Purfication. Pilot Plant Removal of Oxygen. Industrial & Engineering Chemistry. 1957, 49 (5): 869–873. doi:10.1021/ie50569a032. 
  2. ^ 2.0 2.1 Bartlett, J. Kenneth. Analysis for nitrite by evolution of nitrogen: A general chemistry laboratory experiment. Journal of Chemical Education (American Chemical Society (ACS)). 1967, 44 (8): 475. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed044p475. 
  3. ^ Eremets, M. I.; Popov, M. Yu.; Trojan, I. A.; Denisov, V. N.; Boehler, R.; Hemley, R. J. Polymerization of nitrogen in sodium azide. The Journal of Chemical Physics (AIP Publishing). 2004-06-08, 120 (22): 10618–10623. ISSN 0021-9606. doi:10.1063/1.1718250.