Сообщение по применению азота

Обновлено: 30.06.2024

Азот в основном встречается как газ — в воздухе его около 78% (по объему). Месторождения полезных ископаемых, а которых он содержится — например, чилийской селитры (нитрат натрия), индийской селитры (нитрат калия) большей частью уже истощены, поэтому в промышленных масштабах реактив добывают химическим синтезом прямо из атмосферы.

Свойства

В нормальных условиях N2 — газ без вкуса, цвета и запаха. Не горит, пожаро- и взрывобезопасен, плохо растворяется в воде, спиртах, не токсичен. Плохо проводит тепло и электричество. При температуре ниже -196 °С становится сначала жидким, потом твердым. Жидкий азот — прозрачная, подвижная жидкость.

Молекула азота очень стабильна, поэтому химреактив в основном инертен, взаимодействует в нормальных условиях только с литием, цезием и комплексами переходных металлов. Для проведения реакций с другими веществами требуются особые условия: очень высокая температура и давление, а иногда и катализатор. Не вступает в реакции с галогенами, серой, углеродом, кремнием, фосфором.

Элемент крайне важен для жизни всего живого. Он является неотъемлемой частью белков, нуклеиновых кислот, гемоглобина, хлорофилла и многих других биологически важных соединений. Играет основную роль в обмене веществ живых клеток и организмов.

Азот выпускается в виде сжатого при 150 атмосфер газа, поставляется в баллонах черного цвета с крупной и четкой надписью желтого цвета. Жидкий реагент хранят в сосудах Дьюара (термос с двойными стенками, с серебрением изнутри и вакуумом между стенок).

Опасность азота

В обычных условиях азот не вреден для человека и животных, но при повышенном давлении вызывает наркотическое опьянение, а при нехватке кислорода — удушье. С азотом и его воздействием на кровь человека при резком снижении давления связана очень опасная кессонная болезнь.

Это интересно

Вероятно, все хотя бы однажды видели в фильмах или сериалах, как жидким азотом мгновенно замораживают людей или замки на решетке, сейфе и т. п., после чего они становятся хрупкими и легко разбиваются. На самом деле жидкий азот замораживает достаточно медленно, ввиду своей малой теплоемкости. Именно поэтому с его помощью нельзя замораживать людей для последующей разморозки — не получается равномерно и одномоментно заморозить все тело и органы.

Азот относится к пниктогенам — химическим элементам той же подгруппы таблицы Менделеева, что и он сам. Кроме азота к пниктогенам относят фосфор, мышьяк, сурьму, висмут и искусственно полученный московий.

Жидкий азот — идеальный материал для тушения пожаров, особенно с ценными объектами. После тушения азотом не остается ни воды, ни пены, ни порошка, а газ просто выветривается.

Применение

— Три четверти всего выпускаемого в мире азота идет на производство аммиака, из которого, в свою очередь, производят широко использующуюся в разных сферах промышленности азотную кислоту.
— В сельском хозяйстве соединения азота используются как удобрения, а сам азот — для лучшей сохранности овощей в овощехранилищах.
— Для производства взрывчатых веществ, детонаторов, топлива для космических аппаратов (гидразина).
— Для изготовления красителей, медикаментов.
— При перекачке горючих веществ по трубам, в шахтах, в электронных приборах.
— Для тушения кокса в металлургии, для создания нейтральной атмосферы в промышленных процессах.
— Для продувки труб и резервуаров; распирания пластов в горнодобыче; прокачки топлива в ракетах.
— Для закачки в самолетные шины, иногда — в автомобильные.
— Для производства особой керамики — нитрида кремния, обладающего повышенной механической, термической, химической стойкостью и многими другими полезными характеристиками.
— Пищевую добавку Е941 используют для создания в упаковках консервирующей среды, исключающей окисление и развитие микроорганизмов. Жидкий азот используют при разливе напитков и масел.

Жидкий азот применяется как:

— Хладагент в криостатах, вакуумных установках и т. п.
— В криогенной терапии в косметологии и медицине, для проведения некоторых видов диагностики, для хранения образцов биоматериалов, спермы, яйцеклеток.
— В криогенной резке.
— Для тушения пожаров. Испаряясь, реагент образует массу газа в 700 раз большую, чем объем жидкости. Этот газ оттесняет кислород от пламени, и оно тухнет.

Азот бесцветный и нетоксичный, без запаха и вкуса. Азот существует в природе как невоспламеняющийся газ при нормальных температурах и давлении. Этот газ (азот) несколько легче воздуха, поэтому его концентрация с высотой повышается. При охлаждении до точки кипения азот превращается в бесцветную жидкость, которая при определенных давлении и температуре становится твердым бесцветным кристаллическим веществом. Азот слаборастворим в воде и большинстве других жидкостей, является плохим проводником электричества и тепла.

Большинство использований азота объясняется его инертными свойствами. Однако при высоких давлениях и температурах азот реагирует с некоторыми активными металлами, например, с литием и магнием, образуя нитриды, а также с некоторыми газами, такими как кислород и водород.

Основные факты об азоте: история открытия и основные свойства

Азот (N2) – одно из самых распространённых веществ на Земле. Из него на 75% состоит атмосфера нашей планеты, тогда как доля кислорода в ней составляет всего 22%.

При нормальных условиях это газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса, тяжелее воздуха и практически инертный. При температуре -195,8 °C он переходит в жидкое состояние; при -209,9 °C – кристаллизуется, напоминая снег.

Области применения азота

В настоящее время азот нашел широкое применение во всех сферах человеческой деятельности.

Так, нефтегазовая промышленность использует его с целью регуляции уровня и давления в нефтяных скважинах, вытеснения кислорода из ёмкостей для хранения природного газа, продувки и тестирования трубопроводов. Химическая промышленность нуждается в нём для получения удобрений и синтеза аммиака, металлургия – для ряда технологических процессов. Благодаря тому, что азот вытесняет кислород, но не поддерживает горение, его применяют в пожаротушении. В пищевой промышленности упаковка продуктов в азотной атмосфере заменяет использование консервантов, препятствует окислению жиров и развитию микроорганизмов. Кроме того, это вещество используется в фармацевтике для получения различных препаратов и в лабораторной диагностике – для проведения ряда анализов.

Жидкий азот способен за считанные секунды заморозить всё, что угодно, без образования кристалликов льда. Поэтому медики применяют его в криотерапии для удаления отмерших клеток, а также в криосохранении сперматозоидов, яйцеклеток и образцов тканей.

ООО "Азотные системы"
г.Москва, ул.Гарибальди, д.23, корп.1
Электронная почта:
На главную

Азот – это химический элемент с атомным номером 7. Является газом без запаха, вкуса и цвета.

Таким образом, человек не ощущает присутствия азота в земной атмосфере, между тем как она состоит из этого вещества на 78 процентов. Азот относится к самым распространенным веществам на нашей планете. Часто можно слышать, что без азота не было бы жизни на Земле, и это правда. Ведь белковые соединения, из которых состоит все живое, обязательно содержат в себе азот.

Азот в природе

Азот находится в атмосфере в виде молекул, состоящих из двух атомов. Помимо атмосферы, азот есть в мантии Земли и в гумусном слое почвы. Основной источник азота для промышленного производства – это полезные ископаемые.

Однако в последние десятилетия, когда запасы минералов стали истощаться, возникла острая необходимость выделения азота из воздуха в промышленных масштабах. В настоящее время эта проблема решена, и огромные объемы азота для нужд промышленности добываются из атмосферы.

Роль азота в биологии, круговорот азота

На Земле азот претерпевает ряд трансформаций, в которых участвуют и биотические (связанные с жизнью) и абиотические факторы. Из атмосферы и почвы азот поступает в растения, причем не напрямую, а через микроорганизмы. Азотфиксирующие бактерии удерживают и перерабатывают азот, превращая его в форму, легко усваиваемую растениями. В организме растений азот переходит в состав сложных соединений, в частности – белков.

По пищевой цепи эти вещества попадают в организмы травоядных, а затем – хищников. После гибели всего живого азот вновь попадает в почву, где подвергается разложению (аммонификации и денитрификации). Азот фиксируется в грунте, минералах, воде, попадает в атмосферу, и круг повторяется.

Применение азота

– в медицине. Жидкий азот является хладагентом при процедурах криотерапии, то есть лечения холодом. Мгновенная заморозка применяется для удаления различных новообразований. В жидком азоте хранят образцы тканей и живые клетки (в частности – сперматозоиды и яйцеклетки). Низкая температура позволяет сохранить биоматериал в течение длительного времени, а затем разморозить и использовать.

Возможность хранить в жидком азоте целые живые организмы, а при необходимости размораживать их без всякого вреда высказана писателями-фантастами. Однако в реальности освоить эту технологию пока не удалось;

– в пищевой промышленности жидкий азот используется при розливе жидкостей для создания инертной среды в таре.

Вообще азот применяется в тех областях, где необходима газообразная среда без кислорода, например,

– в пожаротушении. Азот вытесняет кислород, без которого процессы горения не поддерживаются и огонь затухает.

Газообразный азот нашел применение в таких отраслях:

– производство продуктов питания. Азот используется как инертная газовая среда для сохранения свежести продуктов в упаковке;

– в нефтедобывающей промышленности и горном деле. Азотом продувают трубопроводы и резервуары, его нагнетают в шахты для формирования взрывобезопасной газовой среды;

– в самолетостроении азотом накачивают шины шасси.

Все вышесказанное относится к применению чистого азота, но не стоит забывать, что этот элемент является исходным сырьем для производства массы всевозможных соединений:

– аммиак. Чрезвычайно востребованное вещество с содержанием азота. Аммиак идет на производство удобрений, полимеров, соды, азотной кислоты. Сам по себе применяется в медицине, изготовлении холодильной техники;

– красители и т.д.

Азот – не только один из наиболее распространенных химических элементов, но и очень нужный компонент, применяемый во многих отраслях человеческой деятельности.

Чтобы иметь неограниченный источник его получения и обеспечить непрерывность технологических процессов, используют специальное оборудование – генераторы азота, которые позволяют получать данный газ требуемой чистоты.

Что такое азот?

Применение азота

В отличие от кислорода азот не вступает в реакции с другими газообразными веществами. Его атомы сложнее разрываются: им требуется больше энергии для разрушения и взаимодействия с другими веществами, за счет чего обеспечивается инертная среда, необходимая для многих процессов. Благодаря этому качеству, азот применяют в областях, где необходимо исключить реакции быстрого и медленного окисления. Например, при изготовлении электронных плат и полупроводников могут возникать процессы окисления и проявляться в виде коррозии. Другим примером медленного окисления является производство напитков и продуктов питания. В этом случае азот применяют для сохранности внешнего вида продуктов и увеличения сроков их хранения.

Примером быстрого окисления является процесс горения. Как известно, для распространения огня требуется кислород. Чтобы исключить вероятность возникновения пожароопасных ситуаций из резервуаров на промышленных предприятиях удаляют кислород с помощью азота, а также используют его для транспортировки взрывоопасных соединений. Стационарные или мобильные генераторы азота позволяют получать данный газ объемом от 5 до 5 тыс.нм.куб в час при чистоте до 99,95% и эффективно тушить пожары.

Источники получения азота

собственное производство газа в генераторных установках;
аренда емкости и подача азота на месте;
приобретение баллонов с жидким азотом.

инертный газ получается требуемой чистоты,
отсутствуют транспортные расходы на его доставку,
исключаются отходы, вызванные испарением при замене баллонов,
использовать собственное оборудование гораздо безопаснее, чем баллоны под высоким давлением,
постоянный источник азота в требуемом объеме,
обеспечивается непрерывность технологических процессов, и исключаются простои.

оборудование, использующее метод адсорбции при переменном давлении. Получаемый азот имеет очень высокую степень чистоты до 99,999%
генераторы мембранного типа – степень очистки менее 90%.

Генераторы грязного азота

В статье рассмотрены свойства, особенности и области применения азота. Приведены требования по безопасному использованию этого газа.

Азот — наиболее востребованное в промышленности химическое вещество. Оно поставляется в баллонах, безвредное для человека, недорогое.

В зависимости от профиля работы, такой продукт может использоваться как организациями, так и частными лицами. Важно заказывать качественную газовую смесь, закаченную в прошедший освидетельствование баллон, соблюсти условия хранения, температурный режим. Рассмотрим подробнее, где используется азот.

Свойства и особенности технического азота

В атмосфере Земли присутствует большое количество газа. Ученые отмечают, что максимальная концентрация составляет до 78%. Это значительно уменьшает стоимость вещества – азот не дефицитен, его нужно только правильно извлечь и обработать.

Вещество не ядовито, у него нет цвета, вкуса и запаха. Оно отличается малой растворимостью в воде.

Для того чтобы изготовить партию азота, нужно использовать специальные установки. Внутри такого оборудования происходит охлаждение до крайне низкой температуры. На производстве это вещество можно легко отсоединить от других газов – сказывается разница в поведении при нагнетании температуры.

Азот сильно зависит от окружающей среды. При -196ºС он начинает кипеть. При дальнейшем охлаждении до -209,8ºС происходит твердение, консистенция становится похожей на снег.

Азот имеет высокую степень инертности. Однако некоторые его соединения с другими веществами могут быть потенциально опасны для здоровья человека

Широкое распространение такого типа продукции обусловлено важными химическими свойствами:

Окислительные. Когда условия стандартные, вещество вступает во взаимодействие только с мягким щелочным литием. В стандартных температурах плотность составляет 1,2506 кг/м³. При этом вещество не имеет вкуса, запаха и цвета, степень растворимости низкая. Если температура поднимается и в составе есть катализаторы, начинается кипение. Азот становится похож на воду, плотность его устанавливается на границе 808 кг/м³. Важно учитывать, что в таком состоянии вещество может активно поглощать кислород – это потенциально представляет опасность для человека, потому что может создать безвоздушную среду.
Восстановительные. Когда температура начинает превышать отметку в 3000 градусов и при условии наличия кислорода, начинает формироваться оксид. Твердое состояние удается получить при температуре -209,86 °C.

Где используется жидкий азот

Заказчиками поставок такого типа вещества становятся разные категории клиентов. Среди основных отраслей отмечают:

Химия и нефтехимия. Газ подойдет в любом процессе, где требуется создать инертность. При этом исключается контакт с кислородом – поддерживается высокий уровень технологической безопасности. Допускается использование и когда стоит задача поддержания безопасности транспортировки продуктов химической промышленности, нужно изготовить аммиак, выполнить продувание емкостей разного объема, газопроводов. Хорошо показывает себя такое средство в качестве продукта для регенерации катализатора.
Нефтегазовая сфера. Добыча полезных ископаемых редко обходится без использования азота. Он поставляется месторождения. Благодаря нему удается поддерживать стабильный уровень внутрипластового давления, уровень продуктивности скважины становится выше. Также газ подойдет чтобы сформировать подушку, дающую защиту против взрыва и возгорания. При хранении газа и нефти в специальных резервуарах, такое средство помогает стабилизировать давление и поддерживать его на заданном уровне.
Металлургия. Существует множество металлургических процедур, для выполнения которых подойдет такое вещество. К ним относится пайка с применением твердого припоя, цементация, нейтральная закалка, цианирование. Хорошо показывает себя продукт, когда стоит задача выполнить отжиг с параллельным снятием напряжения, охладить экструзионную матрицу, обеспечить равномерное качественное спекание с добавлением порошкового металла.
Фармацевтика. Азот применяется на стадии производства. Это одно из наиболее подходящих для защиты и стабилизации резервуаров с сырьем. В некоторых случаях его также можно применять и для упаковки – внутри создается безопасная среда, исключающая протекание вредных для лекарств процессов.
Производство электроники. Без такого средства было бы невозможно производить электроцепи, полупроводники. Также выполняется эффективная очистка, продувка для поддержания полной чистоты изготовления.

И это только часть сфер применения. Также заказчиками поставок становятся различные предприятия химической промышленности, клиенты, занимающиеся переработкой отходов и другими направлениями бизнеса.

Требования по использованию продукта

Есть ряд стандартных рекомендаций:

Хранение и транспортировка может проводиться под давлением исключительно в диапазоне от 15 до 20 Мпа.
Для транспортировки используются баллоны и специальные емкости, которые производятся из алюминия или легированной стали.
При хранении для поддержания нужной температуры используются сосуды Дьюара. У них предусмотрена изоляция вакуумным методом.

Смесь должна поставляться только производителями, гарантирующими ее соответствие ГОСТ. Емкости регулярно проверяются, проходят освидетельствование, ремонт.

Готовый азот в баллонах должен храниться вдалеке от высоких температур. Выбирается место, где на емкости не будут попадать прямые солнечные лучи.

Читайте также: