Πυκνότητα αζώτου

Άζωτο - χημικό στοιχείο του περιοδικού συστήματος, ορίζονται με τα γράμματα Ν και που έχει μια αλληλουχία αριθμό 7. Υπάρχει ένα μόριο Ν2, που αποτελείται από δύο άτομα. Αυτή η χημική ουσία είναι ένα άχρωμο, άοσμο και άγευστο αερίου καθώς αυτό είναι αδρανής υπό πρότυπες συνθήκες. Η πυκνότητα του αζώτου υπό φυσιολογικές συνθήκες (στους 0 ° C και σε πίεση 101,3 kPa) είναι ίση με 1.251 g / dm3. Το στοιχείο είναι μέρος της γήινης ατμόσφαιρας σε μία ποσότητα 78,09% του όγκου του. Ήταν ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά ως ένα συστατικό του αέρα της Σκωτίας ιατρού Daniel Rutherford το 1772.

Το υγρό άζωτο είναι ένα κρυογονικό υγρό. Σε ατμοσφαιρική πίεση που βράζει στους - 195,8 ° C. Ως εκ τούτου, μπορεί να αποθηκευτεί μόνο σε απομονωμένα αγγεία, τα οποία είναι χαλύβδινες δεξαμενές για υγροποιημένα αέρια ή φιάλες Dewar. Μόνο σε αυτή την περίπτωση μπορεί να αποθηκευτεί ή να μεταφερθεί χωρίς οποιαδήποτε απώλεια λόγω εξάτμισης. Όπως ξηρό πάγο (υγροποιημένο διοξείδιο του άνθρακα, αλλιώς γνωστή ως το διοξείδιο του άνθρακα), υγρό άζωτο χρησιμοποιείται ως το ψυκτικό μέσο. Επιπλέον, χρησιμοποιείται για την κρυοσυντήρηση του αίματος, αναπαραγωγικών κυττάρων (σπέρμα και ωάρια), καθώς και άλλα βιολογικά δείγματα και τα υλικά. Ζήτησε, και στην κλινική πράξη, για παράδειγμα σε κρυοθεραπεία στην αφαίρεση κύστεων και κονδυλώματα στο δέρμα. πυκνότητα υγρού αζώτου ισούται με 0,808 g / cm3.

Πολλές βιομηχανικώς σημαντικών ενώσεων όπως νιτρικό οξύ, αμμωνία, οργανικά νιτρικά (εκρηκτικά, καύσιμα) και κυανίδια περιλαμβάνουν Ν2. Εξαιρετικά ισχυρούς δεσμούς στοιχειακό άζωτο στο μόριο προκαλεί δυσκολίες για τη συμμετοχή της σε χημικές αντιδράσεις, αυτό οφείλεται στην αδράνεια της υπό πρότυπες συνθήκες (θερμοκρασία και πίεση). Συμπεριλαμβανομένων αυτούς τους λόγους Ν2 έχει μεγάλη σημασία σε πολλούς επιστημονικούς και βιομηχανικούς τομείς. Για παράδειγμα, είναι απαραίτητο να διατηρηθεί in situ πίεσης στο εξόρυξη πετρελαίου ή αερίου. Οποιεσδήποτε πρακτικές ή επιστημονικές εφαρμογές του απαιτεί να γνωρίζουμε ποια είναι η πυκνότητα του αζώτου σε συγκεκριμένη πίεση και θερμοκρασία. Από τους νόμους της φυσικής και θερμοδυναμικής είναι γνωστό ότι υπό σταθερό όγκο με την αύξηση της θερμοκρασίας θα αυξήσει την πίεση και πυκνότητα του αερίου, και το αντίστροφο.

Πότε και γιατί πρέπει να γνωρίζουμε την πυκνότητα του αζώτου; Υπολογισμός αυτής της παραμέτρου χρησιμοποιείται κατά το σχεδιασμό διεργασίες που συμβαίνουν χρησιμοποιώντας Ν2, στο εργαστήριο και στην κατασκευή. Χρησιμοποιώντας την γνωστή τιμή της πυκνότητας του αερίου, είναι δυνατόν να υπολογιστεί η μάζα ενός συγκεκριμένου όγκου. Για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι η παίρνει τον όγκο του αερίου υπό κανονικές συνθήκες 20 dm3. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατόν να υπολογιστεί το βάρος: m = 20 • 1.251 = 25,02 g Εάν όρους διαφορετικούς από το πρότυπο, και το γνωστό όγκο Ν2 υπό αυτές τις συνθήκες, θα πρέπει πρώτα να βρείτε (για τους καταλόγους), την πυκνότητα του αζώτου σε μία καθορισμένη πίεση και θερμοκρασία, και η τιμή αυτή πολλαπλασιάζεται στη συνέχεια με τον όγκο που καταλαμβάνει το αέριο.

Οι υπολογισμοί αυτοί πραγματοποιούνται για την παραγωγή κατά την προετοιμασία του υλικού υπολοίπων μονάδων διεργασίας. Είναι απαραίτητα για τη διεξαγωγή των τεχνολογικών διαδικασιών, επιλογή των οργάνων, υπολογισμός των τεχνικών και οικονομικών παραμέτρων, και πολλά άλλα. Για παράδειγμα, μετά τη διακοπή όλων των χημικών συσκευής παραγωγής και σωλήνες πρέπει πριν από το άνοιγμα και τον ακροδέκτη να επισκευαστεί καθαρίζεται με ένα αδρανές αέριο - αζώτου (είναι η φθηνότερη και πιο διαθέσιμη από, για παράδειγμα, ήλιο ή αργό). Τυπικά, αυτά φυσητό σε μια τέτοια ποσότητα Ν2, το οποίο είναι αρκετές φορές τον όγκο των οχημάτων ή αγωγών, ο μόνος τρόπος για την απομάκρυνση από το σύστημα των εύφλεκτων αερίων και ατμών και να εξαλειφθούν έκρηξη ή πυρκαγιά. Ο προγραμματισμός ενός λειτουργία διακοπή πριν από την επισκευή, τεχνικός, γνωρίζοντας τον όγκο και την πυκνότητα του συστήματος εκκενώνεται από άζωτο, Ν2 υπολογίζει μάζα, η οποία απαιτείται για την ανατίναξη.

Για την απλοποίηση των υπολογισμών, τα οποία δεν απαιτούν την ακρίβεια, πραγματικά αέρια ισοδυναμεί με ένα ιδανικό αέριο και τη χρήση του νόμου του Avogadro. Δεδομένου ότι το βάρος του 1 mol Ν2 αριθμητικά ίση με 28 γραμμάρια, και 1 mole οποιουδήποτε όγκου ενός ιδανικού αερίου καταλαμβάνει 22,4 λίτρα, η πυκνότητα του αζώτου είναι ίση με 28 / 22.4 = 1.25 γραμμάρια / λίτρο = 1,25 g / dm3. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται για να βρείτε γρήγορα την πυκνότητα για κάθε αέριο, όχι μόνο Ν2. Είναι συχνά χρησιμοποιείται σε εργαστήρια ανάλυσης.