Właściwości fizyczne azotu gazowego

Większość ziemskiej atmosfery stanowi azot: 78,1 procent objętości. Jest tak obojętny w standardowej temperaturze i ciśnieniu, że został nazwany „azot” (co oznacza „bez życia”) w metodzie nazewnictwa chemicznego Antoine'a Lavoisiera. Niemniej jednak azot jest istotną częścią produkcji żywności i nawozów oraz składnikiem DNA wszystkich żywych istot.

Charakterystyka

Gazowy azot (symbol chemiczny N) jest generalnie obojętny, niemetaliczny, bezbarwny, bezwonny i bez smaku. Jego liczba atomowa wynosi 7, a masa atomowa 14.0067. Azot ma gęstość 1,251 gramów/litr w temperaturze 0 C i ciężar właściwy 0,96737, co czyni go nieco lżejszym od powietrza. W temperaturze -210,0 C (63 K) i ciśnieniu 12,6 kilopaskali azot osiąga swój punkt potrójny (punkt, w którym pierwiastek może występować jednocześnie w postaci gazowej, ciekłej i stałej).

Inne stany

W temperaturach poniżej temperatury wrzenia azotu -195,79 C (77 K) gazowy azot skrapla się w ciekły azot, płyn przypominający wodę i pozostający bezwonny i bezbarwny. Azot krzepnie w temperaturze topnienia -210,0 C (63K) w puszyste ciało stałe przypominające śnieg.

instagram story viewer

Wiązanie molekularne

W większości związków azot tworzy wiązania trójwartościowe. W rzeczywistości azot cząsteczkowy wykazuje najsilniejsze możliwe naturalne wiązanie potrójne dzięki pięciu elektronom w zewnętrznej powłoce atomu. To silne wiązanie potrójne wraz z wysoką elektroujemnością azotu (3,04 w skali Paulinga) wyjaśnia jego brak reaktywności.

Zastosowania

Gaz azotowy jest przydatny w warunkach przemysłowych i produkcyjnych ze względu na jego obfitość i brak reaktywności. W produkcji żywności systemy tłumienia gazowego azotu mogą gasić pożary bez obawy o zanieczyszczenie. Elementy żelazne, stalowe i elektroniczne, które są wrażliwe na tlen lub wilgoć, produkowane są w atmosferze azotu. Gazowy azot jest powszechnie łączony z gazowym wodorem w celu wytworzenia amoniaku.

Potencjał

W 2001 roku „Nature” doniósł, że naukowcy z Carnegie Institution of Washington byli w stanie przekształcić gazowy azot w stan stały poprzez poddanie go działaniu silnego ciśnienia. Naukowcy wcisnęli próbkę azotu między dwa kawałki diamentu z siłą równą 1,7 miliona razy większą od atmosferycznego ciśnienia powietrza, przekształcającego próbkę w przejrzyste ciało stałe przypominające lód, ale o strukturze krystalicznej podobnej do tej z diament. W temperaturach poniżej -173,15°C (100K) próbka pozostawała w stanie stałym po usunięciu ciśnienia. Kiedy wraca do stanu gazowego, azot uwalnia duże ilości energii, wiodący profesor fizyki dr Richard M. Martin spekuluje na temat jego wykorzystania jako paliwa rakietowego.

Teachs.ru
  • Dzielić
instagram viewer