氮气的化学性质稳定,氮气只有在高温高压并有催化剂存在的条件下,氮气成分可以和氢气反应生成氨。
氮气的简介
氮气是氮元素形成的一种单质,化学式N2。氮气是空气的主要组成成分,体积分数约为78%(约4/5),比空气稍轻,密度为1.25g/L。
常温常压下,1体积水大约只溶解0.02体积氮气。氮气摩尔质量为28.01g/mol;结构式为N≡N,键长109.8pm,键能较大,为948.9kJ/mol,结构稳定。常温常压下无色无味无毒,在-195.8℃时液化为液氮,-209.9℃时可变为雪状固态。氮气化学性质稳定,能与特别活泼的金属直接化合。氮气可用于灭火,液氮常用作冷冻剂。
氮气的性质有哪些
一、物理性质:
1、氮气是一种无色无味的气体,难于液化。
2、溶解度很小,常压下在283K时一体积水可溶解0.02体积的氮气。
二、化学性质:
1、正价氮呈酸性,负价氮呈碱性。
2、化学性质稳定,只有在高温高压并有催化剂存在的条件下,氮气成分可以和氢气反应生成氨。
氮气的制作方法
1、深冷空分制氮:它是一种传统的空分技术,已有100余年的历史。它的特点是产气量大,产品氮纯度高,无须再纯化便可产出99.999%以上高纯度氮气。但它工艺流程复杂,占地面积大,基建费用高,需要专门的维修力量,操作人员较多,每次开机要18-24h,产气慢。
要在标准大气压下,冷却至-195.8℃时,变成没有颜色的液体,冷却至-209.86℃时,液态氮变成雪状的固体。它适宜于大规模工业制氮,氮气成本高。
2、膜分离制氮:膜分离空分制氮也是非低温制氮技术的一种,是80年代国外迅速发展起来的一种新的制氮方法,在国内推广应用还是近几年的事。
膜分离制氮是以空气为原料,在一定的压力下,利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。
它与上述制氮方法相比,具有设备结构简单、体积小、无切换阀门、操作维护也更为简便、产气更快(3min以内)、增容更方便等特点,但中空纤维膜对压缩空气清洁度要求更严,膜易老化而失效,难以修复,需要换新膜。
膜分离制氮比较适合氮气纯度要求在≤98%左右的中小型用户。当要求氮气纯度高于98%时,它与同型号的变压吸附制氮机相比,价格要高出30%左右。
3、变压吸附制氮:气体的分离技术是非低温气体分离技术的重要分支,是人们长期来努力寻找比深冷法更简单的空分方法的结果。
变压吸附制氮是以空气为原料,用碳分子筛作吸附剂,利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性,在常温下,加压吸附,减压解吸,使氧和氮分离,从而制取氮气。需求变压吸附制氮机设备的。
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