氮?dú)?,元素周期表?位,化學(xué)式N2,通常狀況下是一種無(wú)色無(wú)味的氣體,且通常無(wú)毒,而且一般氮?dú)獗瓤諝饷芏刃?。氮?dú)庹即髿饪偭康?8.12%(體積分?jǐn)?shù)),是空氣的主要成份。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冷卻至-195.6℃時(shí),變成沒(méi)有顏色的液體。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冷卻至-218.8℃時(shí),液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)并不活潑,常溫下氮?dú)夂茈y跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化,用來(lái)制取對(duì)人類(lèi)有用的新物質(zhì)。
氮?dú)庠诖髿庵须m多于氧氣,由于它的性質(zhì)不活潑,所以人們?cè)谡J(rèn)識(shí)氧氣之后才認(rèn)識(shí)氮?dú)獾?。不過(guò)它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。1575年英國(guó)化學(xué)家布拉克(Black,J.1728-1799)發(fā)現(xiàn)碳酸氣之后不久,發(fā)現(xiàn)木炭在玻璃罩內(nèi)燃燒后所生成的碳酸氣,即使用苛性鉀溶液吸收后仍然有較大量的空氣剩下來(lái)。后來(lái)他的學(xué)生D·盧瑟福繼續(xù)用動(dòng)物做實(shí)驗(yàn),把老鼠放進(jìn)封閉的玻璃罩里直至其死后,發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10;若將剩余的氣體再用苛性鉀溶液吸收,則會(huì)繼續(xù)減少1/11的體積。D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)老鼠不能生存的空氣里燃燒蠟燭,仍然可以見(jiàn)到微弱的燭光;待蠟燭熄滅后,往其中放入少量的磷,磷仍能燃燒一會(huì),對(duì)除掉空氣中的助燃?xì)鈦?lái)說(shuō),效果是好的。把磷燃燒后剩余的氣體進(jìn)行研究,D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)這氣體不能維持生命,具有滅火性質(zhì),也不溶于苛性鉀溶洲,因此命名為“濁氣”或“毒氣”。在同一年,普利斯特里作類(lèi)似的燃燒實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)使1/5的空氣變?yōu)樘妓釟?,用石灰水吸收后的氣體不助燃也不助呼吸。由于他同D·盧瑟福都是深信燃素學(xué)說(shuō)的,因此他們把剩下來(lái)的氣體叫做“被燃素飽和了的空氣”。
氮?dú)獾挠猛?/strong>
化工合成
氮主要用于合成氨,反應(yīng)式為N2+3H2?2NH3( 條件為高壓,高溫、和催化劑。反應(yīng)為可逆反應(yīng))還是合成纖維(錦綸、腈綸),合成樹(shù)脂,合成橡膠等的重要原料。 氮是一種營(yíng)養(yǎng)元素還可以用來(lái)制作化肥。例如:NH4HCO3,NH4Cl,NH4NO3等等。
汽車(chē)輪胎
1.提高輪胎行駛的穩(wěn)定性和舒適性
氮?dú)鈳缀鯙槎栊缘碾p原子氣體,化學(xué)性質(zhì)極不活潑,氣體分子比氧分子大,不易熱脹冷縮,變形幅度小,其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30~40%, 能保持穩(wěn)定胎壓,提高輪胎行駛的穩(wěn)定性,保證駕駛的舒適性;氮?dú)獾囊纛l傳導(dǎo)性低,相當(dāng)于普通空氣的1/5,使用氮?dú)饽苡行p少輪胎的噪音,提高行駛的寧?kù)o度。
2.防止爆胎和缺氣碾行
爆胎是公路交通事故中的頭號(hào)殺手。據(jù)統(tǒng)計(jì),在高速公路上有46%的交通事故是由于輪胎發(fā)生故障引起的,其中爆胎一項(xiàng)就占輪胎事故總量的70%。汽車(chē)行駛時(shí),輪胎溫度會(huì)因與地面磨擦而升高,尤其在高速行駛及緊急剎車(chē)時(shí),胎內(nèi)氣體溫度會(huì)急速上升,胎壓驟增,所以會(huì)有爆胎的可能。而高溫導(dǎo)致輪胎橡膠老化,疲勞強(qiáng)度下降,胎面磨損劇烈,又是可能爆胎的重要因素。而與一般高壓空氣相比,高純度氮?dú)庖驗(yàn)闊o(wú)氧且?guī)缀醪缓莶缓?,其熱膨脹系?shù)低,熱傳導(dǎo)性低,升溫慢,降低了輪胎聚熱的速度,不可燃也不助燃等特性,所以可大大地減少爆胎的幾率。
3.延長(zhǎng)輪胎使用壽命
使用氮?dú)夂螅悍€(wěn)定體積變化小,大大降低了輪胎不規(guī)則磨擦的可能性,如冠磨、胎肩磨、偏磨,提高了輪胎的使用壽命;橡膠的老化是受空氣中的氧分子氧化所致,老化后其強(qiáng)度及彈性下降,且會(huì)有龜裂現(xiàn)象,這時(shí)造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。氮?dú)夥蛛x裝置能極大限度地排除空氣中的氧氣、硫、油、水和其它雜質(zhì),有效降低了輪胎內(nèi)襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現(xiàn)象,不會(huì)腐蝕金屬輪輞,延長(zhǎng)了輪胎的使用壽命,也極大程度減少輪輞生銹的狀況。
4. 減少油耗,保護(hù)環(huán)境
輪胎胎壓的不足與受熱后滾動(dòng)阻力的增加,會(huì)造成汽車(chē)行駛時(shí)的油耗增加;而氮?dú)獬丝梢跃S持穩(wěn)定的胎壓,延緩胎壓降低之外,其干燥且不含油不含水,熱傳導(dǎo)性低,升溫慢的特性,減低了輪胎行走時(shí)溫度的升高,以及輪胎變形小抓地力提高等,降低了滾動(dòng)阻力,從而達(dá)到減少油耗的目的。
其他作用
由于氮的化學(xué)惰性,常用作保護(hù)氣體,如:瓜果,食品,燈泡填充氣。以防止某些物體暴露于空氣時(shí)被氧所氧化,用氮?dú)馓畛浼Z倉(cāng),可使糧食不霉?fàn)€、不發(fā)芽,長(zhǎng)期保存。液氮還可用作深度冷凍劑。作為冷凍劑在醫(yī)院做除斑,包,豆等的手術(shù)時(shí)常常也使用, 即將斑,包,豆等凍掉,但是容易出現(xiàn)**,并不建議使用。高純氮?dú)庥米魃V儀等儀器的載氣。用作銅管的光亮退火保護(hù)氣體。跟高純氦氣、高純二氧化碳一起用作激光切割機(jī)的激光氣體。氮?dú)庖沧鳛槭称繁ur保護(hù)氣體的用途。在化工行業(yè),氮?dú)庵饕米鞅Wo(hù)氣體、置換氣體、洗滌氣體、**保障氣體。用作鋁制品、鋁型材加工,鋁薄軋制等保護(hù)氣體。用作回流焊和波峰焊配套的保護(hù)氣體,提高焊接質(zhì)量。用作浮法玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的保護(hù)氣體,防錫槽氧化。
危險(xiǎn)性
危險(xiǎn)性類(lèi)別:第2.2類(lèi)惰性氣體
侵入途徑:吸入
健康危害:空氣中氮?dú)夂窟^(guò)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(shí),患者*初感胸悶、氣短、疲軟無(wú)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(chēng)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(shí),可發(fā)生氮的麻醉作用;若從高壓環(huán)境下過(guò)快轉(zhuǎn)入常壓環(huán)境,體內(nèi)會(huì)形成氮?dú)鈿馀?,壓迫神?jīng)、血管或造成徽血管阻塞,發(fā)生“減壓病”。
環(huán)境危害:無(wú)
燃爆危險(xiǎn):本品不燃。
急救措施
皮膚接觸:沒(méi)事(因空氣中就含有約78%的氮)
眼睛接觸:沒(méi)事(理由同上)
吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)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(shí),立即進(jìn)行人工呼吸和胸外心臟按壓術(shù)。就醫(yī)。
食入:沒(méi)事
消防措施
危險(xiǎn)特性:若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開(kāi)裂和爆炸的危險(xiǎn)。
有害燃燒產(chǎn)物:氮?dú)狻?br />
滅火方法:本品不燃。盡可能將容器從火場(chǎng)移至空曠處。噴水保持火場(chǎng)容器冷卻,直至滅火結(jié)束用霧狀水保持火場(chǎng)中容器冷卻。可用霧狀水噴淋加速液氮蒸發(fā),但不可使用水槍射至液氮。
泄漏應(yīng)急處理
應(yīng)急處理: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。
因此,在氮?dú)馐褂脠?chǎng)所可以配置氮?dú)鈾z測(cè)儀,實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的氮?dú)夂窟M(jìn)行監(jiān)測(cè),以保證作業(yè)人員的人身安全。
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