氮?dú)猓∟itrogen),是氮元素形成的一種單質(zhì),化學(xué)式N?。常溫常壓下是一種無色無味的氣體,只有在高溫高壓及催化劑條件下才能和氫氣反應(yīng)生成氨氣,在放電的情況下能和氧氣化合生成一氧化氮;即使Ca、Mg、Sr和Ba等活潑金屬也只有在加熱的情形下才能與其反應(yīng)。
氮(Nitrogen)這個名稱,在1970年由Jean-Antoine-ClaudeChaptal提出,是基于它是硝酸和硝酸鹽的一個組分的考慮(希臘文Νιτροζ?λη,硝酸靈)。由于這種氣體的窒息性,Lavoisier更喜歡用azote(氮)這個名稱(希臘文?ψυχη,無生命),而且這個名稱在語法中以諸如azo、dizao、azide等形式還在使用。德文名稱stickstoff指的是相同的性質(zhì)(sticken,窒息或悶熄)
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(qiáng)的穩(wěn)定性,離解能高達(dá)945 kJ/mol,即使在3273 K時也不分解
膜分離法
膜分離技術(shù)是基于薄膜對氣體組分具有選擇性滲透和擴(kuò)散的特性,以達(dá)到氣體分離和純化的目的。氣體中各種組分透過膜的速度不同,每種組分透過膜的速度與該氣體的性質(zhì)、膜的特性和膜兩面的分壓差有關(guān)。透過膜的氣體組分不可能達(dá)到的純度。氣體分離膜通??煞譃槎嗫撞馁|(zhì)和非多孔材質(zhì),它們無機(jī)物(多孔玻璃、陶瓷、金屬、電子導(dǎo)電性固體和鈀合金等)或有機(jī)高分子(微孔聚乙烯、多孔醋酸纖維、均質(zhì)醋酸纖維、聚硅氧烷橡膠和聚碳酸脂)組成。
氨分解法
在高溫且有鎳的催化下,氨逐漸分解為氮?dú)馀c氫氣:
然后把混合氣在燃燒室內(nèi)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?dú)浠旌媳鹊谋Wo(hù)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?dú)鈿錃鈦碓蠢щy而氨價格又較低廉的情況時)。
1、氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。這種惰性品質(zhì)使它可以廣泛應(yīng)用于許多厭氧環(huán)境,比如用氮?dú)鈱⑻囟ㄈ萜髦械目諝怛?qū)替置換,起到隔離、阻燃、防爆、防腐的作用,這項(xiàng)技術(shù)在輕烴裝置檢修、LPG工程、輸氣管道和液化氣管網(wǎng)吹掃等工業(yè)、民用方面得以應(yīng)用 [11]。氮?dú)膺€可在已加工的食品和藥品的包裝中用作覆蓋氣體,密封電纜、電話線以及給可膨脹的橡膠輪胎加壓等。作為一種防腐劑,氮?dú)庖渤1惶嬷门c井下,以減緩管柱與地層流體接觸所產(chǎn)生的腐蝕
3、生產(chǎn)的氮?dú)獯蠹s10%用作制冷劑,主要包括:通常軟的或類似橡膠物質(zhì)的凝固磨碎、低溫加工橡膠、工程技術(shù)部件的冷縮配合和安裝、生物標(biāo)本,如血液的的保存、在運(yùn)輸中制冷等。
健康危害
空氣中氮?dú)夂窟^高,使吸入氣氧分壓下降,引起缺氧窒息。吸入氮?dú)鉂舛炔惶邥r,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(jìn)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(zhuǎn)入常壓環(huán)境,體內(nèi)會形成氮?dú)鈿馀荩瑝浩壬窠?jīng)、血管或造成微血管阻塞,發(fā)生“減壓病”。
危害防治
應(yīng)急處理方法:迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處,并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿一般作業(yè)工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng),加速擴(kuò)散。漏氣容器要妥善處理,修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。
操作方法:密閉操作,提供良好的自然通風(fēng)條件,操作人員經(jīng)過培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。搬運(yùn)時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損,配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
若吸入過量氮?dú)鈶?yīng)迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處,保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。呼吸心跳停止時,立即進(jìn)行人工呼吸和胸外心臟按壓術(shù),及時就醫(yī)
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