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化學(xué)反應(yīng)中,氮?dú)夂蜌鍤獗Wo(hù)有何不同?

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-10-31
核心提示:氮?dú)馀c氬氣都是惰性氣體!只是氮?dú)鉀]氬氣惰,看看他們的性質(zhì)吧:氮?dú)猓?物理性質(zhì):單質(zhì)氮在常況下是一種無色無臭的氣體,在標(biāo)準(zhǔn)情
氮?dú)馀c氬氣都是惰性氣體!只是氮?dú)鉀]氬氣惰,看看他們的性質(zhì)吧:
氮?dú)猓?
物理性質(zhì):
單質(zhì)氮在常況下是一種無色無臭的氣體,在標(biāo)準(zhǔn)情況下的氣體密度是1.25g·dm-3,氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冷卻至-195.8℃時(shí),變成沒有顏色的液體,冷卻至-209.86℃時(shí),液態(tài)氮變成雪狀的固體。

氮?dú)庠谒锶芙舛群苄。诔爻合拢?體積水中大約只溶解0.02體積的氮?dú)。它是個(gè)難于液化的氣體。在水中的溶解度很小,在283K時(shí),一體積水約可溶解0.02體積的N2。氮?dú)庠跇O低溫下會液化成白色液體,進(jìn)一步降低溫度時(shí),更會形成白色晶狀固體。通常市場上供應(yīng)的氮?dú)舛际⒂诤谏珰怏w瓶中保存。

化學(xué)性質(zhì)
氮?dú)夥肿拥姆肿榆壍朗綖?,對成鍵有貢獻(xiàn)的是 三對電子,即形成兩個(gè)π鍵和一個(gè)σ鍵。 對成鍵沒有貢獻(xiàn),成鍵與反鍵能量近似抵消,它們相當(dāng)于孤電子對。由于N2分子中存在叁鍵N≡N,所以N2分子具有很大的穩(wěn)定性,將它分解為原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的雙原子分子中最穩(wěn)定的。

氮的用途
氮主要用于合成氨,由此制造化肥、硝酸和炸藥等,氨還是合成纖維(錦綸、腈綸),合成樹脂,合成橡膠等的重要原料。由于氮的化學(xué)惰性,常用作保護(hù)氣體。以防止某些物體暴露于空氣時(shí)被氧所氧化,用氮?dú)馓畛浼Z倉,可使糧食不霉?fàn)、不發(fā)芽,長期保存。液氨還可用作深度冷凍劑。

氬氣:
化學(xué)性質(zhì):
氬是單原子不具化學(xué)活性的氣體。它不會與其它元素或化合物反應(yīng)。雖然有報(bào)道稱已經(jīng)制備出紅及其它稀有氣體的少數(shù)化合物,但可以認(rèn)為,此種研究只具有科學(xué)意義。對所有實(shí)際應(yīng)用來說,每一試圖把復(fù)化合為常見類型化合物的努力均告失敗。這些努力包括用氧化劑和還原劑處理氬。氬之所以很穩(wěn)定,是由于它的所有電子已完全配對,并且不存在任何成鍵軌道
氬氣:
氬是目前工業(yè)上應(yīng)用很廣的稀有氣體。它的性質(zhì)十分不活潑,既不能燃燒,也不助燃。在飛機(jī)制造、造船、原子能工業(yè)和機(jī)械工業(yè)部門,對特殊金屬,例如鋁、鎂、銅及其合金和不銹鋼在焊接時(shí),往往用氬作為焊接保護(hù)氣,防止焊接件被空氣氧化或氮化。
在金屬冶煉方面,氧、氬吹煉是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的重要措施,每煉1t鋼的氬氣消耗量為1~3m3。此外,對鈦、鋯、鍺等特殊金屬的冶煉,以及電子工業(yè)中也需要用氬作保護(hù)氣。
在空氣中含有的0.932%的氬,沸點(diǎn)在氧、氮之間,在空分裝置上塔的中部含量最高,叫氬餾分。在分離氧、氮的同時(shí),將氬餾分抽出,進(jìn)一步分離提純,也可得到氬副產(chǎn)品。對全低壓空分裝置,一般可將加工空氣中30%~35%的氬作為產(chǎn)品獲得(最新流程已可將氬的提取率提高到80%以上);對中壓空分裝置,由于膨脹空氣進(jìn)下塔,不影響上塔的精餾過程,氬的提取率可達(dá)60%左右。但是,小型空分裝置總的加工空氣量少,所能生產(chǎn)的氬氣量有限,是否需要配置提氬裝置,要視具體情況確定。

氬氣為惰性氣體,對人體無直接危害。但是,如果工業(yè)使用后,產(chǎn)生的廢氣則對人體危害很大,會造成矽肺、眼部損壞等情況。

雖然是惰性氣體,同時(shí)也是窒息性氣體,大量吸入會產(chǎn)生窒息。生產(chǎn)場所要通風(fēng),并且,從事與氬氣有關(guān)的技術(shù)人員,每年定期進(jìn)行職業(yè)病體檢,確保身體健康。

氬本身無毒,但在高濃度時(shí)有窒息作用。當(dāng)空氣中氬氣濃度高于33%時(shí)就有窒息的危險(xiǎn)。當(dāng)氬氣濃度超過50%時(shí),出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀,濃度達(dá)到75%以上時(shí),能在數(shù)分鐘內(nèi)死亡。液氬可以傷皮膚,眼部接觸可引起炎癥

選擇:
化學(xué)中,當(dāng)然不局限于有機(jī)化學(xué)了,處于某種目的,比如隔絕氧氣,或水汽的目地,需要惰性氣體的氛圍,比如氮?dú)饣驓鍤。條件好的可以用手套箱,不好的可以用三通系統(tǒng)代替,最簡單的可以用三通塞套個(gè)氣球也可以直接用。反應(yīng)到底用氮?dú)膺是氬氣,這個(gè)也是有選擇的,除了氬氣比氮?dú)赓F以外,還有化學(xué)方面的原因。

高純氬比高純氮更惰性。一般的金屬有機(jī)反應(yīng)比如Suzuki偶聯(lián)等在高純氮下反應(yīng)就沒問題。當(dāng)有金屬或金屬有機(jī)化合物會和氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)這時(shí)就需要用高純氬,比如金屬鋰的有關(guān)反應(yīng)就需要在高純氬下進(jìn)行,因?yàn)榈獨(dú)鈺弯嚪磻?yīng)。只要你的反應(yīng)物或產(chǎn)物不和氮?dú)夥磻?yīng),即使文獻(xiàn)用氬氣,你用氮?dú)庖矝]問題。


文章(文字)來源:化學(xué)酷 
編輯:songjiajie2010

 
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