瑞典化學家卡爾·謝勒(Carl Scheele)和蘇格蘭植物學家丹尼爾·盧瑟福(Daniel Rutherford)在1772年分別發(fā)現了氮。牧師卡文迪許和拉瓦錫也在差不多的同一時間立地獲得了氮。Rutherford在他的老師Joseph Black的啟發(fā)下,研究含碳物質在有的空氣中燃燒后所留下的殘余“空氣”的性質時,他用KOH除去CO2,從而獲得了氮。他認為這是從已燃燒的物質中吸收了燃素的普通空氣。有些人不顧A. L. Lavoisier的研究成果,直到1840年還在爭論關于氮氣的基本性質。
氮分子中的兩個氮原子之間形成一條σ鍵和兩個π鍵。與類似的CO、C2H4等分子相比,N2的成鍵分子軌道σ2p(-15.59 eV)和π2p(-16.73 eV)能量比較低,反鍵分子軌道π*2p(8.17 eV)能量比較高,不但難以接受電子也不易給出電子,具有較強的穩(wěn)定性,離解能高達945 kJ/mol,即使在3273 K時也不分解
深冷分離法
深冷分離法工藝已經歷了100多年的發(fā)展,先后經歷了高壓、高低壓、中壓和全低壓流程等多種不同的工藝流程。隨著現代空分工藝技術和設備的發(fā)展,高壓、高低壓、中壓空分流程已基本被淘汰,能耗更低、生產更安全的全低壓流程已成為大中型低溫空分裝置的。
氨分解法
在高溫且有鎳的催化下,氨逐漸分解為氮氣與氫氣:
然后把混合氣在燃燒室內燃燒并控制空氣比例,讓氫氣不完全燃燒,其燃燒生成物通過除氧,干燥則可得到不同氮氫混合比的保護性氣體(其氫含量可控制在1%~25%)被使用于銅材的光亮退火(此方法僅適用于氮氣氫氣來源困難而氨價格又較低廉的情況時)。
3、生產的氮氣大約10%用作制冷劑,主要包括:通常軟的或類似橡膠物質的凝固磨碎、低溫加工橡膠、工程技術部件的冷縮配合和安裝、生物標本,如血液的的保存、在運輸中制冷等。
健康危害
空氣中氮氣含量過高,使吸入氣氧分壓下降,引起缺氧窒息。吸入氮氣濃度不太高時,患者初感胸悶、氣短、疲軟無力;繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態(tài)不穩(wěn),稱之為“氮酩酊”,可進入昏睡或昏迷狀態(tài)。吸入高濃度,患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。
潛水員深潛時,可發(fā)生氮的麻醉作用;若從高壓環(huán)境下過快轉入常壓環(huán)境,體內會形成氮氣氣泡,壓迫神經、血管或造成微血管阻塞,發(fā)生“減壓病”。
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