dinitrojen

dinitrojen
Kimlik
IUPAC adı	dinitrojen
N O CAS	7727-37-9
K O AKA	100.028.895
N O EC	231-783-9
ATC kodu	V03 AN04
K O D	E941
gülümser	N # N PubChem , 3D görünüm
InChI	InChI: 3D görünüm InChI = 1 / N2 / c1-2
Görünüm	gaz: renksiz, kokusuz sıvı: aşırı soğuk, renksiz, kokusuz.
Kimyasal özellikler
formül	N 2   [İzomerler]
Molar kütle	28.0134 ± 0.0004  g / mol N %100,
moleküler çap	0,315  nm
Fiziksel özellikler
T ° füzyon	-210.01  °C
T ° kaynama	-195.79  °C
çözünürlük	100 cilt su 2,4 hacim emer. N 2 ( 0  ° C ), 100 cilt su 1.6 hacim emer. N 2 ( 20  ° C ), çöz. içinde sıvı amonyak , 1 vol. çözünmüş alkol 0.1124 hacim. N 2 ( 20  ° C )
hacimsel kütle	0.808  kg · s -1 sıvı kaynama noktasında denklem: ρ=3.2091/0.2861(1+(1-T/126.2)0.2966){\ displaystyle \ rho = 3.2091 / 0.2861 ^ {(1+ (1-T / 126.2) ^ {0.2966})}} Sıvının kmol m -3 cinsinden yoğunluğu ve Kelvin cinsinden sıcaklık, 63.15 ile 126,2 K arasında. Hesaplanan değerler: (K) (°C) ρ (kmol m -3 ) ρ (gcm -3 ) 63.15 -210 31.063 0,8702 67.35 -205.8 30.42895 0.85244 69.46 -203.7 30.10489 0.84336 71.56 -201.59 29.77585 0.83414 73.66 -199.49 29.44153 0.82478 75.76 -197.39 29.10159 0.81525 77.86 -195.29 28.75563 0.80556 79.96 -193.19 28.40323 0.79569 82.07 -191.09 28.04391 0.78562 84.17 -188.98 27.67712 0.77535 86.27 -186.88 27.30225 0.76485 88.37 -184.78 26.9186 0.7541 90.47 -182.68 26.52537 0.74308 92.57 -180.58 26.12162 0.73177 94.68 -178.48 25.70628 0.72014 (K) (°C) ρ (kmol m -3 ) ρ (gcm -3 ) 96.78 -176.37 25.27806 0.70814 98.88 -174.27 24.83545 0.69574 100.98 -172.17 24.3766 0.68289 103.08 -170.07 23.89926 0.66951 105.18 -167.97 23.40063 0.65555 107.29 -165.87 22.87715 0.64088 109.39 -163.76 22.32416 0.62539 111.49 -161.66 21.73542 0.6089 113.59 -159.56 21.10221 0,59116 115.69 -157,46 20.41175 0.57181 117.79 -155.36 19.64393 0.55031 119.9 -153.26 18.76395 0.52565 122 -151.15 17.70125 0.49588 124.1 -149.05 16.26236 0.45557 126.2 -146,95 11.217 0.31423
doymuş buhar basıncı	1  atm ( -195.8  °C ) denklem: Pvs=exP(58.282+-1084.1T+(-8.3144)×NSolumsuzluk(T)+(4.4127E-2)×T1){\ displaystyle P_ {vs} = exp (58.282 + {\ frac {-1084.1} {T}} + (- 8.3144) \ kere ln (T) + (4.4127E-2) \ kere T ^ {1})} Paskal cinsinden basınç ve Kelvin cinsinden sıcaklık, 63,15 ile 126,2 K arasında. Hesaplanan değerler: (K) (°C) P (Pa) 63.15 -210 12.508 67.35 -205.8 25.723.45 69.46 -203.7 35.577,59 71.56 -201.59 48,184,42 73.66 -199.49 64.031.18 75.76 -197.39 83.637.54 77.86 -195.29 107.551.97 79.96 -193.19 136.348.25 82.07 -191.09 170 622,28 84.17 -188.98 210.989.32 86.27 -186.88 258.081,72 88.37 -184.78 312.547.23 90.47 -182.68 375.047.83 92.57 -180.58 446.259.15 94.68 -178.48 526.870.41 (K) (°C) P (Pa) 96.78 -176.37 617.584.89 98.88 -174.27 719 120,88 100.98 -172.17 832.213.04 103.08 -170.07 957.614.16 105.18 -167.97 1.096.097.28 107.29 -165.87 1.248.458.14 109.39 -163.76 1,415,517,87 111.49 -161.66 1,598,125,98 113.59 -159.56 1.797.163,56 115.69 -157,46 2,013,546,67 117.79 -155.36 2.248.229.99 119.9 -153.26 2.502.210.55 122 -151.15 2.776.531.76 124.1 -149.05 3.072.287.54 126.2 -146,95 3.390.600
Kritik nokta	-147.1  °C , 33.5  atm , 3.216  dm 3 · kg -1
üçlü nokta	-210.05  °C , 0.127  atm
ses hızı	336,96  m · s -1 ( 101.325  kPa , 0  °C )
Termokimya
Δ buhar H °	5,57  kJ · mol -1 ( 1  atm , -195.79  °C )
C p	denklem: VSP=(281970)+(-1.2281E4)×T+(248.00)×T2+(-2.2182)×T3+(7.4902E-3)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (281970) + (- 1.2281E4) \ kere T + (248.00) \ kere T ^ {2} + (- 2.2182) \ kere T ^ {3} + (7.4902E-3) \ kez T ^ {4}} Sıvının J kmol -1 K -1 cinsinden termal kapasitesi ve Kelvin cinsinden sıcaklık, 63.15 ile 112 K arasında. Hesaplanan değerler: T (K) T (° C) C p (JkmÖNS×K){\ görüntü stili ({\ tfrac {J} {kmol \ kere K}})} C p (JkG×K){\ görüntü stili ({\ tfrac {J} {kg \ kere K}})} 63.15 -210 55 930 1997 66 -207.15 56,113 2.003 68 -205.15 56.292 2.009 69 -204,15 56.392 2.013 71 -202.15 56.607 2.021 72 -201.15 56 722 2.025 74 -199.15 56.962 2.033 76 -197.15 57 215 2.042 77 -196.15 57.347 2.047 79 -194.15 57.624 2.057 81 -192.15 57 923 2.068 82 -191.15 58.084 2.073 84 -189.15 58.434 2.086 85 -188.15 58 626 2.093 87 -186.15 59.055 2 108 T (K) T (° C) C p (JkmÖNS×K){\ görüntü stili ({\ tfrac {J} {kmol \ kere K}})} C p (JkG×K){\ görüntü stili ({\ tfrac {J} {kg \ kere K}})} 89 -184.15 59.559 2.126 90 -183.15 59.844 2 136 92 -181.15 60.497 2 160 94 -179.15 61.279 2 187 95 -178.15 61 727 2203 97 -176.15 62.756 2.240 98 -175.15 63 344 2 261 100 -173.15 64 690 2 309 102 -171.15 66.292 2366 103 − 170.15 67 201 2 399 105 -168.15 69.260 2.472 107 -166.15 71 677 2.559 108 -165.15 73.034 2 607 110 -163.15 76.076 2.716 112 -161.15 79.600 2.841
elektronik özellikler
1 yeniden iyonlaşma enerjisi	15.5808  eV (gaz)
Dielektrik sabiti	1.454 ( -203  °C ), 1.0005480 ( 20  °C , 101.325  kPa , gaz)
Optik özellikler
Kırılma indisi	olumsuzlukNS25{\ displaystyle n_ {D} ^ {25}} 1.0002732 ( 101.325  kPa )
Önlemler
WHMIS
İLE, A  : Sıkıştırılmış gaz kritik sıcaklığı = -147.1  ° C Sınıflandırma kriterlerine göre % 1.0'da açıklama
NFPA 704
soğutulmuş, kriyojenik sıvı: 0 3 0
Ulaşım
20    1066    Kemler kodu: 20  : ikincil risk oluşturmayan boğucu gaz veya gaz UN numarası  : 1066  : SIKIŞTIRILMIŞ AZOT Sınıfı: 2.2 Sınıflandırma kodu: 1A  : Sıkıştırılmış gaz, aspxidant; Etiket: 2.2  : Yanıcı olmayan, toksik olmayan gazlar (A veya büyük O ile gösterilen gruplara karşılık gelir); 22    1977    Kemler kodu: 22  : soğutulmuş sıvılaştırılmış gaz, boğucu UN numarası  : 1977  : SOĞUTULMUŞ SIVI AZOT Sınıf: 2.2 Sınıflandırma kodu: 3A  : Soğutulmuş sıvılaştırılmış gaz, boğucu; Etiket: 2.2  : Yanıcı olmayan, toksik olmayan gazlar (A veya büyük O ile gösterilen gruplara karşılık gelir);
Aksi belirtilmedikçe SI ve STP birimleri .

Dinitrojen a, iki atomlu molekül iki oluşur atomu arasında azot . N 2 olarak belirtilmiştir .

Altında , normal sıcaklık ve basınç koşullarında , azot moleküllerinin% 78 oluşturan, renksiz bir gazı oluşturmak hava .

Gelen XXI inci  yüzyılda, dinitrojen genellikle ardından, hacim ve ağırlık olarak% 75.5 ile% 78.06 arasında bir konsantrasyona sahip ana bileşenidir hava sıvılaştırılması ile elde edilen fraksiyonel damıtma .

Üretim

Atmosferik dinitrojen, Haber-Bosch yöntemi kullanılarak amonyağa dönüştürülebilir . Bu şekilde üretilen amonyak esas olarak gübre üretiminde kullanılır.

Havadan nitrojen ekstraksiyonu, diğer şeylerin yanı sıra, basınçlı hava ile sağlanan yarı geçirgen membranlar vasıtasıyla gerçekleştirilebilir . Bu membranlar, 40  nm'lik bir tabaka ile kaplanmış içi boş, geçirgen kabuklu polifenil oksit lif demetlerinden oluşur .

Bir zar ile üretilen azot saflığı gerekli akış hızına bağlıdır: örneğin,% 95 bir saflık elde 5,000 kadar bir akış hızları sağlar  Nm 3 / saat azot üretimi 99,% 5, sadece 0.5 izin verirken,  Nm 3 / s .

Basınçlı havadan nitrojen üretmenin başka bir yöntemi adsorpsiyondur  : bu tip nitrojen jeneratörü, karbon bazlı moleküler elek (CMS) ile doldurulmuş simetrik bir rezervuar sisteminden oluşur . Basınçlı hava "doğrultusunda" kolonu boyunca ve O bu geçiş sırasında geçen 2 ve diğer atmosferik gazlar emilir. Kalan gaz kullanıma hazır nitrojendir. Önceden ayarlanmış bir süreden sonra döngü tersine çevrilir, “hat içi” sütun yakalanan gazları yeniden serbest bırakmak ve bunları atmosfere bırakmak için rejenerasyon moduna girer ( 10  ppm'ye kadar saflık O 2 ).

2014 yılında milyonlarca ton olarak dünya üretimi:

	Ülke	Üretim	% Dünya çapında
1	Çin	47.3	32.6
2	Rusya	11.8	8.1
3	Hindistan	11.0	7.6
4	Amerika Birleşik Devletleri	9.33	6.4
5	Endonezya	5.0	3.4
6	Trinidad ve Tobago	4.73	3.3
7	Ukrayna	4.24	2.9
8	Kanada	3.94	2.7
9	Suudi Arabistan	3.2	2.2
10	Katar	2.99	2.1
11	Almanya	2.8	1.9
12	Pakistan	2.7	1.9
13	Mısır	2.66	1.8
14	Fransa	2.6	1.8
15	İran	2.5	1.7
DÜNYA TOPLAMI		145.0	100

biyolojik fiksasyon

Birkaç bakteri moleküler nitrojeni havada sabitleyebilir; bu, onu DNA ve RNA gibi kalıtımı destekleyen nükleik asitleri oluşturan proteinler veya nükleik bazlar gibi organik moleküllere dahil etmeden önceki ilk adımdır . Bu bakteriler özellikle fabaceae familyasının bitkilerinin köklerinde simbiyoz halinde bulunur .

istikrar

Üçlü bir kovalent bağın (bir σ bağı ve iki π bağı ) varlığı ile karakterize edilen azot, çok kararlı bir moleküldür ve bu nedenle kimyasal sentezde atmosferi değiştirmek için atıl bir gaz olarak kullanılır . Azot , karşılık gelen nitrürler Li 3 N ve Mg 3 N 2'yi oluşturmak için yalnızca doğrudan lityum ve magnezyum ile reaksiyona girer .

Dinitrojen molekülünün kararlılığı, bir dinitrojen molekülü salabilen bileşiklerin itici gücü, kararsızlığın kaynağı ve hatta patlayıcılığıdır: azitler , diazonyum tuzları , azodikarbonamid ,  vb.

Kullanmak

• Kriyojenik gaz olarak sıvı olmayan nitrojen kullanılır .

• Azot gazı, ürünleri ( sodyum , gıda, organik bileşikler , örneğin şaraplar), nesneleri veya kapları (tanklar) oksidasyondan, korozyondan, böceklerden, mantarlardan  vb . korumak için atıl bir atmosfer olarak kullanılır .

• Azot, dekompresyon odalarında veya tüplü dalış silindirlerinde solunum karışımlarının bileşimini ayarlamak için kullanılır .

• Diğer kullanımlar:
  • ağaç kurtlarını veya belirli organizmaları boğularak yok etmek için hafif bir pestisit olarak kullanılan gaz (örnek: küçük ağaç kurdu ), kırılgan eski nesneleri (çerçeveler, heykeller ve ahşap nesneler, inkünabula, parşömenler, gravürler, vb.) kolonize etmiş;
  • yağlara karşı pasifliği nedeniyle hidrolik akümülatörler için şişirme gazı ;
  • yangın söndürme maddesi: %50 argon ve bazen karbondioksit ile alaşımlı, bilgisayar odalarını veya yangından, tozdan veya sudan zarar görmemesi gereken belirli depoları koruyan bazı otomatik gazlı söndürme tesislerinde bulunur . Yaklaşık 200  bar basınç altında metal silindirlerde muhafaza edilir , yangının başladığı algılanan bir odaya bırakılır . Enjekte edilen nitrojen hacmi, odadaki atmosferin bir kısmını değiştirir ve havadaki oksijen seviyesinin düşmesine neden olur. Oksitleyicinin genel olarak tutulan %15'lik seviyesi , insan solunumu üzerinde öldürücü etki olmaksızın yanma olgusunu kesintiye uğratır ;
  • lastik şişirme gazı . Hava zaten %78 nitrojen (daha kesin olarak nitrojen) içeriyor olsa da, bazı havacılık , otomobil veya Formula 1 uzmanları (örneğin), bu oranı artırıyor ve lastikleri neredeyse saf nitrojenle şişiriyor. İnert ve kararlı olma özelliğine sahip olan bu gaz, lastiğin yoğun ısınması durumunda bile daha sabit bir basınç sağlar . Üstelik kaçmak daha zor.

Etin muhafazası için kullanılmıştır .

Azot, halojenli kimyasal inhibitör gazlar ve CFC'lerin aksine , çevreye herhangi bir zararlı etkiye sahip değildir ( sera etkisi veya ozon tabakası üzerinde herhangi bir etkisi yoktur ). Ancak korunan hacmin %40 ila %50'sine eşdeğer bir ani genişleme ile başa çıkmak için hacimli tanklar, uygun borular ve yapıcı önlemler gerektirir.

Güvenlik

Anoksi riski  : En sık görülen durum, insanların farkında olmadan nitrojenle dolu tanklara girmesidir, çünkü bu gaz kokusuzdur ve boğulma hissine neden olmaz ( oksijen yokluğundan değil, karbondioksit fazlalığından kaynaklanır ). Bu kişiler daha sonra hastalanırlar, bilinçlerini kaybederler ve bu durumdan çok çabuk kurtulamazlarsa yenik düşerler. Bu tür kapalı alanlara girmeden önce yeterli miktarda oksijenin varlığını doğrulamak veya kendinizi bağımsız bir solunum cihazı ile donatmak gereklidir.

Tehlikeli malların taşınması için BM referansı

• İsim (Fransızca): sıkıştırılmış nitrojen
  • Sınıf 2
  • sayı: 1066

• İsim (Fransızca): soğutulmuş sıvı nitrojen
  • Sınıf 2
  • sayı: 1977

Azotun molar kütlesi 28.0  g mol -1

Notlar ve referanslar

1. AZOT (SIKIŞTIRILMIŞ GAZ) ve AZOT (SIVILAŞTIRILMIŞ) , Kimyasal Maddelerin Güvenliğine İlişkin Uluslararası Programın güvenlik sayfası(ları), 9 Mayıs 2009'da danışıldı
2. hesaplanan moleküler kütlesi "  Elements 2007 Atom ağırlıkları  " üzerine www.chem.qmul.ac.uk .
3. "  Azot  " , Tehlikeli Maddeler Veri Bankasında (erişim tarihi 2 Mart 2010 )
4. (tr) Robert H. Perry ve Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers' Handbook , ABD, McGraw-Hill,1997, 7 inci  baskı. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
5. (içinde) David R. Lide, CRC Kimya ve Fizik El Kitabı , CRC Press,2009, 90 inci  baskı. , 2804  s. , Ciltli ( ISBN  978-1-4200-9084-0 )
6. (içinde) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,2008, 89 inci  baskı. , 2736  s. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  10-205
7. "  Radyasyon, Kimyasal ve Biyolojik Güvenlik Ofisi (ORCBS)  " ( 21 Nisan 2009'da erişildi )
8. "  Azot  kimyasallar veritabanında" Reptox ait CSST 24 Nisan 2009 erişilen (iş güvenliği ve sağlığı sorumlu Quebec örgütü),
9. Örneğin, bkz. (içinde) Stephen A. Lawrence, Amines. Sentez, Özellikler ve Uygulamalar , Cambridge University Press,2006, 384  s. ( ISBN  978-0-521-02972-8 , çevrimiçi okuyun ) , "Aminlere giriş".
10. (içinde) Deborah A. Kramer , "  USGS Minerals Information: Nitrogen  " , mineraller.usgs.gov adresinde ( 20 Kasım 2016'ya erişildi ) .
11. Neden lastiklerinizi nitrojenle şişiriyorsunuz? norauto.fr, Eylül 2017'de danışıldı

Şuna da bakın:

İlgili Makaleler

• Nitrojen döngüsü
• diazonyum