- Воздействие азота и аргона на организм человека | Флогистон Эксперт Курск
- Применение азота и аргона
- Физиологическое воздействие азота и аргона на человека
- Меры первой помощи попавшему в атмосферу с пониженным содержанием кислорода
- Азот: что это такое и где он используется?
- Что такое азот?
- Применение азота
- Источники получения азота
- Какие существуют варианты практического применения газообразного азота по отраслям?
- Применение азота и его соединений
- Аммиак
- Оксиды азота
- Азотная кислота
- Пьеса «Соединения азота и жизнь человеческая…»
- Технический азот: применение. Основные направления использования азота
- Этот загадочный азот: из истории открытия газа
- АЗОТ: ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
- Применение технического азота
- В чем хранят и как перевозят технический азот
- Азот – безжизненный газ, который так необходим для жизни
- Способы получения азота
- Виды азота
- Применение азота в сварке
- Вредность и опасность азота
- Хранение и транспортировка азота
- Характеристики азота
- Коэффициенты перевода объема и массы N2 при Т=15°C и Р=0,1 МПа
- Коэффициенты перевода объема и массы N2 при Т=0°C и Р=0,1 МПа
- Азот в баллоне
- Давление азота в баллоне при различной температуре окружающей среды
Воздействие азота и аргона на организм человека | Флогистон Эксперт Курск
Азот – газ без цвета и запаха. На предприятиях черной металлургии используется азот чистой 95-97%; азот чистый с содержанием примесей менее 0,01% и азот жидкий чистотой более 99%.
При испарении жидкого азота, содержащего небольшое количество кислорода, в первую очередь испаряется азот, в результате чего концентрация кислорода в жидкости увеличивается и может достигнуть значений, при которых возникает опасность загорания и взрыва в ней ряда веществ и материалов.
Аргон – газ без цвета и запаха. При охлаждении до температур жидкого азота и жидкого аргона многие материалы становятся хрупкими.
Аргон тяжелее воздуха и может скапливаться в приямках, колодцах, тупиках, вытесняя при этом воздух. кислорода может снижаться ниже предельных величин.
Выравнивание концентрации за счет диффузии происходит медленно и зависит от объемов, геометрических форм, притока аргона в атмосферу, его температуры. Температура азота или аргона имеет большое значение.
Так, несмотря на то, что азот легче воздуха, он, как и аргон может скапливаться в приямках и колодцах, если температура поступающего азота ниже температуры воздуха.
Применение азота и аргона
Азот газообразный используется для охлаждения редуктора бесконусного загрузочного устройства доменных печей, уплотнения газоотводящих тракторов конвертеров, производства защитных атмосфер и т. д.
Азот жидкий – для обработки деталей в цехах главного механика, в лабораториях и т. д., а после газификации – для различных технологических нужд на предприятиях, не имеющих собственных кислородных станций.
Аргон в значительных количествах используется в сталеплавильных цехах для повышения качества стали, а также при сварке и резке.
Азот и аргон доставляются потребителями тремя способами. По трубопроводам, в основном, на предприятиях, их производящих. На этих предприятиях, как правило, существуют сети магистральных аргоно — и азотопроводов. В баллонах или реципиентах под давлением 150-165 кгс/см2 азот и аргон используются в местах с небольшими объемами потребления или при периодической потребности в этих газах.
При большой потребности в этих газах и значительном удалении от места производства азот и аргон доставляются в жидком виде с последующей газификацией в специальных установках. Жидкий азот используется также в качестве хладоагента при эпизодических работах. Например, для замораживания грунта при строительстве фундамента, разрушении старых фундаментов, тушении пожаров в шахтах и т. п.
Быстрый рост использования азота и аргона в различных процессах и отсутствие необходимой и доступной информации о свойствах этих газов и влиянии их на человеческий организм являются основными причинами несчастных случаев.
В приведенных ниже сведениях о влиянии на организм человека атмосферы с пониженным содержанием кислорода и мерах первой помощи использованы данные института медико-биологических проблем и института биофизики.
Физиологическое воздействие азота и аргона на человека
Аргон и азот – физиологически инертные, нетоксичные газы. Замещая кислород в воздухе и вытесняя собой кислород из организма, они воздействуют на человека как удушающие агенты (асфиксанты) по причине снижения парциального давления кислорода.
При медленном снижении содержания кислорода в атмосфере до непродолжительно переносимого организмом уровня (5-7%) обнаруживаются симптомы: • учащение дыхания и пульса, ритм дыхания может быть волнообразным (периоды учащения дыхания сменяются периодами замедления);• потеря равновесия, головокружение, возможна эйфория;• чувство тяжести или сдавливания в лобной части головы;• стук в висках;• чувство жара во всем теле;• чувство покалывания в языке, кончиках пальцев рук и ног;• затруднение речи;• прогрессивно (возможно быстро) снижающаяся физическая работоспособность, нарушение координации;• изменение восприятия окружающей обстановки и угнетение функции органов чувств, особенно осязания;
• возможны «провалы» памяти и потеря сознания.
Симптомы могут появляться в зависимости от индивидуальной предрасположенности человека к действию гипоксии.
При резком снижении содержания кислорода в атмосфере и, особенно при случайном попадании человека в среду азота или аргона достаточно нескольких вдохов для снижения парциального давления кислорода в крови до критического уровня – наступает потеря сознания, практически всегда внезапно.
Разницы в воздействии на человека аргона или азота при полном вытеснении ими из атмосферы кислорода не существует.
При вдыхании гипоксической, но переносимой организмом, смеси воздуха с аргоном в отличие от азота индивидуально может проявляться слабое наркотическое действие аргона, выражающееся небольшой эйфорией. Но принципиального значения относительно угрожающей опасности это не имеет.
Меры первой помощи попавшему в атмосферу с пониженным содержанием кислорода
При обнаружении зоны с пониженным содержанием кислорода и человека в этой зоне необходимо немедленно вызвать газоспасателей.
Пострадавшего необходимо эвакуировать из загазованной зоны на свежий воздух. Оказывающий помощь должен воспользоваться кислородно-изолирующим прибором или шланговым противогазом. В случае применения шлангового противогаза необходимо контролировать содержание кислорода вместе забора воздуха непрерывным автоматическим анализатором в присутствии наблюдающего.
Пострадавшему развязать галстук, расстегнуть рубашку, пояс брюк (у мужчин дыхание преимущественно брюшное). Если пострадавший находится в сознании, а также при потере сознания с сохранением дыхания достаточно создать ему покой. Допустимо дыхание чистым кислородом (кислородная подушка).
При потере сознания и остановке дыхания следует немедленно сделать искусственное дыхание до его восстановления (способом «рот в рот» или с применением специальных аппаратов; другие способы искусственного дыхания малоэффективны). После полного восстановления дыхания допустимо дыхание кислородом.
Объем оказания дальнейшей помощи должен определяться врачом.
Азот: что это такое и где он используется?
Из данной статьи вы узнаете, что зачем нужен азот, где он используется и как его получить
Мало, кто знает, что азот по важности для человека занимает третье место, после кислорода и водорода. Во-первых, потому что газ является главной составляющей атмосферного воздуха (в пределах 75% всего объема).
И во-вторых, азот широко используется во многих сферах деятельности человека, начиная от медицины и заканчивая производством взрывчатых устройств.
Не случайно в 1992 году авторитетное издание Science присудило оксиду азота (NO) почетную премию «Молекула года».
Чтобы иметь неограниченный источник его получения и обеспечить непрерывность технологических процессов, используют специальное оборудование – генераторы азота, которые позволяют получать данный газ требуемой чистоты.
Что такое азот?
Азот или Nitrogenium – это инертный двухатомный газ без цвета, вкуса и запаха: его невозможно увидеть, если газ не заморожен и не сжижен.
Первооткрыватели азота поначалу называли вещество, как «удушливый», «испорченный или флогистированный воздух», «атмосферный мофетт».
Эти и другие названия употреблялись вплоть до выхода новой химической номенклатуры, авторы которой решили остановиться на слове «азот», которое, по их мнению, полностью отображало основное свойство вещества – непригодность для дыхания и жизни.
Применение азота
В отличие от кислорода азот не вступает в реакции с другими газообразными веществами. Его атомы сложнее разрываются: им требуется больше энергии для разрушения и взаимодействия с другими веществами, за счет чего обеспечивается инертная среда, необходимая для многих процессов.
Благодаря этому качеству, азот применяют в областях, где необходимо исключить реакции быстрого и медленного окисления. Например, при изготовлении электронных плат и полупроводников могут возникать процессы окисления и проявляться в виде коррозии. Другим примером медленного окисления является производство напитков и продуктов питания.
В этом случае азот применяют для сохранности внешнего вида продуктов и увеличения сроков их хранения.
Примером быстрого окисления является процесс горения. Как известно, для распространения огня требуется кислород.
Чтобы исключить вероятность возникновения пожароопасных ситуаций из резервуаров на промышленных предприятиях удаляют кислород с помощью азота, а также используют его для транспортировки взрывоопасных соединений.
Стационарные или мобильные генераторы азота позволяют получать данный газ объемом от 5 до 5 тыс.нм.куб в час при чистоте до 99,95% и эффективно тушить пожары.
Источники получения азота
Физико-химические свойства азота обуславливают его широкое применение во многих отраслях жизнедеятельности человека.
Для непрерывного протекания технологических процессов требуется постоянное наличие инертного газа требуемой степени чистоты.
С это целью используют три основных источника его получения:
- собственное производство газа в генераторных установках;
- аренда емкости и подача азота на месте;
- приобретение баллонов с жидким азотом.
Самостоятельная генерация азота для промышленных нужд – к такому решению приходят многие компании, в технологических процессах которых требуется постоянное применение данного газа.
Получение азота посредством работы собственных генераторов является наиболее экономически выгодным способом, так как:
- инертный газ получается требуемой чистоты,
- отсутствуют транспортные расходы на его доставку,
- исключаются отходы, вызванные испарением при замене баллонов,
- использовать собственное оборудование гораздо безопаснее, чем баллоны под высоким давлением,
- постоянный источник азота в требуемом объеме,
- обеспечивается непрерывность технологических процессов, и исключаются простои.
Существует два типа генераторных установок для получения азота:
- оборудование, использующее метод адсорбции при переменном давлении. Получаемый азот имеет очень высокую степень чистоты до 99,999%
- генераторы мембранного типа – степень очистки менее 90%.
Генераторы грязного азота
Подробнее
Генераторы сверхчистого азота
Подробнее
Каждый из данных способов получения газа имеет свои преимущества, поэтому выбор генераторов азота осуществляется в зависимости от нужд конкретного предприятия.
Какие существуют варианты практического применения газообразного азота по отраслям?
- Медицина и фармацевтика.Наибольшее применение инертного газа в медицине получило для проведения операций (удаление новообразований на коже, рубцов), процедур омоложения, хранения биоматериала, проведения научных опытов, транспортировки медицинских препаратов. В медицине и фармакологии хранят азот в специальных сосудах – баллонах Дьюара.
- Горно-добывающая промышленность. Для тушения пожаров в шахтах и глубинных туннелях, создания инертной «подушки» и поддержания внутрипластового давления в процессе добычи полезных ископаемых применяют азот.
- Лазерная резка металлов. Для получения ровного и точного среза и защиты материалов от окисления используют лазерную резку с использованием азота. Данный метод исключает перегрев материалов и оборудования, появление окалины на материалах, а сама скорость выполнения операции намного превосходит скорость применения других видов резки. С помощью азота выполняют резку керамики, титана, пластика, алюминия, различных типов стали.
- Нефтегазовая и химическая промышленность. Данный газ широко применяют во многих технологических процессах на химических предприятиях, например, для синтеза аммиака, создания инертной среды при проведении химических реакций, переработки высокооктановых компонент, конверсии метана. В металлургии он необходим в процессах спекания порошковым металлом, нейтральной закалки, цементации, для защиты черных и цветных металлов во время отжига. Азот незаменим при освоении скважин для быстрого и безопасного снижения давления, обеспечения требуемого уровня фонтанирования полезных ископаемых, быстрого опорожнения скважин, при гашении пожаров, для поддержания требуемого давления в цистернах с газом или нефтью, очистки технологических резервуаров, охлаждения электродов и тд.
- Целлюлозно-бумажная промышленность. Инертный газ используют для полимеризации лаковых покрытий, в процессах обработки картона и бумаги, повышения качества обработки сырья. Его применение позволяет снизить уровень выбросов летучих соединений в атмосферу, снизить расходы на применение фотоинициаторов.
- Пищевое производство. Азот применяется в процессах упаковки пищевых продуктов, розлива негазированных напитков, растительных масел, защиты жиросодержащих продуктов от быстрого окисления, для создания инертной среды внутри тары и увеличения сроков хранения. В овощехранилищах с его помощью создают модифицированную атмосферу с целью исключения порчи, развития болезнетворных микроорганизмов, для длительного хранения продуктов.
- СТО. В автосервисах газ применяют для закачки в автошины. Данный метод позволяет увеличить срок эксплуатации и улучшить работу шин, предотвратить появление коррозии на металлических элементах, исключить самовозгорание шин, снизить потребность в подкачке, контролировать давление внутри шин.
- Электроника. Данный инертный газ применяют для защиты сложных компонентов, микросхем и оборудования от окисления, для снижения температуры воздуха в производственных процессах, продувки и очистки трубопроводов и систем технологического оборудования, для пайки и производства печатных плат.
- Агропромышленный сектор. Азот участвует в производстве ценного балластного удобрения для растений – карбамида, который также используют в качестве компонента для животноводческих кормов. Газ применяют для производства аммиака и продуктов на его основе, калиевой селитры.
Применение азота и его соединений
| По порядку изложения следует рассмотреть прежде всего азот. Основные свойства простого вещества азота – инертность в большинстве случаев, возможность вступать в химические реакции при определенных (весьма «жестких», но принципиально и технически осуществимых) условиях и низкая температура кипения. Напомним, что давление, температура газа и занимаемый им объем взаимосвязаны (что отражено в уравнении Менделеева–Клапейрона), а следовательно, газы можно сжижать воздействием на их объем. Жидкий азот – субстанция вполне доступная (получают ректификацией жидкого воздуха) и на редкость холодная. Итак, простое вещество азот используют для создания инертной атмосферы при синтезах различных соединений, чувствительных к кислороду, углекислому газу и воде, содержащимся в воздухе. В герметичные футляры, наполненные азотом, запаковывают произведения искусства при их хранении. Азотом наполняют автомобильные камеры (не все, конечно), что продлевает срок их службы. Большое (многотоннажное) применение нашел и жидкий азот. Химики в своих научных лабораториях «выпивают» его цистернами. Например, химический факультет МГУ расходует около двух тонн в неделю. Жидкий азот применяют также «в помощь» жидкому гелию (температура кипения –269 °С), чтобы не так быстро испарялось это дорогое и ценное вещество. Явление сверхпроводимости – полная потеря сопротивления проводником, по которому течет электрический ток, – первоначально было открыто для некоторых металлов, находящихся в жидком гелии при температурах около абсолютного нуля. Явление полезное: один раз запущенный в контуре ток не затухает, параметры его не меняются. Это дает возможность изготавливать сверхпроводящие электромагниты. Некоторое время спустя выяснилось, что не только металлы могут быть сверхпроводниками. Соединения, полученные на основе оксидов, переходят в сверхпроводящее состояние не только в жидком гелии, но и в жидком азоте, температура кипения которого почти на 80° выше. А главное, жидкий азот намного дешевле жидкого гелия, соответственно и перспективы изучения и применения сверхпроводников расширяются. Еще одно направление применения азота – это синтез аммиака. Особенности метода – быстрый, безотходный, непрерывный, менее энергоемкий, чем другие способы фиксации атмосферного азота. Стоит отметить, что различные методы и способы фиксации атмосферного азота начали активно изучать и применять в промышленности в начале XX в. Сейчас эти способы тоже существуют и модифицируются, но все-таки синтез аммиака держит пальму первенства по многотоннажности.Стоит отметить, что применять азот начали вслед за его открытием – после его выделения из воздуха. А вот использование аммиака, наоборот, опередило открытие этого вещества. Как свидетельствуют исторические книги, нашатырь и нашатырный спирт (хлорид аммония и раствор аммиака в воде) были известны, добывались и применялись при лечении людей (стимуляция дыхания, сердечной деятельности) еще в древнем Египте. |
Аммиак
Именно из аммиака получают в промышленности все остальные соединения азота.
Широкое применение аммиака основано на таких его особенностях, как многотоннажное производство и способность реагировать с другими веществами, разветвляя «дерево» соединений азота промышленного назначения.
А еще используют такое нехимическое свойство, как легкое превращение аммиака в жидкость при повышенном давлении. Испарение жидкого аммиака при понижении давления сопровождается сильным охлаждением окружающих предметов. Используется это свойство в холодильных установках.
Оксиды азота
Оксид азота(I). По химическим свойствам достаточно инертен, однако заметно активен по физиологическому действию. В силу специфики своего наркотического воздействия на организм человека используется в медицине.
Оксид азота(II). Наиболее характерны для оксида азота(II) реакции присоединения. Присоединение кислорода к NO происходит с необычайной легкостью и ведет к получению оксида азота(IV).
Может этот оксид присоединять также хлор:
Смесь NO с равным объемом H2 взрывается при нагревании. В кислой среде ион Cr3+ восстанавливает оксид азота(II) до гидроксиламина – продукта, необходимого для получения многих сложных органических соединений, содержащих азот.
Оксид азота(III).
У оксида N2O3 на передний план выходит свойство разлагаться при температуре, близкой к температуре его плавления (–102 °С), а потому применение этого оксида затруднительно.
Оксид азота(IV). Применение диоксида азота NO2 основано на его свойствах восстанавливаться (т. е. быть окислителем) и окисляться.
Конечно, как окислитель оксид азота(IV) намного сильнее, чем восстановитель. Оксид NO2 применяют как компонент в ракетном топливе и в смесевых взрывчатых веществах, им очищают нефтепродукты от сераорганических соединений.
На этом же свойстве – умении отдавать кислород, восстанавливаясь (в сочетании со свойством оксида азота(II) присоединять кислород), – основано его использование как катализатора окисления некоторых соединений (например, бензола до фенола, метана до формальдегида, оксида серы(IV) до серной кислоты…).
Но не стоит забывать, что при образовании азотной кислоты (а это очень существенная часть применения оксида азота(IV)), он работает все же восстановителем, окисляясь (т. е. присоединяя кислород) до максимально возможной для азота степени окисления +5.
Оксид азота(V). При комнатной температуре N2O5 самопроизвольно разлагается на оксид азота(IV) и кислород. Применяется весьма ограниченно.
Азотная кислота
Сильная неорганическая кислота и сильный окислитель.
Соответственно и применение: основная часть разбавленной азотной кислоты идет на производство минеральных удобрений, много кислоты расходуется при получении различных лаков и красок, она активно используется в химических лабораториях, входит в состав ракетного топлива. Еще одно применение – получение взрывчатых веществ (саму кислоту использовать как взрывчатое вещество затруднительно именно из-за ее кислотных свойств).
* * *
Можно и дальше с той или иной степенью подробности перечислять примеры применения азота и его соединений. Но это скучно.
К тому же если азот, аммиак и оксиды азота активно начали применять исторически относительно недавно, потому что для этого необходима развитая химическая отрасль промышленности, то азотная кислота известна и много применяема уже около семи столетий, а ее соли – и того больше. Поэтому воспользуемся принципиально иным способом изложения материала.
Пьеса
«Соединения азота и жизнь человеческая…»
ПРОЛОГ
Не известно, когда и почему человек стал человеком. Может быть, потому, что какой-то наш далекий предок взял в руки палку и решил с ней куда-то далеко отправиться. И пришлось идти на двух ногах. А может быть, потому, что взял в руки не палку, а собственных детей.
Есть такая теория, что становлению прямохождения способствовал тот факт, что мама, передвигающаяся на двух ногах, способна была унести трех детенышей одновременно и на достаточно далекое расстояние: новорожденного и годовалого в руках, двухлетку на спине – он уже сам мог удержаться. А это существенно продлевало период защиты беззащитного потомства.
Так или иначе, но человек встал на ноги. И начал использовать руки – покорил огонь, изобрел письменность. Собственно письмо известно с конца четвертого – начала третьего тысячелетия до нашей эры, но еще раньше появились некие средства, служившие для запоминания устных сообщений. А еще раньше человек рисовал на стенах пещеры охоту.
И если какой-то другой человек смог по этим рисункам понять, как именно надо ловить мамонта, то это тоже своего рода «письменность» – передача опыта без непосредственного контакта.
Покорение огня было первым шагом вмешательства человека в круговорот азота – ведь при горении дерева почти весь азот, имеющийся в нем в виде соединений, переходил в атмосферу в виде простого вещества. И бактериям, фиксирующим азот, надо было работать все больше и больше.
Письменность тоже добавила этим бактериям неприятности – человек передавал опыт использования огня. И конечно, опыт использования многого другого.
ДЕЙСТВИЕ ПЕРВОЕ
Первое знакомство (завязка)
Действующие лица: Человек, Золото, Свинец, Селитра.
Человек. Золото! Я хочу золота! Много золота! Я сделаю из него украшения, много украшений. Я сделаю кувшины и кубки. Я…
Золото. Ах! Добудь меня. И я твое. Я гибкое, пластичное, очень красивое. Добудь меня!
Человек.
Но как же тебя добыть? Ведь ты так рассеяно!
Свинец. Я, конечно, не так искусен, как человек, но я тоже люблю золото. Я собираю его в себя и становлюсь другим – становлюсь сплавом. Мне только надо расплавиться, и вокруг тоже все должно быть жидким.
Человек. Ага! Так надо расплавить этот кусок руды и добавить свинец.
Конечно, он соберет золото, которое рассеяно мелкими крупинками по всему куску руды, но как потом я отберу у свинца свое золото?
Селитра. Ведь это так просто, друг мой! Я очень щедра, я оделяю кислородом все, что находится рядом со мной, если меня погреть. Вот только золото я не люблю, оно не хочет брать мой кислород.
Золото.
Конечно, не хочу. Я такое прекрасное, из меня такого, какое я есть, можно сделать столько красивых вещей. Зачем мне твой кислород?
Свинец. А я, наверное, взял бы. Золото все равно у меня отнимут. А так вдвоем с кислородом и не скучно будет.
Человек. Здравствуй, Селитра, будем знакомы. Спасибо за помощь, я ведь так люблю золото.
Я тебя запомню. И то, что ты щедра на кислород.
Напоминание. Селитры – это соли азотной кислоты. У нас сейчас их называют нитратами.
Суть действия – извлечение золота из руд методом купеляции – плавлением руды вместе со свинцом, а потом и с селитрой.
Сначала расплавленный свинец собирает, «коллекционирует» (по крайней мере, называется коллектором) золото, а потом окисляется селитрой и отдает золото, но уже не рассеянное, а одним кусочком.
ДЕЙСТВИЕ ВТОРОЕ
Толкая науку… (кульминация)
Явление первое
Действующие лица: Селитра, Азотная кислота.
Азотная кислота (разбавленная, падающая на землю вместе с дождем после грозы и молний).
Ах! Какая несправедливость! Я всю жизнь кручусь, как белка, в этом круговороте, а Человек до сих пор меня не открыл!
Селитра.
Так потому и не открыл, что ты все время крутишься: то в растение – ему, видите ли, белок нужно сделать, то еще куда-нибудь. А я лежу себе спокойненько на месте. Вот Человек меня и открыл.
Уходят.
Явление второе
Действующие лица: Человек, другой человек по имени Роджер, Квасцы, Купорос, Серная и Азотная кислоты, Нашатырь. Человек. Эй, Роджер! Хватит заниматься этим дурацким философским камнем. Уж очень он твердый и тяжелый. Вчера мне на ногу свалился, так я полчаса прыгал по лаборатории на одной ноге. Займемся чем-нибудь жидким.
Например, спиртом.
Роджер. Да, да, да… С философским камнем у меня ничего не получается. Надо переключиться! Жидкое… Жидкое. Жидкое! Да. Универсальный растворитель – вот чем следует заняться! Надо что-то погреть… Так, что у нас имеется?
Квасцы.
Это мы! Это мы! Это нас надо погреть!
Купорос. И меня тоже неплохо было бы погреть.
Роджер. Ну что ж, погреем вас всех. Так, что у нас получается? Неужели я его нашел? Растворяет! И это, и это, и это тоже. Да, но керамический сосуд, к счастью, не растворился. А золотой? Тоже нет.
Значит, это не универсальный растворитель, но все же довольно хороший. Назову его купоросным спиртом.
Серная кислота. Фу! Ну какой же я купоросный спирт? Я же обыкновенная необыкновенная серная кислота. Хотя этот Роджер молодец: заметил, как много чего я умею растворять. Эх, жаль, что он меня сейчас не слышит.
Впрочем, не важно. Могу какое-то время откликаться и на имя Купоросный спирт.
Роджер. А если так попробовать? Смешаем Селитру, Медный купорос, квасцы и погреем.
Азотная кислота. Ура! Наконец-то меня получили!
Роджер. Так, так, так.
Что же я получил на этот раз? Это не Купоросный спирт. Это… Ай! Больно как жжется! Крепкая штука! Вот так и назовем ее – Крепкая водка. Так, а на золото она действует? Нет? Какая жалость!
Нашатырь. Эй, ты, химик!
Роджер. Я не химик! Прошу не путать! Я – алхимик!
Нашатырь.
Да не важно, хоть горшком, как говорится, назови, только в печь не ставь, а соедини меня вон с той дамой, с Крепкой водкой. Не пожалеешь!
Роджер. Смешать Нашатырь с Крепкой водкой. А почему бы и нет? Так, замесили, отделили, отлили. Это растворяет, это растворяет, и это, и это…
И золото тоже растворяет?! Неужели я нашел универсальный растворитель? Ах, нет. Керамический сосуд же цел. Ну и ладно. Зато я нашел растворитель царя металлов! Я назову его Царская водка!
Технический азот: применение. Основные направления использования азота
Технический азот, реализуемый в баллонах, широко используется в различных технологических процессах. Этот газ не токсичен, а его стоимость относительно невелика, поэтому приобретение этого вещества возможно даже частными лицами.
Продажа баллонов с азотом осуществляется обычно в объеме 40 л, но возможна продажа газа и в меньших резервуарах.
Применяться этот газ может как на производстве, так и в быту, но прежде чем говорить о применение азота, следует разобраться в основных свойствах этого вещества.
Этот загадочный азот: из истории открытия газа
Азот был одновременно открыт сразу несколькими учеными, которые так до конца и не смогли определить, что это за газ. Британский физик и химик Кавендиш в 1772 году смог выделить азот из воздуха, пропустив кислород через раскаленный уголь, а потом через раствор щелочи. Полученный остаток ученый назвал «удушливым воздухом», но так до конца и не понял, что он открыл.
Британец сообщил о своих исследованиях коллеге Джозефу Пристли, который трудился над решением аналогичной задачи.
Пристли выяснил, что если в закрытом помещении длительное время горит свеча или находится живое существо, то таким воздухом невозможно дышать.
Швед Карл Шееле смог получить в лабораторных условиях кислород.
Также он указал, что воздух состоит из кислорода, который может гореть, и азота, который не горит.
Однако официально первооткрывателем азота считают шотландца Резерфорда, который смог установить основные свойства азота.
АЗОТ: ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Этот газ не ядовит, не имеет вкуса, цвета и запаха, мало растворим в воде. Запас азота на Земле огромен, ведь концентрация его в атмосферном воздухе может достигать 78%.
Производство газа осуществляется с помощью установок, в которых атмосферный воздух охлаждается до очень низких температур.
По причине различных температур кипения азот легко отделяется от других газов, входящих в состав атмосферного воздуха.
Точка кипения этого газа составляет -196ºС, но уже при -209,8ºС жидкость превращается в твёрдое, снегоподобное вещество. Азот обладает высокой степенью инертности, но соединения этого элемента часто бывают очень активны и небезопасны для человека.
| Химические свойства | Физические свойства |
|
|
|
|
|
|
Применение технического азота
Азот широко используется в различных технологических процессах. В промышленности и при выполнении сварочных работ используются, в основном, инертные свойства газа. Жидкий азот также применяется в качестве эффективного хладагента.
Наибольшее распространение этот инертный газ получил в следующих сферах промышленности:
- Производстве металла.
- Пищевой индустрии.
- Химической индустрии.
- Обработке отходов.
- Нефтегазовой отрасли.
- Медицинской отрасли.
Также этот газ может быть использован при изготовлении электроники и производстве стекла. В газообразном состоянии азот используется в качестве защитного газа при сварке металлов. В процессе соединения металла с помощью азота вытесняется кислород, тем самым снижая разрушительное действие этого окислителя.
Инертные качества этого газа могут применяться в установках пожаротушения. Азот не поддерживает горение, а, попадая в очаг возгорания, уменьшает концентрацию кислорода, что приводит к прекращению процесса окисления вещества.
В медицине жидкий азот используется для удаления различных новообразований на поверхности кожи. В этом агрегатном состоянии вещество может применяться при проведении омолаживающих процедур.
Криогенная терапия хорошо воздействует на весь организм, активируя защитные и восстановительные свойства иммунной системы.
В химической промышленности азот применяется для производства азотных удобрений и аммиака.
В чем хранят и как перевозят технический азот
- Газообразный азот заправляют в стальные баллоны различной вместимости, которые находятся под давлением 15-20 Мпа.
- Четырехокись азота можно заправлять в баллоны из легированной стали или алюминия. В условиях обычной температуры воздуха давление внутри таких баллонов невысокое, поэтому их и используют для хранения азота.
- Жидкий азот хранят в сосудах Дьюара. Такие сосуды с вакуумной изоляцией наиболее подходящий вариант для хранения и перевозки низкокипящих жидкостей.
- Азот особой чистоты можно заправлять в такие баллоны.
Все азотные баллоны должны периодически подвергаться проверке.
К ним предъявляются высокие требования системы ГОСТ.
Азот разрешено перевозить морским и железнодорожным транспортом, а также автотранспортом. Транспортировка азота в большом количестве считается перевозкой опасных грузов и разрешена определенным компаниям. В процессе перевозки и хранения баллоны не должны подвергаться ударам, падениям и перегреву. При сильном ударе или нагреве существует риск взрыва.
Азот – безжизненный газ, который так необходим для жизни
Азот химический элемент, атомный номер 7, атомная масса 14,0067. В воздухе свободный азот (в виде молекул N2) составляет 78,09%. Немного легче воздуха, плотность 1,2506 кг/м3 при нулевой температуре и нормальном давлении. Температура кипения -195,8°C. Критическая температура -147°C и критическое давление 3,39 МПа.
Бесцветный, без запаха и вкуса, нетоксичен, невоспламеняемый, невзрывоопасен и не поддерживающий горение газ в газообразном состоянии при обычной температуре обладает высокой инертностью. Химическая формула – N. В обычных условиях молекула азота двухатомная – N2.
До сих пор ведутся споры о том, кто был первооткрывателем. В 1772 г.
шотландский врач Даниель Резерфорд (Daniel Rutherford) пропуская воздух через раскаленный уголь, а потом через водный раствор щелочи – получил газ, который он назвал «ядовитый газ». Оказалось, что горящая лучинка, внесенная в сосуд, наполненный газом, гаснет, а живое существо в атмосфере этого газа быстро гибнет.
Кстати, увидеть опыт с горячей лучинкой можно в видео.
В тоже время британский физик Генри Кавендшин (Henry Cavendish) проводя подобный опыт получил N2назвав его «удушливый воздух», британский естествоиспытатель Джозеф Пристли (Joseph Priestley) дал ему имя «дефлогистированный воздух», шведский химик Карл Вильгельм Шееле (Carl Wilhelm Scheele) – «испорченный воздух».
Окончательное имя «азот» дал французский ученый Антуан Лоран Лавуазье (Antoine Laurent de Lavoisier).
Слово «азот» греческого происхождения и означает «безжизненный».
Азот довольно легко поглощается раскаленным карбидом кальция, образуя при этом важный технический продукт – цианамид кальция и об этом уже писали в статье о получении ацетилена из карбида кальция.
Способы получения азота
Получение N2 в промышленных масштабах основано на производстве его из воздуха путем фракционной перегонки (см. получение азота).
Виды азота
Жидкий азот бесцветная жидкость без запаха с температурой кипения -195,8°C при давлении 101,3 кПа и удельным объемом 1,239 дм3/кг при температуре -195,8°C и давлении 101,3 кПа. Жидкий азот используется как хладагент. Жидкий азот может вызвать обморожение кожи и поражение слизистой оболочки глаз. Закись азота бесцветный газ, имеет сладковатый вкус и слабый, приятный запах.
Свойства этого газа были изучены английским химиком Гемфри Дэви (Humphry Davy) в 1799 году. Интересуясь действием различных газов на организм человека, Дэви обычно испытывал их на себе. При вдыхании закиси азота, он пришел в возбужденное состояние, сопровождаемое смехом. За эти свойства закись азота была названа им – веселящим газом.
В дальнейшем было установлено, что при более длительном вдыхании закиси азота наступает потеря сознания. Закись азота – окисел, не дающий кислот, он относится к несолеобразующим окислам.
Закись азота (N2O) не может быть получена из газообразного кислорода и N2, она образуется из азотнокислой соли аммония, которая при осторожном нагревании разлагается на закись азота и воду по реакции:
NH4NO3 = N2O + 2H2O
Газообразный азот относительно инертный по своим свойствам газ без цвета и запаха плотностью 1,25046 кг/м3 при 0°C и давлении 101,3 кПа. Удельный объем газообразного азота равен 860,4 дм3/кг при давлении около 105 Па и температуре 20°C.
В отличие от кислорода, который взаимодействует почти со всеми элементами, встречающимися в природе, газообразный азот при комнатной температуре соединяется с единственным элементом – литием, образуя при этом нитрид лития:
N2 + 6Li = 2Li3N
Но при высоких температурах ряд металлов (титан, молибден и др.) с азотом образуют нитриды, снижающие механические свойства и поэтому его концентрацию в зоне плавления стремятся ограничить.
Применение азота в сварке
N2 является инертным по отношению к меди и ее сплавам (не растворяется в меди и не реагирует с ней) даже при высоких температурах. Азот применяют, как в чистом виде, так и в составе защитного газовой смеси с аргоном Ar (70-90%) + N2 (30-10%) для сварки меди и ее сплавов.
Также газ азот используют для сварки аустенитных нержавеющих сталей – исключительно как компонент защитной газовой смеси с аргоном.
Возникает логичный вопрос: «Если он образует карбиды, какой смысл его использовать для сварки нержавеющих сталей, в составе которых есть карбидообразующие элементы?»
Все дело в том, что даже сравнительно небольшое содержание N2 увеличивает тепловую мощность дуги. Именно из-за этого свойства, его чаще всего используют не для сварки, а для плазменной резки.
При сварке полуавтоматом нержавейки добавление небольшого количества азота к смеси аргона с кислородом (95-97,5% Ar, 1% O2, 1,5-3% N2) позволяет добиться равномерной аустенитной структуры в сварных швах. При добавлении азота более 10% начинается обильное выделение дыма, но это не оказывает какого-либо негативного влияния на качество сварного шва нержавеющей стали.
При сварке полуавтоматом малоуглеродистых сталей содержание N2 в газовой смеси более 2% вызывает пористость при сварке в один проход. Концентрация N2 менее 0,5% вызывает пористость в сварном шве при многопроходной сварке.
Применение смеси Ar c высоким содержанием N2 для сварки меди и ее сплавов вызывает большое разбрызгивание метала сварочной ванны.
Вредность и опасность азота
Азот относится к нетоксичным газам, но может действовать как простой асфиксант (удушающий газ). Удушье наступает тогда, когда уровень кислорода в воздухе сокращается на 75% или становится ниже нормальной концентрации.
В больших количествах он очень вреден и опасен для организма человека.
Хранение и транспортировка азота
Выпускают азот по ГОСТ 9293 газообразным и жидким. Для сварки и плазменной резки применяют газообразный 1-го (99,6% N2) и 2-го (99,0% N2) сортов.
Хранят и транспортируют его в сжатом состоянии в стальных баллонах по ГОСТ 949.
Баллоны окрашены в черный цвет и надписью желтыми буквами «АЗОТ» на верхней цилиндрической части.
Характеристики азота
Характеристики N2 указаны в таблицах ниже:
Коэффициенты перевода объема и массы N2 при Т=15°C и Р=0,1 МПа
| 1,170 | 1 | 1,447 |
| 0,809 | 0,691 | 1 |
| 1 | 0,855 | 1,237 |
Коэффициенты перевода объема и массы N2 при Т=0°C и Р=0,1 МПа
| 1,251 | 1 | 1,548 |
| 0,809 | 0,646 | 1 |
| 1 | 0,799 | 1,237 |
Азот в баллоне
| N2 | 40 | 7,37 | 6,3 |
Благодаря информации в таблице можно дать ответы на вопросы, которые часто задают сварщики:
- Сколько литров в баллоне азота?
Ответ: 40 литров - Сколько азота в баллоне 40л?
Ответ: 6,3 м3 или 7,37 кг - Сколько весит баллон с азотом 40 литров
Ответ:
58,5 кг – масса пустого баллона из углеродистой стали согласно ГОСТ 949;
7,37 – кг масса N2 в баллоне;
Итого: 58,5 + 7,37 = 65,87 кг вес баллона с азотом.
Давление азота в баллоне при различной температуре окружающей среды
| Крымский лук – полезные свойства, особенности сорта, посадка и уход Ялтинский лук, другое название Как отличить ложный груздь и грибы, похожие на грузди, от настоящих: фото и описание Виноград: польза и вред для организма Переливающиеся в лучах предзакатного солнца всеми цветами радуги Яблоня катерина описание сорта фото отзывы статьи Загрузка… Модель: Катерина Возраст: Однолетние Корневая: Открытая Мул – животное, выведенное человеком. Происхождение мулов. Мулы – это.. Есть очень известная поговорка: Самогон на клюкве: лучшие рецепты настоек в домашних условиях 23.03.2017 Клюква является очень ценным |
