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(wú)色無(wú)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?dú)獾倪@種高度化學(xué)穩(wěn)定性與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān),2個(gè)N原子以叁鍵結(jié)合成為氮?dú)夥肿?,包?個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,因?yàn)樵诨瘜W(xué)反應(yīng)中受到攻擊的是π鍵,而在N?分子中π鍵的能級(jí)比σ鍵低,打開(kāi)π鍵困難,因而使N?難以參與化學(xué)反應(yīng)。
氮是地球上第30豐富的元素??紤]到氮?dú)庹即髿饬康?/5,即占大氣的78%以上,幾乎可以使用無(wú)的氮?dú)?。工業(yè)常使用分餾液態(tài)空氣的方法來(lái)獲得大量氮?dú)?br/>
氮(Nitrogen)這個(gè)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(gè)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(gè)名稱(希臘文?ψυχη,無(wú)生命),而且這個(gè)名稱在語(yǔ)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?dú)馐且环N有惰性的氣體,一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),但在一定條件下,氮可與堿金屬或堿土金屬反應(yīng),相當(dāng)于在氮分子的反鍵分子軌道上填充一個(gè)電子,金屬的給電子能力越強(qiáng),反應(yīng)越易進(jìn)行。如,在常溫下鋰可與氮直接反應(yīng),而鈣需要加熱到一定條件才能于氮?dú)夥磻?yīng):
ⅢA和ⅣA族的一些元素在加熱條件下能與氮?dú)夥磻?yīng):
在高溫、高壓和催化劑存在的條件下,氮能與氫反應(yīng)生成氨:
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(guò)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?lái)源困難而氨價(jià)格又較低廉的情況時(shí))。
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(lèi)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^(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(guò)培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。搬運(yùn)時(shí)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(guò)量氮?dú)鈶?yīng)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),及時(shí)就醫(yī)