Азот: применение, получение, свойства газа

Азот: применение, получение, свойства газа

Азот (N) – это двухатомный газ, который не имеет вкуса, цвета, запаха. Это основной компонент воздуха. Один из самых распространённых и биологически значимых элементов. Входит в состав нуклеиновых кислот, а также гемоглобина, белков, хлорофилла.

Азот (N) – это двухатомный газ, который не имеет вкуса, цвета, запаха. Это основной компонент воздуха. Один из самых распространённых и биологически значимых элементов. Входит в состав нуклеиновых кислот, а также гемоглобина, белков, хлорофилла.

Содержание статьи

  1. Свойства
    • Химические свойства азота
    • Физические свойства азота
    • Связывание атмосферного азота
  2. Как получают азот
    • Разложение нитрита аммония
    • Нагревание дихромата калия с сульфатом аммония
    • Пропускание аммиака над оксидом меди (II)
    • Разложение азидов
    • Реакция воздуха с раскалённым коксом
    • Перегонка воздуха
  3. Основные области применения азота
    • Медицина
    • Промышленность
    • Сельское хозяйство
  4. Маркировка баллонов с азотом

Свойства

Азот – довольно востребованный газ. Его популярность в различных областях обусловлена уникальными характеристиками.

Химические свойства азота

В свободном состоянии представляет собой двухатомные молекулы N2. Азот проявляет свойства как окислителя, так и восстановителя, поэтому может реагировать и с металлами, и с неметаллами. С кислородом вступает в реакцию только при больших температурах – от 2000°C, на вольтовой дуге. При взаимодействии с водородом образует аммиак. Нет реакции с мышьяком, серой, углеродом.

У азота минимальная реакционная способность. Для взаимодействия нужны жёсткие условия и достаточно активные вещества.

Газ азот

Физические свойства азота

Этот газ плохо растворяется в воде при нормальных условиях. У него нет ни цвета, ни запаха. Его плотность –1, 2506 кг/м3.

Элемент становится твердым при снижении температуры до -209,86 °C и образует огромные белые кристаллы или массу, похожую на снег.

В жидком состоянии этот газ похож на воду – он подвижный, не имеет цвета. При взаимодействии с воздухом вытягивает кислород. Его плотность в этом агрегатном состоянии составляет 808 кг/м3.

Связывание атмосферного азота

  • Соединения азота применяют в большом количестве областей:
  • индустрия удобрений;
  • взрывчатые вещества;
  • красители;
  • медикаменты.

Однако из-за высокой прочности молекулы долго не удавалось получить соединения, в которых содержался бы азот из воздуха. Большую часть добывали из минералов, например, чилийской селитры. Снижение запасов ископаемых и увеличение потребности в соединениях азота спровоцировали ускорение работ по промышленному связыванию.

Самыми распространёнными способами стали аммиачный и цианамидный.

Каждый год из атмосферы нашей планеты такими методами отбирают около 1⋅106 т азота.

Как получают азот

Существует несколько способов получения этого газа. Перечислим самые известные и распространённые.

Разложение нитрита аммония

В лабораториях его получают с помощью реакции разложения NH4NO2 – нитрита аммония.

Для этого в насыщенный подогретый раствор сульфата аммония по капле добавляют насыщенный раствор нитрита натрия. В результате образуется и мгновенно разлагается NH4NO2.

Азот, который выделяется, очищают от кислорода, аммиака и оксида железа. Затем его осушают.

Нагревание дихромата калия с сульфатом аммония

Один из популярных методов – это нагревание смеси сульфата аммония и дихромата калия в пропорции 1:2. Реакцию описывают следующими формулами:

K2Cr2O7 + (NH4)2SO4 ⟶ (NH4)2Cr2O7 + K2SO4
(NH4)2Cr2O7 ⟶ N2↑ + Cr2O3 + 4H2O

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!
+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Пропускание аммиака над оксидом меди (II)

В лабораториях применяют следующий способ. Над оксидом двухвалентной меди при 700°C пропускают аммиак. Его берут из нагретого насыщенного раствора. Перед использованием азот очищают от примеси кислорода и аммиака, а после сушат с использованием серной кислоты и сухой щёлочи. Это небыстрый процесс, но результат точно порадует – газ получается очень чистый.

Разложение азидов

Самый чистый азот получают с разложения азидов металлов. Формула выглядит так:
2NaN3 → 2Na + 3N2

Реакция воздуха с раскалённым коксом

Соединение азота и редких газов называют «атмосферный» азот. Его получают при взаимодействии раскалённого кокса и воздуха. Во время реакции выделяется «воздушный» газ, который является сырьём для химических синтезов. С его помощью можно получить необходимый нам элемент.

Перегонка воздуха

В промышленности большое значение имеет стоимость и доступность сырья. Поэтому азот выделяют прямо из воздуха. Для этого используют различные способы, например, фракционную перегонку. Этот метод подходит для получения молекулярного и атмосферного азота. Также часто применяют технологии мембранного и адсорбционного разделения газов.

Основные области применения азота

Элемент не вступает в реакцию с газообразными веществами, его атомы сложно разорвать. Это позволяет создать инертную среду, которая необходима для большого количества процессов. Этот газ используют в тех сферах, где требуется избегать реакций окисления: коррозии, горения и других.

В обычных условиях он абсолютно не токсичен. Но при повышении атмосферного давления может вызвать отравление. Опасность для здоровья человека представляет и большинство соединений азота.

Медицина

Этот химический элемент помогает сохранить кровь, медикаменты, различные биологические материалы. Он уничтожает большинство патологических бактерий, поэтому его используют для обработки медицинского оборудования и инструментов.

Закись азота высокой степени очистки применяют для проведения ингаляционного наркоза, обезболивания беременных аллергиков. Во время операций его вводят дозированно, в соотношении 30/70. Где 70% – это кислород. Такой метод не используют при гипоксии, алкоголизме, тяжёлых нервных расстройствах. Он усиливает влияние анальгетиков , барбитуратов.

Промышленность

Применение азота в промышленности – довольно распространённая практика. Его применяют, например, при добыче нефти. Он позволяет обеспечить безопасность буровых работ. Его используют для ремонта скважин. Им продувают трубопроводы и резервуары. Также для повышения нефтеотдачи пласта используют азот высокого давления.

  • В число сфер применения входит и горнодобывающее дело. Азот используют для выполнения нескольких задач:
  • создание взрывобезопасной среды в шахте;
  • распирание пластов породы;
  • тушение угля при самозгорании.

Азот заменяет воздух во всех процессах, где негативными факторами будут окисление и гниение. Например, при производстве электроники им продувают области, в которых не должен присутствовать окисляющий кислород.

Газом заполняют также шины летательных аппаратов и автомобилей.

Азот применяют и в пищевой промышленности. Он зарегистрирован как E941 – хладагент и газовая среда для упаковки, а также последующего хранения. В жидком виде его используют, чтобы создать инертную среду и избыточное давление в мягкой ёмкости. Это необходимо при разливе напитков без газа и масла.

Газ азот

Сельское хозяйство

Полноценное развитие и урожайность сельскохозяйственных культур зависит не только от наличия влаги и солнечного света, но и питания. Большую часть нужных компонентов они забирают из почвы, усваивают через корни. Однако даже в самом лучшем грунте нет того количества элементов, которые необходимы для роста. Если ежегодно высаживать на определенном участке одни и те же растения, почва быстро истощится. В первую очередь сельхозкультуры будут ощущать дефицит азота. Восполнить его помогут удобрения. Это специальные составы, которые содержат соединения азота в легкоусвояемых формах.

  • Самые популярные варианты:
  • натриевая, кальциевая или аммиачная селитра;
  • мочевина;
  • сульфат аммония.

Использовать их нужно со строгим соблюдением норм, сроков внесения.

Маркировка баллонов с азотом

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением баллоны с азотом должны быть только чёрного цвета. Также потребуется нанести коричневую полоску. Надпись выполняют жёлтой краской.

Если обращаться к ГОСТУ, ситуация будет несколько иной. Нанесение полосы уже не будет обязательным условием. Зато необходимо зафиксировать сведения о чистоте газа.

Источники:

  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Азот
  2. Химия окружающей среды. Н. В. Гусакова
  3. Экологическая химия. В. А. Исидоров

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Как получают азот?

Разложением нитрита аммония, нагреванием дихромата калия с сульфатом аммония, пропусканием аммиака над оксидом меди, перегонкой воздуха и другими методами.

Где применяют азот?

В медицине, промышленности, сельском хозяйстве.

В каком агрегатном состоянии может находиться азот?

В газообразном, жидком, а также твердом при снижении температуры.

Какого цвета должен быть баллон с азотом?

По правилам тара должна быть черного цвета с коричневой полосой и желтой надписью.

Азот: применение, получение, свойства газа
ООО «ТАНТАЛ-Д»
140050, Россия, Московская обл., Люберецкий р-он, пос. Красково, ул. Карла Маркса, д. 117, строение 16 (территория ВНИИСТРОМ 12 км от МКАД)
+7 495 532 17 17

Азот (N) – это двухатомный газ, который не имеет вкуса, цвета, запаха. Это основной компонент воздуха. Один из самых распространённых и биологически значимых элементов. Входит в состав нуклеиновых кислот, а также гемоглобина, белков, хлорофилла.

Содержание статьи

  1. Свойства
    • Химические свойства азота
    • Физические свойства азота
    • Связывание атмосферного азота
  2. Как получают азот
    • Разложение нитрита аммония
    • Нагревание дихромата калия с сульфатом аммония
    • Пропускание аммиака над оксидом меди (II)
    • Разложение азидов
    • Реакция воздуха с раскалённым коксом
    • Перегонка воздуха
  3. Основные области применения азота
    • Медицина
    • Промышленность
    • Сельское хозяйство
  4. Маркировка баллонов с азотом

Свойства

Азот – довольно востребованный газ. Его популярность в различных областях обусловлена уникальными характеристиками.

Химические свойства азота

В свободном состоянии представляет собой двухатомные молекулы N2. Азот проявляет свойства как окислителя, так и восстановителя, поэтому может реагировать и с металлами, и с неметаллами. С кислородом вступает в реакцию только при больших температурах – от 2000°C, на вольтовой дуге. При взаимодействии с водородом образует аммиак. Нет реакции с мышьяком, серой, углеродом.

У азота минимальная реакционная способность. Для взаимодействия нужны жёсткие условия и достаточно активные вещества.

Газ азот

Физические свойства азота

Этот газ плохо растворяется в воде при нормальных условиях. У него нет ни цвета, ни запаха. Его плотность –1, 2506 кг/м3.

Элемент становится твердым при снижении температуры до -209,86 °C и образует огромные белые кристаллы или массу, похожую на снег.

В жидком состоянии этот газ похож на воду – он подвижный, не имеет цвета. При взаимодействии с воздухом вытягивает кислород. Его плотность в этом агрегатном состоянии составляет 808 кг/м3.

Связывание атмосферного азота

  • Соединения азота применяют в большом количестве областей:
  • индустрия удобрений;
  • взрывчатые вещества;
  • красители;
  • медикаменты.

Однако из-за высокой прочности молекулы долго не удавалось получить соединения, в которых содержался бы азот из воздуха. Большую часть добывали из минералов, например, чилийской селитры. Снижение запасов ископаемых и увеличение потребности в соединениях азота спровоцировали ускорение работ по промышленному связыванию.

Самыми распространёнными способами стали аммиачный и цианамидный.

Каждый год из атмосферы нашей планеты такими методами отбирают около 1⋅106 т азота.

Как получают азот

Существует несколько способов получения этого газа. Перечислим самые известные и распространённые.

Разложение нитрита аммония

В лабораториях его получают с помощью реакции разложения NH4NO2 – нитрита аммония.

Для этого в насыщенный подогретый раствор сульфата аммония по капле добавляют насыщенный раствор нитрита натрия. В результате образуется и мгновенно разлагается NH4NO2.

Азот, который выделяется, очищают от кислорода, аммиака и оксида железа. Затем его осушают.

Нагревание дихромата калия с сульфатом аммония

Один из популярных методов – это нагревание смеси сульфата аммония и дихромата калия в пропорции 1:2. Реакцию описывают следующими формулами:

K2Cr2O7 + (NH4)2SO4 ⟶ (NH4)2Cr2O7 + K2SO4
(NH4)2Cr2O7 ⟶ N2↑ + Cr2O3 + 4H2O

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!
+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Пропускание аммиака над оксидом меди (II)

В лабораториях применяют следующий способ. Над оксидом двухвалентной меди при 700°C пропускают аммиак. Его берут из нагретого насыщенного раствора. Перед использованием азот очищают от примеси кислорода и аммиака, а после сушат с использованием серной кислоты и сухой щёлочи. Это небыстрый процесс, но результат точно порадует – газ получается очень чистый.

Разложение азидов

Самый чистый азот получают с разложения азидов металлов. Формула выглядит так:
2NaN3 → 2Na + 3N2

Реакция воздуха с раскалённым коксом

Соединение азота и редких газов называют «атмосферный» азот. Его получают при взаимодействии раскалённого кокса и воздуха. Во время реакции выделяется «воздушный» газ, который является сырьём для химических синтезов. С его помощью можно получить необходимый нам элемент.

Перегонка воздуха

В промышленности большое значение имеет стоимость и доступность сырья. Поэтому азот выделяют прямо из воздуха. Для этого используют различные способы, например, фракционную перегонку. Этот метод подходит для получения молекулярного и атмосферного азота. Также часто применяют технологии мембранного и адсорбционного разделения газов.

Основные области применения азота

Элемент не вступает в реакцию с газообразными веществами, его атомы сложно разорвать. Это позволяет создать инертную среду, которая необходима для большого количества процессов. Этот газ используют в тех сферах, где требуется избегать реакций окисления: коррозии, горения и других.

В обычных условиях он абсолютно не токсичен. Но при повышении атмосферного давления может вызвать отравление. Опасность для здоровья человека представляет и большинство соединений азота.

Медицина

Этот химический элемент помогает сохранить кровь, медикаменты, различные биологические материалы. Он уничтожает большинство патологических бактерий, поэтому его используют для обработки медицинского оборудования и инструментов.

Закись азота высокой степени очистки применяют для проведения ингаляционного наркоза, обезболивания беременных аллергиков. Во время операций его вводят дозированно, в соотношении 30/70. Где 70% – это кислород. Такой метод не используют при гипоксии, алкоголизме, тяжёлых нервных расстройствах. Он усиливает влияние анальгетиков , барбитуратов.

Промышленность

Применение азота в промышленности – довольно распространённая практика. Его применяют, например, при добыче нефти. Он позволяет обеспечить безопасность буровых работ. Его используют для ремонта скважин. Им продувают трубопроводы и резервуары. Также для повышения нефтеотдачи пласта используют азот высокого давления.

  • В число сфер применения входит и горнодобывающее дело. Азот используют для выполнения нескольких задач:
  • создание взрывобезопасной среды в шахте;
  • распирание пластов породы;
  • тушение угля при самозгорании.

Азот заменяет воздух во всех процессах, где негативными факторами будут окисление и гниение. Например, при производстве электроники им продувают области, в которых не должен присутствовать окисляющий кислород.

Газом заполняют также шины летательных аппаратов и автомобилей.

Азот применяют и в пищевой промышленности. Он зарегистрирован как E941 – хладагент и газовая среда для упаковки, а также последующего хранения. В жидком виде его используют, чтобы создать инертную среду и избыточное давление в мягкой ёмкости. Это необходимо при разливе напитков без газа и масла.

Газ азот

Сельское хозяйство

Полноценное развитие и урожайность сельскохозяйственных культур зависит не только от наличия влаги и солнечного света, но и питания. Большую часть нужных компонентов они забирают из почвы, усваивают через корни. Однако даже в самом лучшем грунте нет того количества элементов, которые необходимы для роста. Если ежегодно высаживать на определенном участке одни и те же растения, почва быстро истощится. В первую очередь сельхозкультуры будут ощущать дефицит азота. Восполнить его помогут удобрения. Это специальные составы, которые содержат соединения азота в легкоусвояемых формах.

  • Самые популярные варианты:
  • натриевая, кальциевая или аммиачная селитра;
  • мочевина;
  • сульфат аммония.

Использовать их нужно со строгим соблюдением норм, сроков внесения.

Маркировка баллонов с азотом

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением баллоны с азотом должны быть только чёрного цвета. Также потребуется нанести коричневую полоску. Надпись выполняют жёлтой краской.

Если обращаться к ГОСТУ, ситуация будет несколько иной. Нанесение полосы уже не будет обязательным условием. Зато необходимо зафиксировать сведения о чистоте газа.

Источники:

  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Азот
  2. Химия окружающей среды. Н. В. Гусакова
  3. Экологическая химия. В. А. Исидоров

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Как получают азот?

Разложением нитрита аммония, нагреванием дихромата калия с сульфатом аммония, пропусканием аммиака над оксидом меди, перегонкой воздуха и другими методами.

Где применяют азот?

В медицине, промышленности, сельском хозяйстве.

В каком агрегатном состоянии может находиться азот?

В газообразном, жидком, а также твердом при снижении температуры.

Какого цвета должен быть баллон с азотом?

По правилам тара должна быть черного цвета с коричневой полосой и желтой надписью.

Назад

Если вам понравилась статья, поделитесь ей в социальных сетях

Читать также

Как проверить газовый баллон на утечку?
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Ацетилен: свойства, как получают, где применяют
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Чем опасен азот для человека: симптомы отравления
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Сколько баллонов кислородных можно перевозить без разрешения ДОПОГ
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Как получают водород – физические и химические свойства, области применения
Автор: Лебедев Юрий Агафонович

Форма заказа товаров и услуг

Название организации
Телефон
Контактное лицо *
E-mail
Товар или услуга *
Комментарий

Акции

Если у вас остались старые баллоны, мы готовы обменять их на выгодных условиях. Таким образом, вы приобретаете новый баллон по более низкой цене.

Новости
15.12.2019

Только у нас, банано-газ в наличии! Если вы сделаете заявку на 16 баллонов и более, мы организуем доставку.

22.11.2019

ООО «ТАНТАЛ-Д» начинает заправку моноблоков газом собственного производства.