Факты о жидком азоте. Интересные факты об азоте

Прочитайте эти удивительные факты об азоте и узнайте больше о газе, который составляет большую часть воздуха, которым вы дышите.

Азот — это увлекательный элемент с множеством уникальных свойств и применений, связанных с динамитами, медицинскими анестетиками и даже гоночными автомобилями. Читайте интересные факты об атоме азота, жидком азоте, азотной кислоте, нитроглицерине и многом другом.

Азот — это химический элемент с символом N и порядковым номером 7.

В нормальных условиях азот является бесцветным, без запаха и безвкусным газом.

Азот составляет около 78% воздуха, которым вы дышите.

Азот присутствует во всех живых организмах, включая человеческое тело и растения.

Газообразный азот используется в хранилищах пищевых продуктов, чтобы сохранить свежие упакованные или насыпные продукты. Он также используется при изготовлении электронных деталей для промышленных целей и имеет много других полезных применений.

Азотный газ часто используется в качестве альтернативы двуокиси углерода для хранения пива в бочках под давлением. Меньшие пузырьки, которые он производит, предпочтительны для некоторых типов пива.

Титан, самая большая луна Сатурна, имеет атмосферу, почти полностью сделанную из азота (более 98%). Известно, что это единственная луна в нашей солнечной системе с плотной атмосферой.

Азот находится в жидком состоянии при очень низкой температуре. Жидкий азот кипит при 77 Кельвинах (-196 ° C, -321 ° F). Он легко транспортируется и имеет множество полезных приложений, включая хранение предметов при низких температурах, в области криогеники, в качестве компьютерного хладагента (жидкости, используемой для предотвращения перегрева), удаления бородавок и многого другого.

Декомпрессионная болезнь (также известная как изгибы) включает пузырьки азота, образующиеся в кровотоке и других важных областях тела, когда люди слишком быстро снимают давление с подводного плавания. Аналогичные ситуации могут иметь место для космонавтов и тех, кто работает на негерметичных самолетах.

Закись азота (также известная как смех газа или ее химическая формула N2O) используется в больницах и стоматологических клиниках в качестве анестезирующего средства (устранение или уменьшение боли и общее понимание различных операций).

Закись азота также используется в автоспорте для увеличения мощности двигателя и скорости автомобиля. При использовании для этой цели его часто называют закись азота или NOS.

Закись азота является значительным парниковым газом и загрязнителем воздуха. По весу оказывает почти в 300 раз больше воздействия, чем углекислый газ.

Нитроглицерин — это жидкость, используемая для создания взрывчатых веществ, таких как динамит. Это часто используется в промышленности разрушения и строительства, так же как военными.

Азотная кислота (HNO3) — сильная кислота, часто используемая в производстве удобрений.

Аммиак (NH3) является другим азотным соединением, обычно используемым в удобрениях.

азотная кислота, азот
Азот / Nitrogenium (N), 7 Атомная масса
(молярная масса)

а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация Радиус атома Химические свойства Ковалентный радиус Радиус иона

13 (+5e) 171 (-3e) пм

Электроотрицательность

3,04 (шкала Полинга)

Степени окисления

5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, −2, −3

Энергия ионизации
(первый электрон)

1401,5 (14,53) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.)

0,808 г/см³ (−195,8 °C); при н. у. 0,001251 г/см³

Температура плавления

63,29 K (-209,86 °C)

Температура кипения

77,4 K (-195,75 °C)

Уд. теплота плавления

(N2) 0,720 кДж/моль

Уд. теплота испарения

(N2) 5,57 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

29,125 (газ N2) Дж/(K·моль)

Молярный объём

17,3 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки

кубическая

Параметры решётки Прочие характеристики Теплопроводность

(300 K) 0,026 Вт/(м·К)

Номер CAS

7	Азот
N 14,007
2s22p3

Азо́т - элемент 15-й группы (по устаревшей классификации - главной подгруппы пятой группы) второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 7. Относится к пниктогенам. Обозначается символом N (лат. Nitrogenium). Простое вещество азот - двухатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Один из самых распространённых элементов на Земле. Химически весьма инертен, однако реагирует с комплексными соединениями переходных металлов. Основной компонент воздуха (78,09 % объёма), разделением которого получают промышленный азот, (более ¾ идёт на синтез аммиака). Применяется как инертная среда для множества технологических процессов; жидкий азот - хладагент. Азот - один из основных биогенных элементов, входящих в состав белков и нуклеиновых кислот.

• 1 История открытия
• 2 Происхождение названия
• 3 Азот в природе
  • 3.1 Изотопы
  • 3.2 Распространённость
  • 3.3 Биологическая роль
  • 3.4 Круговорот азота в природе
  • 3.5 Токсикология азота и его соединений
• 4 Получение
• 5 Свойства
  • 5.1 Физические свойства
  • 5.2 Химические свойства, строение молекулы
    • 5.2.1 Промышленное связывание атмосферного азота
• 6 Соединения азота
• 7 Применение
• 8 Маркировка баллонов
• 9 Интересные факты
• 10 См. также
• 11 Комментарии
• 12 Примечания
• 13 Литература
• 14 Ссылки

История открытия

В 1772 году Генри Кавендиш провёл следующий опыт: он многократно пропускал воздух над раскалённым углём, затем обрабатывал его щёлочью, в результате получался остаток, который Кавендиш назвал удушливым (или мефитическим) воздухом. С позиций современной химии ясно, что в реакции с раскалённым углём кислород воздуха связывался в углекислый газ, который затем поглощался щёлочью. При этом остаток газа представлял собой по большей части азот. Таким образом, Кавендиш выделил азот, но не сумел понять, что это новое простое вещество (химический элемент). том же году Кавендиш сообщил об этом опыте Джозефу Пристли.

Интересен тот факт, что он сумел связать азот с кислородом при помощи разрядов электрического тока, а после поглощения оксидов азота в остатке получил небольшое количество газа, абсолютно инертного, хотя, как и в случае с азотом, не смог понять, что выделил новый химический элемент - инертный газ аргон.

Пристли в это время проводил серию экспериментов, в которых также связывал кислород воздуха и удалял полученный углекислый газ, то есть также получал азот, однако, будучи сторонником господствующей в те времена теории флогистона, совершенно неверно истолковал полученные результаты (по его мнению, процесс был противоположным - не кислород удалялся из газовой смеси, а наоборот, в результате обжига воздух насыщался флогистоном; оставшийся воздух (азот) он и назвал насыщенным флогистоном, то есть флогистированным). Очевидно, что и Пристли, хотя и смог выделить азот, не сумел понять сути своего открытия, поэтому и не считается первооткрывателем азота.

Одновременно схожие эксперименты с тем же результатом проводил и Карл Шееле.

В 1772 году азот (под названием «испорченного воздуха») как простое вещество описал Даниэль Резерфорд, он опубликовал магистерскую диссертацию, где указал основные свойства азота (не реагирует со щелочами, не поддерживает горения, непригоден для дыхания). Именно Даниэль Резерфорд и считается первооткрывателем азота. Однако и Резерфорд был сторонником флогистонной теории, поэтому также не смог понять, что же он выделил. Таким образом, чётко определить первооткрывателя азота невозможно.

Происхождение названия

Название «азо́т» (фр. azote, по наиболее распространённой версии, от др.-греч. ἄζωτος - безжизненный), вместо предыдущих названий («флогистированный», «мефитический» и «испорченный» воздух) предложил в 1787 году Антуан Лавуазье, который в то время в составе группы других французских учёных разрабатывал принципы химической номенклатуры, в том же году это предложение опубликовано в труде «Метод химической номенклатуры». Как показано выше, в то время уже было известно, что азот не поддерживает ни горения, ни дыхания. Это свойство и сочли наиболее важным. Хотя впоследствии выяснилось, что азот, наоборот, крайне необходим для всех живых существ, название сохранилось во французском и русском языках. Окончательно в русском языке этот вариант названия закрепился после выхода в свет книги Г. Гесса «Основания чистой химии» в 1831 году.

Существует и иная версия. Слово «азот» придумано не Лавуазье и не его коллегами по номенклатурной комиссии; оно вошло в алхимическую литературу уже в раннем средневековье и употреблялось для обозначения «первичной материи металлов», которую считали «альфой и омегой» всего сущего. Это выражение заимствовано из Апокалипсиса: «Я есмь Альфа и Омега, начало и конец» (Откр. 1:8-10). Слово составлено из начальных и конечных букв алфавитов трёх языков - латинского, греческого и древнееврейского, - считавшихся «священными», поскольку, согласно Евангелиям, надпись на кресте при распятии Христа была сделана на этих языках (а, альфа, алеф и зет, омега, тав - AAAZOTH). Составители новой химической номенклатуры хорошо знали о существовании этого слова; инициатор её создания Гитон де Морво отмечал в своей «Методической энциклопедии» (1786) алхимическое значение термина.

Возможно, слово «азот» произошло от одного из двух арабских слов - либо от слова «аз-зат» («сущность» или «внутреннюю реальность»), либо от слова «зибак» («ртуть»).

Название «азот», помимо французского и русского, принято в итальянском, турецком и ряде славянских языков, а также во многих языках народов бывшего СССР.

На латыни азот называется nitrogenium, то есть «рождающий селитру», отсюда символ N . Это название во французской форме nitrogène предложил французский химик Ж. Шапталь в 1790 году в своей книге «Элементы химии», однако во французском языке оно не прижилось, в отличие от многих других языков (в частности, английского, испанского, венгерского, норвежского), где название производно от этого слова. немецком языке используется название Stickstoff, что означает «удушающее вещество», аналогично в нидерландском; схожие по значению названия используются в некоторых славянских языках (например, хорватское dušik).

Азот в природе

Изотопы

Основная статья: Изотопы азота

Природный азот состоит из двух стабильных изотопов 14N - 99,635 % и 15N - 0,365 %.

Искусственно получены четырнадцать радиоактивных изотопов азота с массовыми числами от 10 до 13 и от 16 до 25. Все они являются очень короткоживущими изотопами. Самый стабильный из них 13N имеет период полураспада 10 мин.

Спин ядер стабильных изотопов азота: 14N - 1; 15N - 1/2.

Распространённость

Азот - один из самых распространённых элементов на Земле. Вне пределов Земли азот обнаружен в газовых туманностях, солнечной атмосфере, на Уране, Нептуне, межзвёздном пространстве и др. Атмосферы спутников Титан, Тритон и карликовой планеты Плутон тоже в основном состоят из азота. Азот - четвёртый по распространённости элемент Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода).

Азот в форме двухатомных молекул N2 составляет большую часть атмосферы Земли, где его содержание составляет 75,6 % (по массе) или 78,084 % (по объёму), то есть около 3,87·1015 т.

Масса растворённого в гидросфере азота, учитывая, что одновременно происходят процессы растворения азота атмосферы в воде и выделения его в атмосферу, составляет около 2·1013 т, кроме того, примерно 7·1011 т азота содержатся в гидросфере в виде соединений.

Биологическая роль

Азот является химическим элементом, необходимым для существования животных и растений, он входит в состав белков (16-18 % по массе), аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, гемоглобина и др. составе живых клеток по числу атомов азота около 2 %, по массовой доле - около 2,5 % (четвёртое место после водорода, углерода и кислорода). связи с этим значительное количество связанного азота содержится в живых организмах, «мёртвой органике» и дисперсном веществе морей и океанов. Это количество оценивается примерно в 1,9·1011 т. результате процессов гниения и разложения азотсодержащей органики, при условии благоприятных факторов окружающей среды, могут образоваться природные залежи полезных ископаемых, содержащие азот, например, «чилийская селитра» (нитрат натрия с примесями других соединений), норвежская, индийская селитры.

Круговорот азота в природе

Основная статья: Круговорот азота

Фиксация атмосферного азота в природе происходит по двум основным направлениям - абиогенному и биогенному. Первый путь включает главным образом реакции азота с кислородом. Так как азот химически весьма инертен, для окисления требуются большие количества энергии (высокие температуры). Эти условия достигаются при разрядах молний, когда температура достигает 25000 °C и более. При этом происходит образование различных оксидов азота. Существует также вероятность, что абиотическая фиксация происходит в результате фотокаталитических реакций на поверхности полупроводников или широкополосных диэлектриков (песок пустынь).

Однако основная часть молекулярного азота (около 1,4·108 т/год) фиксируется биотическим путём. Долгое время считалось, что связывать молекулярный азот могут только небольшое количество видов микроорганизмов (хотя и широко распространённых на поверхности Земли): бактерии Azotobacter и Clostridium, клубеньковые бактерии бобовых растений Rhizobium, цианобактерии Anabaena, Nostoc и др. Сейчас известно, что этой способностью обладают многие другие организмы в воде и почве, например, актиномицеты в клубнях ольхи и других деревьев (всего 160 видов). Все они превращают молекулярный азот в соединения аммония (NH4+). Этот процесс требует значительных затрат энергии (для фиксации 1 г атмосферного азота бактерии в клубеньках бобовых расходуют порядка 167,5 кДж, то есть окисляют примерно 10 г глюкозы). Таким образом, видна взаимная польза от симбиоза растений и азотфиксирующих бактерий - первые предоставляют вторым «место для проживания» и снабжают полученным в результате фотосинтеза «топливом» - глюкозой, вторые обеспечивают необходимый растениям азот в усваиваемой ими форме.

Азот в форме аммиака и соединений аммония, получающийся в процессах биогенной азотфиксации, быстро окисляется до нитратов и нитритов (этот процесс носит название нитрификации). Последние, не связанные тканями растений (и далее по пищевой цепи травоядными и хищниками), недолго остаются в почве. Большинство нитратов и нитритов хорошо растворимы, поэтому они смываются водой и, в конце концов, попадают в мировой океан (этот поток оценивается в 2,5-8·107 т/год).

Азот, включённый в ткани растений и животных, после их гибели подвергается аммонификации (разложению содержащих азот сложных соединений с выделением аммиака и ионов аммония) и денитрификации, то есть выделению атомарного азота, а также его оксидов. Эти процессы целиком происходят благодаря деятельности микроорганизмов в аэробных и анаэробных условиях.

В отсутствие деятельности человека процессы связывания азота и нитрификации практически полностью уравновешены противоположными реакциями денитрификации. Часть азота поступает в атмосферу из мантии с извержениями вулканов, часть прочно фиксируется в почвах и глинистых минералах, кроме того, постоянно идёт утечка азота из верхних слоёв атмосферы в межпланетное пространство.

Токсикология азота и его соединений

Сам по себе атмосферный азот достаточно инертен, чтобы оказывать непосредственное влияние на организм человека и млекопитающих. Тем не менее, при повышенном давлении он вызывает наркоз, опьянение или удушье (при недостатке кислорода); при быстром снижении давления азот вызывает кессонную болезнь.

Многие соединения азота очень активны и нередко токсичны.

Получение

В лабораториях его можно получать по реакции разложения нитрита аммония:

Реакция экзотермическая, идёт с выделением 80 ккал (335 кДж), поэтому требуется охлаждение сосуда при её протекании (хотя для начала реакции требуется нагревание нитрита аммония).

Практически эту реакцию выполняют, добавляя по каплям насыщенный раствор нитрита натрия в нагретый насыщенный раствор сульфата аммония, при этом образующийся в результате обменной реакции нитрит аммония мгновенно разлагается.

Выделяющийся при этом газ загрязнён аммиаком, оксидом азота (I) и кислородом, от которых его очищают, последовательно пропуская через растворы серной кислоты, сульфата железа (II) и над раскалённой медью. Затем азот осушают.

Ещё один лабораторный способ получения азота - нагревание смеси дихромата калия и сульфата аммония (в соотношении 2:1 по массе). Реакция идёт по уравнениям:

Наиболее чистый азот можно получить разложением азидов металлов:

Так называемый «воздушный», или «атмосферный» азот, то есть смесь азота с благородными газами, получают путём реакции воздуха с раскалённым коксом, при этом образуется так называемый «генераторный», или «воздушный», газ - сырьё для химических синтезов и топливо. При необходимости из него можно выделить азот, поглотив монооксид углерода.

Молекулярный азот в промышленности получают фракционной перегонкой жидкого воздуха. Этим методом можно получить и «атмосферный азот». Также широко применяются азотные установки и станции, в которых используется метод адсорбционного и мембранного газоразделения.

Один из лабораторных способов - пропускание аммиака над оксидом меди (II) при температуре ~700 °C:

Аммиак берут из его насыщенного раствора при нагревании. Количество CuO в 2 раза больше расчётного. Непосредственно перед применением азот очищают от примеси кислорода и аммиака пропусканием над медью и её оксидом (II) (тоже ~700 °C), затем сушат концентрированной серной кислотой и сухой щёлочью. Процесс происходит довольно медленно, но он того стоит: газ получается весьма чистый.

Свойства

Физические свойства

Оптический эмиссионный спектр азота

При нормальных условиях азот - это бесцветный газ, не имеет запаха, мало растворим в воде (2,3 мл/100 г при 0 °C, 1,5 мл/100 г при 20 °C, 1,1 мл/100 г при 40 °C, 0,5 мл/100 г при 80 °C), плотность 1,2506 кг/м³ (при н. у.).

В жидком состоянии (темп. кипения −195,8 °C) - бесцветная, подвижная, как вода, жидкость. Плотность жидкого азота 808 кг/м³. При контакте с воздухом поглощает из него кислород.

При −209,86 °C азот переходит в твёрдое состояние в виде снегоподобной массы или больших белоснежных кристаллов. При контакте с воздухом поглощает из него кислород, при этом плавится, образуя раствор кислорода в азоте.

Известны три кристаллические модификации твёрдого азота. интервале 36,61 - 63,29 К существует фаза β-N2 с гексагональной плотной упаковкой, пространственная группа P63/mmc, параметры решётки a=3,93 Å и c=6,50 Å. При температуре ниже 36,61 К устойчива фаза α-N2 с кубической решёткой, имеющая пространственную группу Pa3 или P213 и период a=5,660 Å. Под давлением более 3500 атмосфер и температуре ниже 83 K образуется гексагональная фаза γ-N2.

Химические свойства, строение молекулы

Азот в свободном состоянии существует в форме двухатомных молекул N2, электронная конфигурация которых описывается формулой σs²σs*2πx, y4σz², что соответствует тройной связи между атомами азота N≡N (длина связи dN≡N = 0,1095 нм). Вследствие этого молекула азота крайне прочна, для реакции диссоциации N2 ↔ 2N изменение энтальпии в реакции ΔH°298=945 кДж/моль, константа скорости реакции К298=10−120, то есть диссоциация молекул азота при нормальных условиях практически не происходит (равновесие практически полностью сдвинуто влево). Молекула азота неполярна и слабо поляризуется, силы взаимодействия между молекулами очень слабые, поэтому в обычных условиях азот газообразен.

Даже при 3000 °C степень термической диссоциации N2 составляет всего 0,1 %, и лишь при температуре около 5000 °C достигает нескольких процентов (при нормальном давлении). высоких слоях атмосферы происходит фотохимическая диссоциация молекул N2. лабораторных условиях можно получить атомарный азот, пропуская газообразный N2 при сильном разрежении через поле высокочастотного электрического разряда. Атомарный азот намного активнее молекулярного: в частности, при обычной температуре он реагирует с серой, фосфором, мышьяком и с рядом металлов, например, со ртутью.

Вследствие большой прочности молекулы азота некоторые его соединения эндотермичны (многие галогениды, азиды, оксиды), то есть энтальпия их образования положительна, а соединения азота термически малоустойчивы и довольно легко разлагаются при нагревании. Именно поэтому азот на Земле находится по большей части в свободном состоянии.

Ввиду своей значительной инертности азот при обычных условиях реагирует только с литием:

при нагревании он реагирует с некоторыми другими металлами и неметаллами, также образуя нитриды:

Наибольшее практическое значение имеет нитрид водорода (аммиак) NH3, получаемый взаимодействием водорода с азотом (см. ниже).

В электрическом разряде реагирует с кислородом, образуя оксид азота(II) NO.

Описано несколько десятков комплексов с молекулярным азотом.

Промышленное связывание атмосферного азота

Соединения азота чрезвычайно широко используются в химии, невозможно даже перечислить все области, где находят применение вещества, содержащие азот: это индустрия удобрений, взрывчатых веществ, красителей, медикаментов и проч. Хотя колоссальные количества азота доступны в прямом смысле слова «из воздуха», из-за описанной выше прочности молекулы азота N2 долгое время оставалась нерешённой задача получения соединений, содержащих азот, из воздуха; большая часть соединений азота добывалась из его минералов, таких, как чилийская селитра. Однако сокращение запасов этих полезных ископаемых, а также рост потребности в соединениях азота заставил форсировать работы по промышленному связыванию атмосферного азота.

Наиболее распространён аммиачный способ связывания атмосферного азота. Обратимая реакция синтеза аммиака:

экзотермическая (тепловой эффект 92 кДж) и идёт с уменьшением объёма, поэтому для сдвига равновесия вправо в соответствии с принципом Ле Шателье - Брауна необходимо охлаждение смеси и высокие давления. Однако с кинетической точки зрения снижение температуры невыгодно, так как при этом сильно снижается скорость реакции - уже при 700 °C скорость реакции слишком мала для её практического использования.

В таких случаях используется катализ, так как подходящий катализатор позволяет увеличить скорость реакции без сдвига равновесия. процессе поиска подходящего катализатора было испробовано около двадцати тысяч различных соединений. По совокупности свойств (каталитическая активность, стойкость к отравлению, дешевизна) наибольшее применение получил катализатор на основе металлического железа с примесями оксидов алюминия и калия. Процесс ведут при температуре 400-600 °C и давлениях 10-1000 атмосфер.

Следует отметить, что при давлениях выше 2000 атмосфер синтез аммиака из смеси водорода и азота идёт с высокой скоростью и без катализатора. Например, при 850 °C и 4500 атмосфер выход продукта составляет 97 %.

Существует и ещё один, менее распространённый способ промышленного связывания атмосферного азота - цианамидный метод, основанный на реакции карбида кальция с азотом при 1000 °C. Реакция происходит по уравнению:

Реакция экзотермична, её тепловой эффект 293 кДж.

Ежегодно из атмосферы Земли промышленным путём отбирается примерно 1·106 т азота.

Соединения азота

Степени окисления азота в соединениях −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

• Соединения азота в степени окисления −3 представлены нитридами, из которых практически наиболее важен аммиак;
• Соединения азота в степени окисления −2 менее характерны, представлены пернитридами, из которых самый важный пернитрид водорода N2H4 или гидразин (существует также крайне неустойчивый пернитрид водорода N2H2, диимид);
• Соединения азота в степени окисления −1 NH2OH (гидроксиламин) - неустойчивое основание, применяющееся, наряду с солями гидроксиламмония, в органическом синтезе;
• Соединения азота в степени окисления +1 оксид азота(I) N2O (закись азота, веселящий газ);
• Соединения азота в степени окисления +2 оксид азота(II) NO (монооксид азота);
• Соединения азота в степени окисления +3 оксид азота(III) N2O3, азотистая кислота, производные аниона NO2−, трифторид азота (NF3);
• Соединения азота в степени окисления +4 оксид азота(IV) NO2 (диоксид азота, бурый газ);
• Соединения азота в степени окисления +5 оксид азота(V) N2O5, азотная кислота, её соли - нитраты и другие производные, а также тетрафтораммоний NF4+ и его соли.

Применение

Слабокипящий жидкий азот в металлическом стакане.

Жидкий азот применяется как хладагент и для криотерапии.

Промышленные применения газообразного азота обусловлены его инертными свойствами. Газообразный азот пожаро- и взрывобезопасен, препятствует окислению, гниению. нефтехимии азот применяется для продувки резервуаров и трубопроводов, проверки работы трубопроводов под давлением, увеличения выработки месторождений. горнодобывающем деле азот может использоваться для создания в шахтах взрывобезопасной среды, для распирания пластов породы. производстве электроники азот применяется для продувки областей, не допускающих наличия окисляющего кислорода. Если в процессе, традиционно проходящем с использованием воздуха, окисление или гниение являются негативными факторами - азот может успешно заместить воздух.

Важной областью применения азота является его использование для дальнейшего синтеза самых разнообразных соединений, содержащих азот, таких, как аммиак, азотные удобрения, взрывчатые вещества, красители и т. п. Более ¾ промышленного азота идёт на синтез аммиака. Большие количества азота используются в коксовом производстве («сухое тушение кокса») при выгрузке кокса из коксовых батарей, а также для «передавливания» топлива в ракетах из баков в насосы или двигатели.

В пищевой промышленности азот зарегистрирован в качестве пищевой добавки E941 , как газовая среда для упаковки и хранения, хладагент, а жидкий азот применяется при разливе масел и негазированных напитков для создания избыточного давления и инертной среды в мягкой таре.

Газообразным азотом заполняют камеры шин шасси летательных аппаратов. Кроме того, в последнее время заполнение шин азотом стало популярно и среди автолюбителей, хотя однозначных доказательств эффективности использования азота вместо воздуха для наполнения автомобильных шин нет.

Жидкий азот нередко демонстрируется в кинофильмах в качестве вещества, способного мгновенно заморозить достаточно крупные объекты. Это широко распространённое заблуждение. Даже для замораживания цветка необходимо достаточно продолжительное время. Это связано отчасти с весьма низкой теплоёмкостью азота. По этой же причине весьма затруднительно охлаждать, скажем, замки до −196 °C и раскалывать их одним ударом.

Литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20 °C, образует примерно 700 литров газа. По этой причине жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с вакуумной изоляцией открытого типа или криогенных ёмкостях под давлением. На этом же факте основан принцип тушения пожаров жидким азотом. Испаряясь, азот вытесняет кислород, необходимый для горения, и пожар прекращается. Так как азот, в отличие от воды, пены или порошка, просто испаряется и выветривается, азотное пожаротушение - самый эффективный с точки зрения сохранности ценностей механизм тушения пожаров.

Заморозка жидким азотом живых существ с возможностью последующей их разморозки проблематична. Проблема заключается в невозможности заморозить (и разморозить) существо достаточно быстро, чтобы неоднородность заморозки не сказалась на его жизненных функциях. Станислав Лем, фантазируя на эту тему в книге «Фиаско», придумал экстренную систему заморозки азотом, в которой шланг с азотом, выбивая зубы, вонзался в рот астронавта и внутрь его подавался обильный поток азота.

В качестве легирующей добавки к кремнию, образует высокопрочное соединение (керамику) нитрид кремния, обладающее высокой вязкостью и прочностью.

Маркировка баллонов

Основная статья: Окраска и маркировка баллонов с газами

Баллоны с азотом окрашены в чёрный цвет, должны иметь надпись жёлтого цвета и коричневую полосу (согласно ПБ 03-576-03), при этом ГОСТ 26460-85 не требует полосы, но надпись должна содержать сведения о чистоте азота (особой чистоты, высокой чистоты, повышенной чистоты).

Цитата из Большой Советской Энциклопедии издания 1952 г. (том 1, стр. 452, статья «Азот»):

Азот в сложении с капитализмом - это война, разрушение, смерть. Азот в сложении с социализмом - это высокий урожай, высокая производительность труда, высокий материальный и культурный уровень трудящихся.

См. также

• Азотистый обмен почвы
• Криогенная резка
• Азотное правило
• Азотная станция
• Транспортные средства на жидком азоте

Жидкий азот (ЖА, англ. Liquid nitrogen, LIN, LN2) - жидкость прозрачного цвета. Является одним из четырёх агрегатных состояний азота. Жидкий азот обладает удельной плотностью 0,808 г/см³, и имеет точку кипения 77,4 K (−195,75 °C). Не взрывоопасен и не ядовит.

Общие сведения об азоте

Азот является самым распространенным газом в составе атмосферы Земли. Иными словами, окружающий нас воздух на три четверти состоит именно из азота, а не из кислорода. В периодической системе химических элементов Менделеева азот обозначается символом N (от латинского Nitrogenium), имеет атомный номер 7 и занимает место в 15-ой группе. В нормальных условиях азот представляет собой двухатомный и весьма инертный газ. Он не обладает цветом, вкусом и запахом, следовательно, не ощутим для человека. Формула газа азота N2; именно в таком молекулярном состоянии он на три четверти заполняет атмосферу нашей планеты.

История открытия

В конце XVIII столетия сразу несколько ученых вплотную подошли к открытию нового химического элемента, свойства которого наукой еще не были изучены. Так, Генри Кавендиш в 1772 году осуществил следующий эксперимент: он неоднократно пропустил воздух над раскалённым углём, обработал уголь щелочным раствором и в конечном счете получил остаток нового вещества. Химик назвал этот остаток «удушливым воздухом». Кавендиш по факту получил азот – новый химический элемент, но догадаться об этом он не смог. В том же году эксперименты по получению «удушливого воздуха» продолжил друг Кавендиша профессор Пристли. Он также многократно получал в ходе своих опытов азот, но ошибочно предполагал, что этот газ кислород. Поэтому ни один из двух ученых первооткрывателями азота не считаются.

Параллельно с этими опытами свои собственные эксперименты поставил в том же 1772 году Даниэль Резерфорд. Именно он в магистерской работе правильно описал основные свойства азота. В частности, то, что он не пригоден для дыхания, не вступает в реакцию с щелочами и не поддерживает процесс горения. Чаще всего именно Резерфорда называют открывателем азота.

Свойства азота

Физические свойства азота в нормальных условиях характеризуют его как бесцветный газ, не имеющий запаха и не ощутимый органами чувств человека. Азот слабо растворим в воде, обладает плотностью 1,2506 кг/м 3 . В жидком состоянии азот представляет собой бесцветную и подвижную жидкость, визуально похожую на воду. При температуре −195,8 °C закипает. Плотность жидкого азота уменьшается до 808 кг/м 3 . При −209,86 °C азот переходит в твердое агрегатное состояние, приобретая вид ярко-белых кристаллов больших размеров.

Свободное состояние азота представляет собой двухатомную молекулу N2 с тройной связью между молекулами. Эта связь делает молекулу азота чрезвычайно прочной, и в обычных условиях диссоциации молекул практически не отмечается. В результате азот является очень инертным газом: практически не вступает в химические реакции с другими веществами и в нормальных условиях находится в свободно состоянии. Силы межмолекулярного взаимодействия крайне слабые, вот почему при нормальных условиях азот представляет собой газ, а не жидкость или твердое вещество.

Интересные факты об азоте

Название азот, что значит «лишенный жизни», появилось с легкой руки Антуана Лавуазье в конце XVIII века, когда экспериментально было установлено, что азот не может поддерживать дыхание и горение. Теперь же мы знаем, что, будучи «безжизненным» по названию, азот чрезвычайно важен для поддержания жизни всех существ. Латинское название азота «нитрогениум» переводится как «селитру рождающий» и напоминает о важнейшем значении этого элемента для промышленности.

Все живые организмы усваивать азот в чистом виде не могут. Необходимое его количество мы усваиваем через белковую пищу. Когда человек дышит, то вдыхает содержащийся в воздухе азот. Он никак не усваивается легкими (в отличие от кислорода), поэтому в нашем выдохе в основном присутствует азот. Удивительно, но как раз обилие азота в атмосфере помогает нам не потреблять кислород в количествах, смертельных для организма человека.

В фантастике распространен сюжет о заморозке азотом живых существ, дабы сохранить их для будущих поколений. В реальности современные ученые этого сделать не могут, поскольку заморозка жидким азотом происходит медленно, и организм погибает раньше, чем успевает «правильно» замерзнуть.

Применение азота

Применение азота в промышленном производстве обуславливается его высокими инертными свойствами. Жидкий азот используется в качестве промышленного хладагента. Азот в газообразном состоянии используют как антиокислитель. Поскольку чистым газообразным азотом можно заместить воздух (в составе которого окислитель — кислород), то азотом продувают полости в электротехнической промышленности и в машиностроении как таковом. С его помощью продувают резервуары и трубопроводы, контролируют их работу при большом давлении внутри резервуара.

Азот является сырьем для синтеза важных азотосодержащих соединений. К таким относятся азотные удобрения, которые вместе с фосфорными и калийными удобрениями незаменимы в растениеводстве. Азот является составной частью аммиака, который используется в холодильном оборудовании, в качестве промышленного растворителя, в медицине и вообще является важнейшим химическим сырьем. Производство большинства взрывчатых веществ на планете базируется на химических свойствах кислорода и азота.

Азот можно встретить и в пищевой промышленности как пищевую добавку E941. Газообразный азот необходим для заполнения шинных камер для шасси самолетов. Сейчас стало модным заполнять шины азотом и в среде автолюбителей, хотя научных доказательств эффективности такого использования пока не приведено. Азот и другие газы нашли широкое применение в медицине: как в области создания новых лекарственных препаратов и методик, так и при изготовлении высокоточного медицинского оборудования.

Компания ООО «Спецсервис» осуществляет доставку жидкого азота в любой город России.

Исходя из условий поставки и необходимого объема продукции мы сможем предложить Вам оптимальную цену.

Азот Азот (от греч. azoos - безжизненный, лат. Nitrogenium), N, химический элемент V группы периодической системы Менделеева, атомный номер 7, атомная масса 14,0067; бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса. Элемент V группы главной подгруппы Элемент №7 типичный неметалл N +7)2e)5e 1S22S22P3 Элемент малого 2-ого периода Возможные степени окисления: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Историческая справка  Соединения Азота - селитра, азотная кислота, аммиак - были известны задолго до получения Азота в свободном состоянии.  В 1772 году Д. Резерфорд, сжигая фосфор и других вещества в стеклянном колоколе, показал, что остающийся после сгорания газ, названный им "удушливым воздухом", не поддерживает дыхания и горения.  В 1787 году А. Лавуазье установил, что "жизненный" и "удушливый" газы, входящие в состав воздуха, это простые вещества, и предложил название "Азот". Историческая справка  В 1784 году Г. Кавендиш показал, что Азот входит в состав селитры; отсюда и происходит латинское название Азот (от позднелатинского nitrum - селитра и греческого gennao - рождаю, произвожу), предложенное в 1790 году Ж. А. Шапталем.  К началу 19 века были выяснены химическая инертность Азота в свободном состоянии и исключительная роль его в соединениях с других элементами в качестве связанного азота. С тех пор "связывание" Азота воздуха стало одной из важнейших технических проблем химии. Нахождение в природе По распространенности в земной коре азот занимает 17-е место, на его долю приходится 0,0019% массы земной коры В свободном виде – в атмосфере Содержание в воздухе 78% по объему В связанном виде - в основном в составе двух селитр: натриевой NaNO3 (встречается в Чили, отсюда название чилийская селитра) и калиевой KNO3 (встречается в Индии, отсюда название индийская селитра) и ряда других соединений. Азот присутствует во всех живых организмах (1-3% на сухую массу), являясь важнейшим биогенным элементом. Он входит в состав молекул белков, нуклеиновых кислот, коферментов, гемоглобина, хлорофилла и многих других биологически активных веществ. Молекула двухатомарная и очень прочная Структурная формула N N В нем молекулярная решетка и ковалентная неполярная связь Азот - газ без цвета, запаха и вкуса. Мало растворим в воде (в 100 объемах воды растворяется 2,5 объема азота). Он легче воздуха - 1 литр азота имеет массу 1,25 г. При -196 С0 азот сжижается, а при -210 С0 превращается в снегообразную массу. N2 Химические свойства азота 1. Азот реагирует с кислородом (при температуре электрической дуги) N2 + O2 =2NO 2. Азот реагирует с водородом (при температуре 300 0C и давлении 20-30 МПа) N2 +3H2 =2NH3 3. При повышенной температуре азот реагирует с некоторыми металлами 3Mg + N2 =Mg3N2 Получение азота в промышленности: Фракционной перегонкой жидкого воздуха Завод по производству азота из жидкого воздуха Чистый азот в промышленности наряду с кислородом и другими газами получают фракционной перегонкой жидкого воздуха. Этот процесс включает три стадии. На первой стадии из воздуха удаляют частицы пыли, пары воды и углекислый газ. Затем воздух сжижают, охлаждая его и сжимая до высоких давлений. На третьей стадии фракционной перегонкой жидкого воздуха разделяют азот, кислород и аргон. Первым отгоняется азот, затем кислород. Получение азота в лаборатории (разложением солей аммония) 1. Разложением нитрита аммония NH4NO2=N2 + 2H2O 2. Разложением дихромата аммония (NH4)2Cr2O7=Cr2O3+N2+4H2O Применение N2 Как хладагент В косметологии Для создания инертной среды при опытах Для синтеза аммиака Применение соединений азота производство минеральных удобрений производство взрывчатых веществ производство лекарственных препаратов Интересные факты об азоте  Баллоны с азотом окрашены в чёрный цвет, должны иметь надпись жёлтого цвета и коричневую полосу).  Цитата из Большой Советской Энциклопедии издания 1952 г. (том 1, стр. 452, статья «Азот»):Азот в сложении с капитализмом - это война, разрушение, смерть. Азот в сложении с социализмом - это высокий урожай, высокая производительность труда, высокий материальный и культурный уровень трудящихся.  Каждый год грозы приносят более 10 миллионов тонн азота на Землю. Интересные факты об азоте  Веселящий газ. Из пяти окислов азота два - окись (NO) и двуокись (NO2) - нашли широкое промышленное применение. Два других - азотистый ангидрид (N2O3) и азотный ангидрид (N2O5) - не часто встретишь и в лабораториях. Пятый - закись азота (N2O). Она обладает весьма своеобразным физиологическим действием, за которое ее часто называют веселящим газом.  Закись азота используется, как ускоритель в гоночных машинах. Tkachev Paul™ Интересные факты об азоте  В пиве «Гиннесс» хорошо видно, как пузырьки спускаются по стенкам бокала вниз вместо того, чтобы подниматься вверх. Это объясняется тем, что в центральной части бокала пузырьки быстро поднимаются, выталкивая жидкость у краёв с более сильным вязким трением вниз. Но этот эффект характерен не только для «Гиннесса», а вообще для любой жидкости, просто в данном пиве он более заметен. В первую очередь это связано с тем, что вместо углекислого газа «Гиннесс» наполняется азотом, который меньше растворяется в воде. Вовторых, светлые пузырьки просто лучше видны на фоне очень тёмного пива.

По важности для человека и его деятельности азот стоит на третьем месте после кислорода и водорода. Его невозможно увидеть, если газ не заморожен или не сжижен, однако, каждый год специалисты получают несколько тонн рассматриваемого газа и его производных. Газ используется во многих сферах деятельности человека, начиная от медицины и заканчивая взрывчаткой. А сегодня любой желающий житель Москвы и Московской области может приобрести баллон закиси азота по доступной цене на сайте www.zakisazot.ru.

Невозможно рассказать все об этом газе. Приведем лишь некоторые факты про него:
1. Впервые газ был обнаружен в конце 1777 года тремя химиками – Дэниэлом Резерфордом, Генри Кавендиш и Джозефом Пристли. Однако ни один из них не смог открыть свойства азота, что не позволило полноценно открыть его как новый газ. Первоначало Пристли подумал, что это кислород. Дэниэл Резерфорд последовательно открывал свойства газа, который не реагирует с другими веществами и не горит. Именно поэтому считается, что азот был открыт именно этим ученым.

2. Название «Азот» происходит от древнегреческого слова «безжизненный». Так назвал газ Антуан Лавуазье.

3. В атмосфере Земли азот содержится в процентном отношении – 75,51%. Основная масса этого газа находится в земной коре и в пространстве между ней и ядром. Отличительно, что в последнем его намного больше, чем в коре.

4. В состав массы живых организмов входит азот в процентном отношении 2,5%.

5. Без примесей рассматриваемое вещество не имеет ни цвета, ни запаха, является абсолютно безвредным. Однако большая концентрация газа вызывает опасные для жизни последствия – удушье и смерть. Также азот опасен при кессонной болезни – когда подводники быстро поднимаются с глубины на поверхность, пузырьки газа закупоривают кровеносные сосуды. В результате, человек может остаться живым, потеряв, например, конечность, но были случаи, когда подводники умирали через несколько часов после подъема на поверхность.

6. Первоначально рассматриваемый газ получали из различных природных объектов с определенным химическим составом и кристаллической структурой, однако, на сегодняшний день его добывают напрямую из атмосферы Земли.

7. Во второй части киноленты «Терминатор» он замерз в жидком азоте. Это является чистой выдумкой – даже на замораживание предмета, имеющего малую площадь, потребуется не менее 10-15 минут, что и говорить о Терминаторе.

8. Благодаря своим уникальным свойствам, жидкий азот можно использовать в качестве хладагента в специальных охлаждающих приборах, а также применять его в криотерапии. Лечение холодом активно используется при травме спортсменов.

9. Азот также широко применяется в пищевой промышленности. Поместив продукты питания в атмосферу из жидкого азота, можно надолго сохранить свежеть продуктов.

10. В некоторых случаях при производстве пива применяется азот. Его редкое использование в пивной промышленности связано с тем, что пузырьки газа подходят не для всех сортов этого напитка.

11. В колеса авиалайнеров помещают азот, что необходимо для обеспечения пожарной безопасности.

12. Рассматриваемый газ эффективен при тушении пожаров. В стандартных условиях при возгорании его не применяют, так как он быстро улетучивается на открытых пространствах. Однако в шахтах при возникновении пожара азот используется довольно часто.

13. В медицинской сфере закись азота, или по-другому оксид азота I, применяется в качестве наркоза при проведении оперативного вмешательства. Также закись азота применяется в автомобильной сфере – улучшение работы мотора. Сам по себе газ не горит, однако, хорошо поддерживает процесс возгорания.

14. Оксид азота II является опасным для человека. В каждом организме он содержится в малых количествах. В человеческом теле его называют окись азота. Она необходима для поддержания нормального функционирования сердца, что предохраняет от повышенного давления и инфаркта. Если у пациента обнаружены проблемы с сердцем, ему назначают продукты, богатые окисью азота – шпинат, свекла.

15. Соединение глицерина и азотной кислоты носит название нитроглицерин. Это вещество входит в состав не только таблеток от стенокардии, но и в состав взрывоопасного вещества.

16. Практически все взрывоопасные вещества изготавливаются с азотом.

17. Немаловажную роль азот играет в сельскохозяйственной сфере. Из него изготавливают удобрения, что во многом повышает урожайность.

18. В состав градусника для измерения температуры входит не только ртуть, но и азот.

19. Рассматриваемый газ входит не только в состав атмосферы Земли. Практически все планетные системы имеют в своем составе большое количество азота.

20. В начале 2017 года в Америке женщине подсадили эмбриона, который 24 года хранился в жидком азоте. Беременность и роды прошли успешно.
Дальнейшее исследование азота специалистами идет быстрыми темпами. Не исключено, что в дальнейшем, сфера его применения значительно расширится.