Что такое азот и для чего используется? Газ азот
Азот (N2) по ГОСТ 9293-74
Данное оборудование указано в следующих разделах каталога:
 |
Азот жидкий и газообразный получают из атмосферного воздуха способом глубокого охлаждения. Газообразный азот предназначается для создания инертной атмосферы при производстве, хранении и транспортировке легко окисляемых продуктов, при высокотемпературных процессах обработки металлов, не взаимодействующих с азотом, для консервации замкнутых металлических сосудов и трубопроводов, для других целей. Применяется в аналитической химии в качестве газа-носителя в газовой хроматографии, спектрометрии и т.п. Жидкий азот используется как хладагент. Газообразный азот – относительно инертный по своим свойствам газ без цвета и запаха плотностью 1,25046 кг/м³ при 0 °С и давлении 101,3 кПа. Удельный объем газообразного азота равен 860,4 дм³/кг при давлении около 105 Па и температуре 290 К. Не оказывает опасного влияния на окружающую среду. Нетоксичен, но дыхание в среде с содержанием кислорода менее 19% об. опасно для жизни. Жидкий азот при попадании на кожу и слизистые оболочки вызывает их обморожение и поражение. |
Технические характеристики
| Техническое наименование | Азот газообразный |
| Химическая формула | N2 |
| Номер по списку ООН | 1066 |
| Класс опасности при перевозках | 2.1 |
Физические свойства
| Физическое состояние при нормальных условиях | газ |
| Плотность при нормальных условиях (101,3 кПа, 20 °C), кг/м³ | 1,17 |
| Температура кипения при 101,3 кПа, °С | -195,8 |
| Температура тройной точки и равновесное ей давление °С, мПА | -210 (0,0125) |
| Растворимость в воде | незначительна |
| Пожаро- и взрывоопасность | пожаро-взрывобезопасен |
| Стабильность и химическая активность | Стабильность | стабильный |
| Реакционная способность | инертный газ | |
| Температура воспламенения, °С | с воздухом | |
| с кислородом | ||
| Пределы воспламенения, объемные доли, % газа | с воздухом | |
| с кислородом | ||
| Опасность для человека | ПДК, мг/м³ | |
| Токсическое воздействие | не токсичен | |
| Экологическая опасность | не оказывает влияния на окружающую среду | |
| Средства пожаротушения | применимы любые огнетушащие средства |
Технические характеристики
Азот газообразный и жидкий технический сорт 1 ГОСТ 9293-74 изм. № 3 ИУС 6-91 г.
| Объемная доля азота | не менее 99,6% |
| Кислород | не более 0,4% |
| Водяные пары | не более 0,009% |
| Содержание масла, мех. примесей, влаги (жидкий азот) | отсутствует |
| Содержание водорода и углеводородов | не нормируется |
| Давление при стандартных условиях (газообразный азот) | не менее 15,0 МПа |
Азот особой чистоты
| Объемная доля азота | не менее 99,999% |
| Кислород | не более 0,0005% |
| Водяные пары | не более 0,0007% |
| Содержание масла (газообразный азот) | не определяется |
| Содержание масла, мех. примесей, влаги (жидкий азот) | выдерживает испытания по п. 3.8. |
| Водород | 0,0002% |
| Углеводороды в пересчете на метан | 0,0003% |
Газообразный азот перевозят в стальных баллонах малого и среднего объема (ГОСТ 949-73). Цвет баллона – черный.
Жидкий азот - автотранспортом в специальных цистернах (ГОСТ 17518-79), криогенных сосудах (ГОСТ 16024-79).
granat-e.ru
Что такое азот и для чего используется?
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
После открытия азота (это произошло в 18-м столетии), были хорошо изучены свойства самого вещества, его соединений, возможности использования в хозяйстве. Поскольку запасы азота на нашей планете огромны, данный элемент стал использоваться крайне активно.
Чистый азот применяется в жидком или газообразном виде. Жидкий азот имеет температуру минус 196 градусов по Цельсию и применяется в следующих областях:
— 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;
— азотные удобрения;
— взрывчатые вещества;
— красители и т.д.
Азот – не только один из наиболее распространенных химических элементов, но и очень нужный компонент, применяемый во многих отраслях человеческой деятельности.
www.vseznaika.org
Технический азот и его востребованность в промышленной сфере
Название «azote» имеет французское происхождение и означает «безжизненный», что связано с нейтральными свойствами газа, который весьма инертен и не поддерживает горение. Именно данные характеристики позволили использовать технический азот во многих областях промышленности.
Добывают его из воздуха путем глубокого охлаждения и последующего газоразделения, для чего применяются стационарные или мобильные установки, позволяющие получать необходимый объем вещества.
Интересно, что подобное название химического элемента в основном используется во Франции и странах постсоветского пространства. Тогда как в других частях света он известен как “Нитроген” (лат.nitrogenium), откуда и символ N, используемый в таблице Менделеева.
Нитроген — так называют азот в других странах
Основные характеристики
Помимо инертности, к основным характеристикам технического азота можно отнести не токсичность, а также отсутствие вкуса, запаха и цвета. В природе он наиболее распространен в атмосфере, где концентрация достигает 78% от объема воздуха. Кроме того, это один из главных элементов, которые входят в состав нуклеиновых кислот и белков.
При охлаждении до точки кипения (-196°C) этот газ превращается в бесцветную жидкость, а при -209,8°C образуется твердое снегоподобное вещество. В свободном состоянии данный элемент имеет двухатомную структуру (N2), которая является очень прочной. Поскольку соединения N с другими химическими элементами достаточно легко распадаются при нагревании, на Земле по большей части встречаются молекулы газа в свободной двухатомной форме.
Назначение и область применения
N2 применяется для образования инертной среды в процессе высокотемпературной обработки, хранения и перемещения легко окисляемых материалов, а также для консервации металлических трубопроводов и сосудов. Жидкий раствор используется как хладагент или пропускается через специальное оборудование (газификатор) для газообразования.
Так выглядит жидкий технический азот
Благодаря тому, что данный газ не поддерживает горение, он обеспечивает безопасность работы с материалами, которые легко поддаются воспламенению, и часто применяется в установках пожаротушения. Помимо этого, технический азот позволяет реализовать множество технологических операций в разных сферах промышленности, поэтому имеет востребованность в:
- металлургии;
- химической индустрии;
- нефтегазовой промышленности;
- медицине;
- производстве стекла и электроники;
- обработке отходов;
- упаковке товаров питания и др.
Иногда N2 используется для защитных целей во время сварочного процесса, например, для увеличения коррозионной стойкости в дуплексных сталях. Однако, его применение в качестве защитной среды при сварке имеет некоторые ограничения, поскольку в зоне дуги молекула распадается на отдельные атомы N, взаимодействующие со многими металлами. Поэтому для таких целей чаще используется сварочная смесь или более инертный аргон, о характеристиках которого читайте в статье: газ аргон – химические свойства и сфера применения. А о других технических газах вы можете узнать в этом разделе.
В чем хранится и транспортируется технический азот
Хранение и перевозка газообразного вещества осуществляется в баллонах из стали (ГОСТ 949-73) черного цвета с желтой надписью. Сжиженный газ транспортируется в специальных цистернах или криогенных резервуарах.
На рисунке показаны баллоны для хранения и транспортировки технического азота
До недавнего времени эксплуатация жидкого азота как инертного вещества считалась абсолютно безопасной. Однако, на сегодня известно несколько случаев взрывов резервуаров и оборудования, работающего со сжиженным N2, что вызвано быстрым испарением жидкой фазы и обогащением ее кислородом. Поэтому при эксплуатации житкоазотных сосудов необходимо руководствоваться такими же требованиями, как и при работе с резервуарами с жидким кислородом.
Во время перевозки газообразного состава необходимо избегать ударов и падений сосудов, а также их перегрева. Поскольку внутреннее давление емкости составляет 15-20 Мпа, при сильном ударе или нагреве более 60°C появляется риск разгерметизации или взрыва.
Азотный баллон, как и любая емкость, работающая под давлением, должен периодически подвергаться переаттестации. При этом к качеству и чистоте резервуара предъявляются, как правило, более высокие требования, чем, например, к сосудам, предназначенным для заправки CO2. Кстати, интересную информацию о свойствах и процессе заправки углекислоты можно прочитать в статье: углекислота: где заправить – вопрос не праздный.
Специалист осматривает баллон для его переаттестации
Степень опасности для человека
Несмотря на то, что N2 является нетоксичным и не имеет отрицательного влияния на окружающую среду, для человека его действие может иметь весьма неприятные последствия. Замещая в атмосфере и вытесняя из организма кислород, данный газ работает как удушающий агент. При уменьшении концентрации кислорода в воздухе ниже 19% человек начинает испытывать следующие симптомы:
- учащение дыхания и пульса;
- головокружение;
- чувство тяжести и жара в теле;
- затруднение речи;
- снижение работоспособности;
- возможная потеря сознания.
Поэтому при работе в азотной среде важно придерживаться основных мер безопасности – часто проветривать помещение и контролировать содержание O2.
В компании «Промтехгаз» можно заправить азотные баллоны качественным газом, а также воспользоваться квалифицированным и удобным обслуживанием, в том числе доставкой заправленной тары на объект.
xn--80affkvlgiu5a.xn--p1ai
Азот инертный газ
Инертные газы – это газы главной подгруппы восьмой группы, оболочки s- и p- заполнены полностью. К таким газам относятся: неон, аргон, гелий, ксенон, криптон, радон. Среди них и азот, о котором дальше пойдет речь.
Отличие инертных газов в низкой химической активности (о чем и говорит название). Но все эти газы при особенных условиях образовывают соединения (преимущественно со фтором). Неон и гелий наиболее инертны. Для вступления в реакцию необходимо искусственно ионизировать каждый атом. Слишком активен ксенон и реагирует даже при обычных условиях, отмечая практически все степени окисления. Радон также отличается высокой химической активностью, но в силу радиоактивности быстро распадается, поэтому изучение его химических свойств в большей степени осложнено.
Азот инертный газ, как и другие не ядовит, но если в атмосфере увеличена концентрация инертного газа и соответственно снижена концентрация кислорода, на человека это действует с негативной точки зрения. Возможна потеря сознания, а при утечке аргона известны даже смертельные случаи.
Азот инертный газ широко применяют в такой области как, например, автомобильный сервис и шиномонтаж. Перечислим преимущества:
- азот инертный газ исключает процессы окисления материала шины и дисков.
- уменьшает утечку, если есть незначительные повреждения шины и плотность прилегания к диску невелика.
- уменьшает износ шины и обеспечивает ее равномерность.
- азот инертный газ повышает работоспособность колес при увеличении нагрузок и повышенной температуре.
- повышает плавность и мягкость прохождения неровного покрытия на дорогах. И, как следствие, улучшает управляемость автомобиля.
- улучшает амортизацию колес и снижает нагрузку на подвеску.
- улучшает сцепление колес с дорогой и уменьшает тормозной путь.
- повышает устойчивость прохождения поворотов, при съезде на обочину и в других сложных ситуациях.
Уменьшает шум и вибрации от контакта сцепления с покрытием дороги.
Это еще не полный список плюсов применения азота и только в области шиномонтажа. Почти все отрасли промышленности используют азот в процессе производства.
azotnaya.ru
Азот — газ, окружающий нас повсюду — Благо Дарю
Азо́т — элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 7. Относится к пниктогенам. Обозначается символом N (лат. Nitrogenium). Простое вещество азот — двухатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Один из самых распространённых элементов на Земле. Химически весьма инертен, однако реагирует с комплексными соединениями переходных металлов. Основной компонент воздуха (78,09 % объёма), разделением которого получают промышленный азот (более ¾ идёт на синтез аммиака). Применяется как инертная среда для множества технологических процессов; жидкий азот — хладагент. Азот — один из основных биогенных элементов, входящих в состав белков и нуклеиновых кислот.
В 1772 году азот (под названием «испорченного воздуха») как простое вещество описал шотландский химик Даниэль Резерфорд, он опубликовал магистерскую диссертацию, где указал основные свойства азота (не реагирует со щелочами, не поддерживает горения, непригоден для дыхания). Именно Даниэль Резерфорд и считается первооткрывателем азота. Однако и Резерфорд был сторонником флогистонной теории, поэтому также не смог понять, что же он выделил. Таким образом, чётко определить первооткрывателя азота невозможно.
Название «азо́т» (фр. azote, по наиболее распространённой версии, от др.-греч. ἄζωτος — безжизненный), вместо предыдущих названий («флогистированный», «мефитический» и «испорченный» воздух) предложил в 1787 году Антуан Лавуазье, который в то время в составе группы других французских учёных разрабатывал принципы химической номенклатуры, в том же году это предложение опубликовано в труде «Метод химической номенклатуры».
Физические свойства
При нормальных условиях азот — это бесцветный газ, не имеет запаха, мало растворим в воде (2,3 мл/100 г при 0 °C, 1,5 мл/100 г при 20 °C, 1,1 мл/100 г при 40 °C, 0,5 мл/100 г при 80 °C[9]), плотность 1,2506 кг/м³ (при н. у.).
В жидком состоянии (темп. кипения −195,8 °C) — бесцветная, подвижная, как вода, жидкость. Плотность жидкого азота 808 кг/м³. При контакте с воздухом поглощает из него кислород.
При −209,86 °C азот переходит в твёрдое состояние в виде снегоподобной массы или больших белоснежных кристаллов. При контакте с воздухом поглощает из него кислород, при этом плавится, образуя раствор кислорода в азоте.
Химические свойства
Азот в свобод
xn----7sbbblh9b0av4l.xn--j1amh
Азот газообразный и жидкий - Щекиноазот
При нормальных условиях азот — это бесцветный газ, не имеет запаха, мало растворим в воде
Трудность преобразования N2 в другие соединения и легкость превращения соединений азота в элементарный N2 обуславливают важную роль азота и в природе, и хозяйственной деятельности человека.
Температура кипения - минус 195,8 0С
Температура плавления - минус 210,0 0С
В жидком состоянии – бесцветная, подвижная, как вода, жидкость.
Плотность жидкого азота 808 кг/м³. При контакте с воздухом поглощает из него кислород.
|
Наименование показателя |
Норма для марки газообразногои жидкого азота |
|||||
|
|
особой чистоты |
повышенной чистоты |
технического |
|||
|
|
1-й сорт |
2-й сорт |
1-й сорт |
2-й сорт |
1-й сорт |
2-й сорт |
|
1 Объемная доля азота, %, не менее |
99,999 |
99,996 |
99,99 |
99,95 |
99,6 |
99,0 |
|
2 Объемная доля кислорода, %, не более |
0,0005 |
0,001 |
0,001 |
0,05 |
0,4 |
1,0 |
|
3 Объемная доля водяного пара в газообразном азоте, %, не более |
0,0007 |
0,0007 |
0,0015 |
0,004 |
0,009 |
выдерживает испытание по п. 3.6 ГОСТ 9293-74 |
|
4 Содержание масла в газообразном азоте |
не определяется |
выдерживает испытание по п. 3.7 ГОСТ 9293-74 |
||||
|
5 Содержание масла, механических примесей и влаги в жидком азоте |
выдерживает испытание по п. 3.8 ГОСТ 9293-74 |
|||||
|
6 Объемная доля водорода, %, не более |
0,0002 |
0,001 |
не нормируется |
|||
|
7 Объемная доля суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на СН4, %, не более |
0,0003 |
0,001 |
не нормируется |
|||
Производство
В промышленных масштабах азот получают низкотемпературной ректификацией жидкого воздуха
В химической лаборатории его получают путем обработки водного раствора хлорида аммония с нитритом натрия.
Nh5Cl (водный) + NaNO2 → N2 (г) + NaCl (водный) + 2h3O
Очень чистый азот может быть получен путем термического разложения азида бария или азида натрия.
2NaN3 → 2Na + 3N2
Сферы применения
Промышленные применения газообразного азота обусловлены его инертными свойствами. Газообразный азот пожаро- и взрывобезопасен, препятствует окислению, гниению.
Газообразный азот используется для создания инертной атмосферы при производстве, хранении и транспортировании легко окисляемых продуктов, при высокотемпературных процессах обработки металлов, не взаимодействующих с азотом, для консервации замкнутых металлических сосудов и трубопроводов и других целей.
Кроме того, азот:
- Чистый азот используется в качестве пищевой добавки E941:добавка к консервированным сокам, защитный газ для упаковки мяса и мясных изделий, рыбы, хлебобулочной продукции, различных жиров, склонных к окислению продуктов.
- Используется в недорогих лампах накаливания в смеси с аргоном.
- Используется в некоторых топливных системах самолетов для снижения пожарной опасности.
- Азотом заполняют автомобильные и авиационные шины из-за его инертности, отсутствия влаги или окислительных свойств (такими характеристиками не может похвастать воздух).
- Жидкий азот популярен в качестве хладагента. Помимо всего прочего, он используется в криоконсервации крови, половых клеток, а также других биологических образцов и материалов. Он используется в клинической практике в криотерапии для удаления кисты и бородавок на коже.
Хранить азот следует при температуре 20°C в специальных герметичных баллонах во избежание утечки.
Безопасность
Быстрое выделение газообразного азота в замкнутом пространстве может вытеснить кислород, и, следовательно, существует угроза удушья. Симптомы «отравления» – сонливость, возникающая из-за гипоксии.
Если газ вдыхают при больших парциальных давлениях, то азот начинает действовать в качестве анестезирующего средства. Это может привести к азотному наркозу и временному легкому опьянению (аналогичным действием обладает закись азота – «веселящий газ»).
Азот растворяется в крови и жирах организма. Быстрая декомпрессия может привести к кессонной болезни, когда пузырьки азота образуются в крови, нервах, суставах и других чувствительных или важных областях. Пузырьки других «инертных» газов (за исключением углекислого газа) оказывают аналогичное воздействие, поэтому замена азота в дыхательных газах может предотвратить азотный наркоз, но не мешает развитию декомпрессионной болезни.
Прямой контакт кожи с жидким азотом вызывает серьезные обморожения (криогенные «ожоги»). Нахождение в природе
Азот является важным строительным блоком аминокислот и нуклеиновых кислот, необходимых для жизнедеятельности на Земле. Он составляет 78% атмосферного воздуха (кислород занимает лишь 21%, все остальное – другие газы).
Распад организмов и их отходов может производить небольшое количество нитрата, но большая часть азота в конечном итоге возвращается в атмосферу. Циркуляция азота из атмосферы к органическим соединениям, а затем обратно в атмосферу, называется азотным циклом.
Транспортирование
Жидкий азот – криогенная жидкость, которая условиях атмосферного давления кипит при -195,8 ° C. Если его изолировать в специальные контейнеры (сосуд Дьюара), то транспортировка пройдет без потерь за счет испарения.
Обратите внимание на другие сферы деятельности ОХК"Щекиноазот":
Просмотреть прайс-лист
n-azot.ru
Промышленное использование жидкого и газообразного азота
Благодаря своим характеристикам, позволяющим выполнять качественную сварку любых материалов, азот используется в сборочных производствах уровней Tier 1s и Tier 2s для сварки автомобильных рам, камер глушителей и других деталей. Кроме того, азот играет важную роль при наполнении подушек безопасности.
Азот используется для создания давления и перекачки жидкости по трубопроводам. Его также используют для защиты чувствительных к кислороду материалов от атмосферных воздействий и для удаления летучих органических соединений из технологических потоков.
Азот - основной криогенный газ, применяемый при охлаждении и заморозке продуктов питания. Иммерсионное замораживание в жидком азоте, благодаря его экстремально низкой температуре, является самым быстрым способом поштучного быстрого замораживания продуктов питания. Кроме того, азот играет важную роль для предотвращения порчи, обесцвечивания и появления постороннего привкуса в продуктах в потребительской упаковке.
Азот класса NF используется как криогенный газ для заморозки и консервации крови, тканей и других биологических образцов. В криохирургии и дерматологии с его помощью замораживают и удаляют пораженные ткани. Кроме того, азот используется для заправки некоторых медицинских приборов.
В сталелитейных производствах азот используется в качестве газа-носителя и при продувке. Азот является основным компонентом для предотвращения окисления металлов, а также применяется в процессах термообработки.
В газообразном состоянии азот обычно используется для продувки, передачи давления, смешивания и защиты технологических процессов от притока воды, окисления, распада и загрязнения. Криогенный жидкий азот используется для регулировки температуры охлаждения реакторов и для сохранения биологических образцов.
Азот используется в процессах сварки труб из нержавеющей стали для продувки. Он также используется как вспомогательный газ в лазерной резке и для повышения качества плазменной резки.
www.praxair.ru
