高純氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)詳細(xì)解析
氣體的作用都是不可小視的,那么今天這種高純氮?dú)?,我們先?lái)了解一下它的化學(xué)性質(zhì),只有這樣,才能更深入的了解高純氮?dú)膺@項(xiàng)氣體的性質(zhì),首先,氣體大部分都是無(wú)色透明的,這是一個(gè)基本的常識(shí),但是高純氮?dú)饨M成的氣體會(huì)是什么樣子的呢,今天我們一起來(lái)了解一下。
由氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖也可以看出,除了NH4+離子外,氧化數(shù)為0的N2分子在圖中曲線的低點(diǎn),這表明相對(duì)于其它氧化數(shù)的氮的化合物來(lái)講的話,N2是熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)構(gòu)。氧化數(shù)為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位于HNO3和N2兩點(diǎn)的連線的上方,因此,這些化合物在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的,容易發(fā)生歧化反應(yīng)。
由氮分子中三鍵鍵能很大,不容易被破壞,因此其化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定,只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下,氮?dú)饪梢院蜌錃夥磻?yīng)生成氨。
高純氮?dú)鈴S家介紹氮化物反應(yīng)。氮化鎂與水反應(yīng):Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑在放電條件下,氮?dú)獠趴梢院脱鯕饣仙梢谎趸篘2+O2=放電=2NO一氧化氮與氧氣迅速化合,生成二氧化氮2NO+O2=2NO2二氧化氮溶于水,生成硝酸,一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO五氧化二氮溶于水,生成硝酸,N2O5+H2O=2HNO3
活潑金屬反應(yīng)。N2與金屬鋰在常溫下就可直接反應(yīng):6Li+N2===2Li3NN2與堿土金屬M(fèi)g、Ca、Sr、Ba在熾熱的溫度下作用:3Ca+N2=△=Ca3N2N2與鎂條反應(yīng):3Mg+N2=點(diǎn)燃=Mg3N2(氮化鎂)
非金屬反應(yīng),N2與氫氣反應(yīng)制氨氣:N2+3H2?2NH3(高溫高壓催化劑)N2與硼要在白熱的溫度才能反應(yīng):2 B+N2===2BN(大分子化合物)N2與硅和其它族元素的單質(zhì)一般要在高于1473K的溫度下才能反應(yīng)。
人類能夠有效利用氮?dú)獾闹饕緩绞呛铣砂?,但要求條件很高。近年來(lái),人們?cè)诮吡ε逯参锕痰臋C(jī)理,爭(zhēng)取用化學(xué)的方法模擬生物固氮,來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)溫和條件下開(kāi)發(fā)利用空氣中的氮資源。
氮主要用于合成氨,反應(yīng)式為N?+3H?=2NH?(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:碳酸氫銨NH4HCO3,氯化銨NH4Cl,硝酸銨NH4NO3等等。
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)疤痕,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。
高純氮?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、安全保障氣體。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。