隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,氮的應(yīng)用越來越普遍,已經(jīng)滲透到許多工業(yè)部門和日常生活領(lǐng)域。在金屬熱處理中的應(yīng)用:以氮臭氣為基本成分的氮基氣氛熱處理是一種節(jié)能、安全、無污染環(huán)境和充分利用自然資源的新技術(shù)和新工藝。已經(jīng)表明,幾乎所有的熱處理工藝,包括淬火、退火、滲碳、碳氮共滲、軟氮化和滲碳。液氮冷卻的應(yīng)用:1.冷凍醫(yī)學(xué):外科、冷凍醫(yī)治、血液冷卻、藥物冷凍和低溫粉碎。2.生物工程:冷凍保存有價值的植物、植物細(xì)胞和遺傳胚漿等。3.金屬加工:金屬的冷凍處理、模具的冷凍彎曲、擠壓和磨削等。4.食品加工:設(shè)備的快速冷凍、食品冷凍和運(yùn)輸?shù)取?.航天技術(shù):發(fā)射裝置冷源和空間模擬室。焊接時通氮?dú)饪筛艚^氧氣,防止金屬氧化,提升焊接質(zhì)量。退火爐氮?dú)鈱\嚺渌?/p>
氮?dú)鈶?yīng)用領(lǐng)域:醫(yī)療設(shè)備:氮?dú)庠谝恍┽t(yī)療設(shè)備中用作驅(qū)動氣體或冷卻氣體。例如,在某些手術(shù)器械、牙科設(shè)備中,氮?dú)饪梢蕴峁﹦恿蚶鋮s作用。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境:在許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,氮?dú)庥米鞅Wo(hù)氣體或反應(yīng)氣體。例如,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,氮?dú)饪梢员Wo(hù)一些對空氣敏感的試劑;在物理實(shí)驗(yàn)中,氮?dú)饪梢杂糜趧?chuàng)造低溫環(huán)境。分析儀器:氮?dú)庠谝恍┓治鰞x器中用作載氣或吹掃氣體。例如,在氣相色譜儀中,氮?dú)饪梢宰鳛檩d氣將樣品帶入色譜柱進(jìn)行分離和分析。徐匯區(qū)藥品用氮?dú)夤?yīng)站氮?dú)饪捎糜谇逑淳軆x器,去除灰塵和雜質(zhì)。
氮?dú)猓∟?)是自然界中較常見的氣體之一,占地球大氣的78%。它是一種無色、無味、無臭、無毒的惰性氣體。在標(biāo)準(zhǔn)條件下,氮?dú)獾拿芏葹?.2506 kg/m3,比空氣略輕。氮?dú)獾姆肿咏Y(jié)構(gòu)簡單,由兩個氮原子通過三重鍵結(jié)合形成,具有較高的穩(wěn)定性和低的反應(yīng)性。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì):盡管氮?dú)庠诔叵卤憩F(xiàn)為惰性,但在高溫、高壓或催化劑存在下可以參與多種化學(xué)反應(yīng)。例如,在高溫下,氮?dú)饪梢耘c氫氣反應(yīng)生成氨(NH?),這是哈柏法合成氨的重要反應(yīng)。氮?dú)庖部梢栽诜烹姉l件下與氧氣反應(yīng)生成氮氧化物(NO和NO?),這些化合物在化學(xué)工業(yè)和環(huán)境科學(xué)中具有重要作用。
氮?dú)馀c氨的工業(yè)價值:《自然科學(xué)基礎(chǔ)知識》中介紹到, 氮?dú)?,作為空氣中的主要成分,不僅在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位,還在日常生活中有著普遍的應(yīng)用。其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)使得氮?dú)獬蔀橐环N理想的保護(hù)氣體,普遍應(yīng)用于各種工業(yè)過程中。而氨,作為氮?dú)獾囊环N重要化合物,同樣在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可或缺的作用。接下來,我們將深入探討氮?dú)夂桶痹诠I(yè)上的具體應(yīng)用及其價值。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。因?yàn)榈獨(dú)馐请p原子分子(N=N),兩個氮原子之間有3對共用電子對,氮氮叁鍵很牢固,分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,化學(xué)性質(zhì)不活潑。液氮可用于地質(zhì)勘探,冷凍鉆探區(qū)域,便于取樣。
氮?dú)饣瘜W(xué)活性:在高溫條件下,氮?dú)獾幕瘜W(xué)活性得以表現(xiàn)。例如,在高溫、高壓并有催化劑存在的環(huán)境下,氮?dú)饪梢耘c氫氣反應(yīng)生成氨氣。此外,在放電條件下,氮?dú)膺€可以與氧氣化合成一氧化氮。同時,氮?dú)庖灿心芰εc堿金屬和堿土金屬反應(yīng),形成離子型氮化物。 制備與純化:工業(yè)上常采用分離液態(tài)空氣的方法來制備氮?dú)?。由于制得的氮?dú)庵锌赡芎猩倭康乃脱鯕?,因此需要進(jìn)一步純化。通常,可以通過燒紅的銅網(wǎng)去除氧氣,使用五氧化二磷去除水分,從而得到高純度的氮?dú)狻?應(yīng)用領(lǐng)域:由于氮?dú)獾姆€(wěn)定性,它被普遍用作保護(hù)性氣體,例如在食品包裝中,以延長食品的保質(zhì)期。此外,在化工行業(yè)中,氮?dú)庖沧鳛樵蠀⑴c多種化學(xué)反應(yīng),如氨的合成等。氮?dú)馀c氧氣在高溫下反應(yīng)生成一氧化氮,是酸雨形成的誘因之一。純化氮?dú)鈶?yīng)用
氮?dú)饪梢种萍Z食倉儲中的蟲害和霉變,保障糧食安全。退火爐氮?dú)鈱\嚺渌?/p>
食品與醫(yī)療領(lǐng)域:食品保鮮?:充氮包裝抑制微生物生長,延長保質(zhì)期(如薯片、咖啡等),推薦純度≥99.9%。?醫(yī)療應(yīng)用?:藥品生產(chǎn)中的防氧化保護(hù),手術(shù)設(shè)備驅(qū)動氣體(純度需99.995%以上)。 ?液態(tài)氮(-196℃)用于冷凍保存生物樣本或低溫醫(yī)治。 ?科技與環(huán)保領(lǐng)域:電子與半導(dǎo)體?:高純氮?dú)猓?9.9999%)用于芯片制造的光刻、清洗等工序,防止雜質(zhì)污染。環(huán)保治理?:作為氣相色譜載氣檢測污染物,或用于污水處理、垃圾焚燒的惰性介質(zhì)。 ?退火爐氮?dú)鈱\嚺渌?/p>