氮气无毒。氮气是空气的重要组成部分,约占空气体积的78%。
1、氮气,化学式为N2,通常状况下是一种无色无味的气体,而且一般氮气比空气密度小。氮气占大气总量的7808%(体积分数),是空气的主要成份之一。
2、在标准大气压下,氮气冷却至-1958℃时,变成无色的液体,冷却至-2098℃时,液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质不活泼,常温下很难跟其他物质发生反应,所以常被用来制作防腐剂。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质。
3、氮气在常况下是一种无色无味的气体,占空气体积分数约78%(氧气约21%)。熔点是63 K,沸点是77 K,临界温度是126 K,难于液化。溶解度很小,常压下在283 K 时一体积水可溶解002体积的氮气。
4、由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出,除了NH4+离子外,氧化数为0的N2分子在图中曲线的最低点,这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲的话,N2是热力学稳定状态结构。
5、氧化数为0到+5之间的各种氮的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线(图中的虚线)的上方。因此,这些化合物在热力学上是不稳定的,容易发生歧化反应。在图中的一个比N2分子值低的是NH4+离子。正价氮呈酸性,负价氮呈碱性。
6、由于氮的化学惰性,常用作保护气体,如:瓜果,食品,灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。液氮还可用作深度冷冻剂。作为冷冻剂在医院做除斑,包,豆等的手术时常常也使用,即将斑,包,豆等冻掉,但是容易出现疤痕,并不建议使用。
7、高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光亮退火保护气体。跟高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激光气体。氮气也作为食品保鲜保护气体的用途。在化工行业,氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体。用作铝制品、铝型材加工,铝薄轧制等保护气体。用作回流焊和波峰焊配套的保护气体,提高焊接质量。用作浮法玻璃生产过程中的保护气体,防锡槽氧化。
氮气对人体有坏处。氮气,常况下是一种无色无味无嗅的气体,且通常无毒。但当环境中的氮气含量逐渐升高,而氧气含量逐渐降低时,人就会头晕目眩,严重的会引起窒息甚至死亡。
氮气在大气中的比例为78%,因为氮气不活泼,常温下不能助燃或与其他物质直接反应。当环境中的氮气含量逐渐升高,而氧气含量逐渐降低到19%时,人往往就会头晕目眩。
随着氧气比例的继续下降,会引起单纯性窒息。其主要表现是机体缺氧,出现头晕、头痛、呼息困难、急促,心跳加快,脉搏弱而快,精神恍惚不安,全身乏力,肌肉协调运动失调。若进入完全充满氮气的设备或容器中,人会立即昏倒窒息直到死亡。
扩展资料:
在通常的化工生产中,氮气常常用来排空管线内的可燃气体,因为氮气的无色无味,因氮气吹扫而产生的低氧环境常常被工人甚至是基层管理人员所忽视。
在化工行业,氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体。用作铝制品、铝型材加工,铝薄轧制等保护气体。用作回流焊和波峰焊配套的保护气体,提高焊接质量。用作浮法玻璃生产过程中的保护气体,防锡槽氧化。
在日常工作在,要加强对氮气风险进行辨识,有高浓度氮气的场所,必须进行明确的标识和警示。对全体员工和临时工要加强进入受限空间知识的教育和演习,考核合格后方可上岗。
参考资料来源:百度百科-氮气
参考资料来源:人民网-安全生产角·危化品氮气的危害与防护
让我给你详细地介绍一下氮气!
氮气
单质氮在常况下是一种无色无臭的气体,在标准情况下的气体密度是125g·dm-3,熔点63K,沸点75K,临界温度为126K,它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小,在283K时,一体积水约可溶解002体积的N2。
氮气分子的分子轨道式为 ,对成键有贡献的是 三对电子,即形成两个π键和一个σ键。 对成键没有贡献,成键与反键能量近似抵消,它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键N≡N,所以N2分子具有很大的稳定性,将它分解为原子需要吸收94169kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。
由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出,除了NH4离子外,氧化数为0的N2分子在图中曲线的最低点,这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲,N2是热力学稳定状态。氧化数为0到+5之间的各种氮的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线(图中的虚线)的上方,因此,这些化合物在热力学上是不稳定的,容易发生歧化反应。在图中唯一的一个比N2分子值低的是NH4+离子。
由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图和N2分子的结构均可以看出,单质N2不活泼,只有在高温高压并有催化剂存在的条件下,氮气可以和氢气反应生成氨:
在放电条件下,氮气才可以和氧气化合生成一氧化氮:
在水力发电很发达的国家,这个反应已用于生产硝酸。
N2与电离势小,而且其氮化物具有高晶格能的金属能生成离子型的氮化物。例如:
N2 与金属锂在常温下就可直接反应:
6 Li + N2=== 2 Li3N
N2与碱土金属Mg 、Ca 、Sr 、Ba 在炽热的温度下作用:
3 Ca + N2=== Ca3N2
N2与硼和铝要在白热的温度才能反应:
2 B + N2=== 2 BN (大分子化合物)
N2与硅和其它族元素的单质一般要在高于1473K的温度下才能反应。
氮的制备
单质氮一般是由液态空气的分馏而制得的,常以15210pa的压力把氮气装在气体钢瓶中运输和使用。一般钢瓶中氮气的纯度约997% 。
实验室中制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化,最常用的是如下几种方法:
⑴加热亚硝酸胺的溶液:
⑵亚硝酸钠与氯化胺的饱和溶液相互作用:
NH4Cl + NaNO2 === NaCl + 2 H2O + N2↑
⑶将氨通过红热的氧化铜:
2 NH3+ 3 CuO === 3 Cu + 3 H2O + N2↑
⑷氨与溴水反应:
8 NH3 + 3 Br2 (aq) === 6 NH4Br + N2↑
⑸重铬酸铵加热分解:
氮的用途
氮主要用于合成氨,由此制造化肥、硝酸和炸药等,氨还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。由于氮的化学惰性,常用作保护气体。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。液氨还可用作深度冷冻剂。
氮的成键特征和价键结构
由于单质N2在常况下异常稳定,人们常误认为氮是一种化学性质不活泼的元素。实际上相反,元素氮有很高的化学活性。N的电负性(304)仅次于F和O,说明它能和其它元素形成较强的键。另外单质N2分子的稳定性恰好说明N原子的活泼性。问题是目前人们还没有找到在常温常压下能使N2分子活化的最优条件。但在自然界中,植物根瘤上的一些细菌却能够在常温常压的低能量条件下,把空气中的N2转化为氮化合物,作为肥料供作物生长使用。所以固氮的研究一直是一个重要的科学研究课题。因此我们有必要详细了解氮的成键特性和价键结构。
N原子的价电子层结构为2s2p3,即有3个成单电子和一对孤电子对,以此为基础,在形成化合物时,可生成如下三种键型:
1形成离子键
2形成共价键
3形成配位键
形成离子键
N原子有较高的电负性(304),它同电负性较低的金属,如Li(电负性098)、Ca(电负性100)、Mg(电负性131)等形成二元氮化物时,能够获得3个电子而形成N3-离子。
N2+ 6 Li == 2 Li3N
N2+ 3 Ca == Ca3N2
N2+ 3 Mg == Mg3N2
N3-离子的负电荷较高,半径较大(171pm),遇到水分子会强烈水解,因此的离子型化合物只能存在于干态,不会有N3-的水合离子。
形成共价键
N原子同电负性较高的非金属形成化合物时,形成如下几种共价键:
⑴N原子采取sp3杂化态,形成三个共价键,保留一对孤电子对,分子构型为三角锥型,例如NH3、NF3、NCl3等。
若形成四个共价单键,则分子构型为正四面体型,例如NH4+离子。
⑵N原子采取sp2杂化态,形成2个共价键和一个键,并保留有一对孤电子对,分子构型为角形,例如Cl—N=O 。(N原子与Cl 原子形成一个σ 键和一个π键,N原子上的一对孤电子对使分子成为角形。)
若没有孤电子对时,则分子构型为三角形,例如HNO3分子或NO3-离子。硝酸分子中N原子分别与三个O原子形成三个σ键,它的π轨道上的一对电子和两个O原子的成单π电子形成一个三中心四电子的不定域π键。在硝酸根离子中,三个O原子和中心N原子之间形成一个四中心六电子的不定域大π键。
这种结构使硝酸中N原子的表观氧化数为+5,由于存在大π键,硝酸盐在常况下是足够稳定的。
⑶N原子采取sp 杂化,形成一个共价叁键,并保留有一对孤电子对,分子构型为直线形,例如N2分子和CN-中N原子的结构。
形成配位键
N原子在形成单质或化合物时,常保留有孤电子对,因此这样的单质或化合物便可作为电子对给予体,向金属离子配位。例如[Cu(NH3)4]2+。
我们每天都生活在空气中,一直被空气包围着,空气的充分关乎着我们人体的健康。然而空气的组成成分是非常复杂的,在空气中有非常多种的成分是对我们人体有伤害的,而且随着工业的发展,空气中的有害气体越来越多。比如下面这几种就会伤害到我们人体。
1、二氧化硫
二氧化硫是很常见的有害气体,在煤燃烧的的气体中、汽车尾气中都很多。二氧化硫会对我们的呼吸道中的黏膜造成强烈的刺激,很容易产生炎症和呼吸道疾病,很容易引发哮喘病。而且二氧化硫进入血液之后,会对体内的维生素造成影响,导致维生素C失去平衡,影响人体的生长发育。最可怕的是,二氧化硫属于致癌物质。
2、氡气
氡气是“天然石材放射性元素的产物”,所以在一些石头山或者石洞里面,氡气会比较多。氡气也是一种致癌物质,容易诱发肺癌。根据一个统计调查,世界上有20%的肺癌患者患上肺癌的原因都和氡气脱不了关系,是继抽烟之后的第二大肺癌诱因。所以我们尽量不要购买石材的家居,即使购买也要确保经过了科学的处理。
3、一氧化碳
一氧化碳是一种有毒气体,无色无味,而且无刺激性。一氧化碳会和我们血液中的血红蛋白进行结合,导致血红蛋白无法携带氧气,窒息,严重的话,最后人就会因为缺氧而死。
4、氧气
我们虽然都在吸入氧气,但是氧气对我们人体并不是百利而无一害的,我们吸入氧气最大的作用是进行氧化,为我们身体提供能量。但是并不是特定的物质会氧化,我们身体的大多数物质都会进行氧化,比如我们的皮肤,这些氧化会对我们人体造成伤害,所以有很多抗氧化的保健品诞生了。
通常情况下,吸入适量的氮气不会对人体产生危害,因为空气中含有约百分之78的氮气;但如果吸入的氮气浓度过高,
会使吸入氧气分压下降,引起缺氧反应等。
吸入氮气浓度较高时,患者最初感胸闷、气短、疲软无力;继而出现烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳等反应,医学上称之为“氮酩酊”,患者可能会进入昏睡或昏迷状态。当吸入氮气浓度过高时,患者可迅速昏迷或因呼吸和心跳停止而导致死亡。
氮氧化物对眼睛和上呼吸道粘膜刺激较轻,主要侵入呼吸道深部的细支气管及肺泡。当氮氧化物进入肺泡后,因肺泡的表面湿度增加,反应加快,在肺泡内约可阻留80%,一部分变为四氧化二氮。四氧化二氮与二氧化氮均能与呼吸道粘膜的水分作用生成亚硝酸与硝酸,对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用,从而增加毛细血管及肺泡壁的通透性,引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后还可引起血管扩张,血压下降,并可与血红蛋白作用生成高铁血红蛋白,引起组织缺氧。高浓度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白,引起组织缺氧。因此,在一般情况下当污染以二氧化氮为主时,对肺的损害比较明显,严重时可出现以肺水肿为主的病变。而当混合气体中有大量一氧化氮时,高铁血红蛋白的形成就占优势,此时中毒发展迅速,出现高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状。
液氮对人体是没有危害的,但是不能大量吸入。吸入氮气浓度不太高时,患者最初感胸闷、气短、疲软无力;继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳,称之为“氮酩酊”,可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度,患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。
在工业中,液态氮是由空气分馏而得。先将空气净化后,在加压、冷却的环境下液化,借由空气中各组分之沸点不同加以分离。人体皮肤直接接触液氮瞬间是没有问题的,超过2秒才会冻伤且不可逆转。
液氮的工业用途:
1、迅速冷冻和运输食品,或制作冰品。
2、进行低温物理学的研究。
3、在科学教育中演示低温状态。在常温下柔软的物体在液氮中浸泡一下,就会脆如玻璃。
4、提供高温超导体显示超导性所需的温度,例如钇钡铜氧。
5、可作制冷剂,用来迅速冷冻生物组织,防止组织被破坏。
6、用于工业制氮肥。
7、用于化学检测,如BET比表面积测试法。
参考资料来源:百度百科-液氮
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