Азот горюч или нет и азот это «мертвый» газ, крайне важный для всех живых существ

Содержание
  1. Опасность для здоровьяПравить
  2. Природный газ
  3. Особенности химического элемента
  4. ПрименениеПравить
  5. Физические свойстваПравить
  6. Правила первой помощи
  7. ЭкологияПравить
  8. Добыча и транспортировкаПравить
  9. Транспортировка природного газа
  10. Сжиженный природный газ
  11. Химические свойства, строение молекулы
  12. Промышленное связывание атмосферного азота
  13. ПолучениеПравить
  14. Нагревание дихромата калия с сульфатом аммония
  15. Реакция воздуха с раскалённым коксом
  16. Пропускание аммиака над оксидом меди (II)
  17. Какие последствия могут быть у отравления азотом
  18. История открытияПравить
  19. ИспользованиеПравить
  20. Особенности влияния азота на организм человека
  21. Как получают азот
  22. Разложение нитрита аммония
  23. Хотите получить консультацию?
  24. Разложение азидов
  25. Перегонка воздуха
  26. Маркировка баллонов с азотом
  27. Химические свойства азота
  28. Физические свойства азота
  29. Азот в природеПравить
  30. Круговорот азота в природе
  31. Токсикология азота и его соединений

Опасность для здоровьяПравить

В обычных условиях азот не токсичен, однако при повышенном атмосферном давлении способен вызывать азотное отравление. Большинство соединений азота представляют сильную опасность для здоровья. Азот относится ко 3-му классу опасности.

  • https://ru.wikipedia.org/wiki/Азот
  • Экологическая химия. В. А. Исидоров

Природный газ

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 января 2023 года; проверки требуют 6 правок.

Приро́дный газ —смесь углеводородов, преимущественно метана, с небольшими примесями других газов, добываемая из осадочных горных пород Земли.

С середины XX века природный газ является важным полезным ископаемым, широко используемым в энергетике как энергоноситель и в крупнотоннажной химии как источник углеводородного сырья для синтеза полимеров и азотных удобрений. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При нормальных (согласно ГОСТ Р 51847-2001) условиях (101,325 кПа и 0 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Особенности химического элемента

Азот относится к списку органогенов. Это значит, что без него невозможна была бы жизнь. Подобный компонент входит в состав аминокислот, белков, нуклеотидов.

Химический элемент активно участвует в обменных процессах в организме. Он содержится в гемоглобине, гормонах, ДНК и нейромедиаторах. Общее содержание в теле человека находится на отметке в 2,5%.

Глядя на такие цифры, у человека может возникнуть резонный вопрос — чем опасен азот, если он постоянно находится рядом с нами? Ответ — в повышенных концентрациях любое химическое вещество представляет угрозу.

Просто гуляя по улице, вы не сможете столкнуться с отравлением газом. Но если окажетесь в помещении, где случалась его утечка, появится реальный риск для жизни.

Еще одна особенность элемента — он быстро вступает в реакции с другими химическими веществами. Среди соединений есть синильная и азотная кислота, аммиак. Они токсичны, могут нанести серьезный вред при вдыхании.

Азот горюч или нет и азот это "мертвый" газ, крайне важный для всех живых существ

ПрименениеПравить

Промышленное применение газообразного азота обусловлено его инертными свойствами. Газообразный азот пожаро- и взрывобезопасен, препятствует окислению, гниению. В нефтедобывающей промышленности газообразный азот применяется для обеспечения безопасного бурения, используется в процессе капитального и текущего ремонта скважин. Кроме того, газообразный азот высокого давления используют в газовых методах повышения нефтеотдачи пласта. В нефтехимии азот применяется для продувки резервуаров и трубопроводов, проверки работы трубопроводов под давлением, увеличения выработки месторождений. В горнодобывающем деле азот может использоваться для создания в шахтах взрывобезопасной среды, для распирания пластов породы, тушения эндогенных пожаров. В производстве электроники азот применяется для продувки областей, не допускающих наличия окисляющего кислорода. Если в процессе, традиционно проходящем с использованием воздуха, окисление или гниение являются негативными факторами, азот может успешно заместить воздух.

Газообразным азотом заполняют камеры шин шасси летательных аппаратов. Кроме того, в последнее время заполнение шин азотом стало популярно и среди автолюбителей, хотя однозначных доказательств эффективности использования азота вместо воздуха для наполнения автомобильных шин нет.

Слабокипящий жидкий азот в металлическом стакане

Жидкий азот применяется как хладагент и для криотерапии.

Большие количества азота используются в коксовом производстве («сухое тушение кокса») при выгрузке кокса из коксовых батарей, а также для «передавливания» топлива в ракетах из баков в насосы или двигатели.

В пищевой промышленности азот зарегистрирован в качестве пищевой добавки E941, как газовая среда для упаковки и хранения, хладагент, а жидкий азот применяется при разливе масел и негазированных напитков для создания избыточного давления и инертной среды в мягкой таре.

Жидкий азот нередко демонстрируется в кинофильмах в качестве вещества, способного мгновенно заморозить достаточно крупные объекты. Это широко распространённое заблуждение. Даже для замораживания цветка необходимо достаточно продолжительное время. Это связано отчасти с весьма низкой теплоёмкостью азота. По этой же причине весьма затруднительно охлаждать, скажем, замки до −196 °C и раскалывать их одним ударом.

Литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20 °C, образует примерно 700 литров газа. По этой причине жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с вакуумной изоляцией открытого типа или криогенных ёмкостях под давлением. На этом же факте основан принцип тушения пожаров жидким азотом. Испаряясь, азот вытесняет кислород, необходимый для горения, и пожар прекращается. Так как азот, в отличие от воды, пены или порошка, просто испаряется и выветривается, азотное пожаротушение — самый эффективный с точки зрения сохранности ценностей механизм тушения пожаров.

Заморозка жидким азотом живых существ с возможностью последующей их разморозки проблематична. Проблема заключается в невозможности заморозить (и разморозить) существо достаточно быстро, чтобы неоднородность заморозки не сказалась на его жизненных функциях. Станислав Лем, фантазируя на эту тему в книге «Фиаско», придумал экстренную систему заморозки азотом, в которой шланг с азотом, выбивая зубы, вонзался в рот астронавта и внутрь его подавался обильный поток азота.

В качестве легирующей добавки к кремнию, образует высокопрочное соединение (керамику) нитрид кремния, обладающее высокой вязкостью и прочностью.

Физические свойстваПравить

Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; приведены при нормальных условиях, если не указано иное):

  • Плотность:
    от 0,68 до 0,85 кг/м3 (сухой газообразный);400 кг/м3 (жидкий).
  • от 0,68 до 0,85 кг/м3 (сухой газообразный);
  • 400 кг/м3 (жидкий).
  • Температура самовоспламенения: 537 °C;
  • Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 4,4 % до 17 % объёмных;
  • Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120—130.

Правила первой помощи

Когда мы рассмотрели признаки отравления оксидом азота, нужно также обратить внимание на методы оказания первой помощи. Главное — быстро среагировать, потому что сам человек не в состоянии себе помочь.

Если вы нашли у кого-то перечисленные симптомы, стоит выполнить несколько основных действий:

  • Исключение контакта с отравляющим веществом. Нужно понять, что человек находился в месте, где велико содержание азота или его токсичных соединений. При этом доступ внутрь должен быть ограничен. Человек может проникать в такое место исключительно с использованием респиратора или специального противогаза.
  • Вызвать скорую помощь. Нужно четко рассказать о симптомах отравления и отметить, что есть вероятность отравления азотом.
  • Обеспечение постоянного притока кислорода. Если под рукой нет маски и специальных емкостей, нужно вынести человека на открытый воздух. При этом одежда, которая мешает дыханию, снимается или ослабляется.

Когда человек приходит в себя, ему нужно обеспечить доступ к обильному питью. Кроме чистой воды, людям в такой ситуации также можно давать сладкий чай.

Важно, чтобы был проведен осмотр специалистом, на основании которого будет сформирован список итоговых рекомендаций. Планируется стационарное лечение, при этом проводится постоянный мониторинг основных жизненных показателей.

Лечение будет направлено на то, чтобы заметно уменьшить концентрацию азота в организме. Применяется кислородная маска, ввод в организм глюкозы.

Если под действием отравляющего вещества сформировался отек легких, применяется дозированное лечение раствором хлорида кальция. При нарушении сердечной деятельности применяется большой список сосудистых средств.

Нужно также помнить о том, что если есть риск возникновения отравления азотом, но при этом симптомы быстро прошли, нельзя отказываться от обращения к специалистам. Таким образом, можно будет получить профессиональную помощь и понять, какое влияние интоксикация уже успела оказать на ваш организм.

Азот горюч или нет и азот это "мертвый" газ, крайне важный для всех живых существ

ЭкологияПравить

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом органического топлива. При его сгорании образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Однако сжигание человечеством огромного количества различных видов топлива, в том числе природного газа, за последние полвека привело к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, который является парниковым газом. Некоторые учёные на этом основании делают вывод об опасности возникновения парникового эффекта и как следствие — потепление климата. В связи с этим в 1997 году был подписан Киотский протокол по ограничению парникового эффекта. По состоянию на 26 марта 2009 года Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов).

Про кислород:  Топ-10 лучших пульсоксиметров - Медтехника и технологии - Статьи - Поиск Лекарств

Добыча и транспортировкаПравить

Природный газ находится в земле на глубине от 1000 м до нескольких километров (сверхглубокой скважиной недалеко от города Нового Уренгоя получен приток газа с глубины более 6000 метров). В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах). Поры соединены между собой микроскопическими каналами — трещинами, по этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине.
Движение газа в пласте подчиняется определённым законам.
Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное; таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение залежи.

Мировая добыча природного газа в 2014 году составляла 3460,6 млрд м3. Лидирующее положение в добыче газа занимают Российская Федерация (в 2005 году объём добычи составил 548 млрд м3) и США (в 2009 году США впервые обогнали Россию не только по объёму добытого газа (624 млрд м3 против 582,3 млрд м3), но и по объёму добычи товарного газа, то есть, идущего на продажу контрагентам; в 2010 году Россия вернула себе лидерство в объёмах добываемого газа, нарастив добычу, США же, напротив, снизили добычу).

Транспортировка природного газа

Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю — химический завод, котельная, ТЭЦ, городские газовые сети. Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём, кроме целевых компонентов (целевыми для различных потребителей являются разные компоненты), также и примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении. Так, пары воды, содержащиеся в газе, при определённых условиях могут образовывать гидраты или, конденсируясь, скапливаться в различных местах (например, изгиб трубопровода), мешая продвижению газа; сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.). Помимо подготовки самого газа, необходимо подготовить и трубопровод. Широкое применение здесь находят азотные установки, которые применяются для создания инертной среды в трубопроводе.

В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,42 м. По мере продвижения газа по трубопроводу он, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, теряет потенциальную энергию, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ обычно дожимается до давления от 55 до 120 атм и затем охлаждается. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостоящи, но тем не менее это наиболее дешёвый с точки зрения начальных вложений и организации способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.

Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры — газовозы, специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных изотермических ёмкостях при температуре от −160 до −150 °С.

Такой метод транспортировки является значительно более экономичным, чем трубопроводный, начиная с расстояний до потребителя сжиженного газа более 2000—3000 км, так как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно-разгрузочные работы, но требует более высоких начальных вложений в инфраструктуру, чем трубопроводный. К его достоинствам относится также тот факт, что сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый.

Есть также и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн. Разрабатывались также проекты транспортировки газа с использованием дирижаблей или в газогидратном состоянии, но эти разработки не нашли применения в силу различных причин.

Сжиженный природный газ

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.

Известны три кристаллические модификации твёрдого азота. В интервале 36,61—63,29 К существует фаза β-N2 с гексагональной плотной упаковкой, пространственная группа P63/mmc, параметры решётки a=3,93 Å и c=6,50 Å. При температуре ниже 36,61 К устойчива фаза α-N2 с кубической решёткой, имеющая пространственную группу Pa3 или P213 и период a=5,660 Å. Под давлением более 3500 атмосфер и температуре ниже 83 K образуется гексагональная фаза γ-N2.

Фазовая диаграмма азота показана на рисунке.

Химические свойства, строение молекулы

Даже при 3000 °C степень термической диссоциации N2 составляет всего 0,1 %, и лишь при температуре около 5000 °C достигает нескольких процентов (при нормальном давлении). В высоких слоях атмосферы происходит фотохимическая диссоциация молекул N2. В лабораторных условиях можно получить атомарный азот, пропуская газообразный N2 при сильном разрежении через поле высокочастотного электрического разряда. Атомарный азот намного активнее молекулярного: в частности, при обычной температуре он реагирует с серой, фосфором, мышьяком и с рядом металлов, например, со ртутью.

Вследствие большой прочности молекулы азота некоторые его соединения эндотермичны (многие галогениды, азиды, оксиды), то есть энтальпия их образования положительна, а соединения азота термически малоустойчивы и довольно легко разлагаются при нагревании. Именно поэтому азот на Земле находится по большей части в свободном состоянии.

Ввиду своей значительной инертности азот при обычных условиях реагирует только с литием:

при нагревании он реагирует с некоторыми другими металлами и неметаллами, также образуя нитриды:

(Нитрид магния)
  (Нитрид бора)

Наибольшее практическое значение имеет нитрид водорода (аммиак) NH3, получаемый взаимодействием водорода с азотом (см. ниже).

В электрическом разряде реагирует с кислородом, образуя оксид азота(II) NO:

Описано несколько десятков комплексов с молекулярным азотом.

Промышленное связывание атмосферного азота

Соединения азота чрезвычайно широко используются в химии, невозможно даже перечислить все области, где находят применение вещества, содержащие азот: это индустрия удобрений, взрывчатых веществ, красителей, медикаментов и прочее. Хотя колоссальные количества азота доступны в прямом смысле слова «из воздуха», из-за описанной выше прочности молекулы азота N2 долгое время оставалась нерешённой задача получения соединений, содержащих азот, из воздуха; большая часть соединений азота добывалась из его минералов, таких, как чилийская селитра. Однако сокращение запасов этих полезных ископаемых, а также рост потребности в соединениях азота заставил форсировать работы по промышленному связыванию атмосферного азота.

Наиболее распространён аммиачный способ связывания атмосферного азота. Обратимая реакция синтеза аммиака:

Она экзотермическая (тепловой эффект 92 кДж) и идёт с уменьшением объёма, поэтому для сдвига равновесия вправо в соответствии с принципом Ле Шателье — Брауна необходимо охлаждение смеси и высокие давления. Однако с кинетической точки зрения снижение температуры невыгодно, так как при этом сильно снижается скорость реакции — уже при 700 °C скорость реакции слишком мала для её практического использования.

В таких случаях используется катализ, так как подходящий катализатор позволяет увеличить скорость реакции без сдвига равновесия. В процессе поиска подходящего катализатора было испробовано около двадцати тысяч различных соединений. По совокупности свойств (каталитическая активность, стойкость к отравлению, дешевизна) наибольшее применение получил катализатор на основе металлического железа с примесями оксидов алюминия и калия. Процесс ведут при температуре 400—600 °C и давлениях 10—1000 атмосфер.

При давлениях выше 2000 атмосфер синтез аммиака из смеси водорода и азота идёт с высокой скоростью и без катализатора. Например, при 850 °C и 4500 атмосфер выход продукта составляет 97 %.

Про кислород:  Требования пожарной безопасности к эксплуатации газовых баллонов

Существует и ещё один, менее распространённый способ промышленного связывания атмосферного азота — цианамидный метод, основанный на реакции карбида кальция с азотом при 1000 °C. Реакция происходит по уравнению:

Реакция экзотермична, её тепловой эффект 293 кДж.

Ежегодно из атмосферы Земли промышленным путём отбирается примерно 1⋅106 т азота.

  • Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — , . — . — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
  • . WebElements. Дата обращения: 5 августа 2010. Архивировано 29 марта 2016 года.
  • Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 58. — 623 с. —
  • ↑ 1 2 3 // Казахстан. Национальная энциклопедия. — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2004. — Т. I. — ISBN 9965-9389-9-7. (CC BY-SA 3.0)
  • ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Рулёв, Александр. Парадоксальный тривиальный азот // Наука и жизнь. — 2019. — № 3. — С. 40—43.
  • Guyton de Morveau L. B., Lavoisier A. L., Berthollet C. L., de Fourcroy A. F. Méthode de nomenclature chimique (фр.). — Paris, 1787. — С. 36.
  • Малина, И. К. Безжизненный ли азот? // Книга для чтения по неорганической химии : Пособие для учащихся — М. : Просвещение, 1975. — Ч. II. — С. 42—52.
  • Фигуровский, Н. А. Азот, Nitrogenium, N (7) // Открытие элементов и происхождение их названий. — М. : Наука, 1970. — 207 с.
  • Chaptal, J. A. Élémens de chimie (фр.). — 1790. — Т. 1. — С. 126.
  • Sur les explications différentes de quelques cas d’Isomérie, par M. A. Boutlerow (фр.) // Bulletin de la Société chimique de Paris, Nouvelle Série. — 1864. — Vol. I. — P. 112.
  • Qian, G.-R. et al. Diverse Chemistry of Stable Hydronitrogens, and Implications for Planetary and Materials Sciences (англ.) //  : journal. — 2016. — . — doi:10.1038/srep25947.
  • Справочник по растворимости / Отв. ред. Кафаров В. В.. — М-Л: Издательство Академии наук СССР, 1961. — Т. 1 Кн. 1. — 960 с.
  • Табл. 17. Окраска и нанесение надписей на баллоны // ПБ 03-576-03 : Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением : Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. — М. : НТЦ «Промышленная безопасность», 2008. — С. 103. — 186 с. — (Серия 03. Документы межотраслевого применения по вопросам промышленной безопасности и охраны недр ; вып. 24).

ПолучениеПравить

В лабораториях его можно получать по реакции разложения нитрита аммония:

Реакция экзотермическая, идёт с выделением 80 ккал (335 кДж), поэтому требуется охлаждение сосуда при её протекании (хотя для начала реакции требуется нагревание нитрита аммония).

Практически эту реакцию выполняют, добавляя по каплям насыщенный раствор нитрита натрия в нагретый насыщенный раствор сульфата аммония, при этом образующийся в результате обменной реакции нитрит аммония мгновенно разлагается.

Выделяющийся при этом газ загрязнён аммиаком, оксидом азота (I) и кислородом, от которых его очищают, последовательно пропуская через растворы серной кислоты, сульфата железа(II) и над раскалённой медью. Затем азот осушают.

Нагревание дихромата калия с сульфатом аммония

Ещё один лабораторный способ получения азота — нагревание смеси дихромата калия и сульфата аммония (в соотношении 2:1 по массе). Реакция описывается уравнениями:

Наиболее чистый азот можно получить разложением азидов металлов:

Реакция воздуха с раскалённым коксом

Так называемый «воздушный», или «атмосферный» азот, то есть смесь азота с благородными газами, получают путём реакции воздуха с раскалённым коксом, при этом образуется так называемый «генераторный», или «воздушный», газ — сырьё для химических синтезов и топливо. При необходимости из него можно выделить азот, поглотив монооксид углерода.

Молекулярный азот в промышленности получают фракционной перегонкой жидкого воздуха. Этим методом можно получить и «атмосферный азот». Также широко применяются азотные установки и станции, в которых используется метод адсорбционного и мембранного газоразделения.

Пропускание аммиака над оксидом меди (II)

Один из лабораторных способов — пропускание аммиака над оксидом меди(II) при температуре ~700 °C:

Аммиак берут из его насыщенного раствора при нагревании. Количество CuO в 2 раза больше расчётного. Непосредственно перед применением азот очищают от примеси кислорода и аммиака пропусканием над медью и её оксидом (II) (~700°C), затем сушат концентрированной серной кислотой и сухой щёлочью.
Процесс происходит довольно медленно, но он того стоит: газ получается весьма чистый.

Какие последствия могут быть у отравления азотом

Есть сразу несколько выраженных примеров того, как негативно влияет на организм человека возникновение интоксикации. Если оказать помощь быстро и профессионально, вероятность того, что на организм будет оказано сильное негативное воздействие, становится значительно меньше. Также будет значительно меньше риск возникновения осложнений.

Среди часто встречающихся поражений есть такие, как:

  • Ухудшение состояния легочных альвеол, ухудшение газообмена.
  • Нарушение работы органов ЖКТ.
  • Сильное поражение дыхательных путей.
  • Ухудшение свертываемости крови.
  • Затруднение работы сердечной мышцы.

Если вы столкнулись с сильным отравлением, нужно будет правильно спланировать и провести длительную терапию. В большинстве случаев, она будет выполняться в стационаре.

Стоит также помнить о важности профилактики. Чтобы не допустить появления сильной интоксикации на производстве, требуется выполнять все требования безопасности. Если вы используете азот внутри баллонов, они должны регулярно проходить профессиональное освидетельствование.

История открытияПравить

Заполнение криоцилиндра жидким азотом из бака

ИспользованиеПравить

У жидкого азота немало сфер применения.

В технике и на производстве:

  • используется для криогенной резки;
  • при глубокой заморозке различных материалов, в том числе органических;
  • для охлаждения различного оборудования и техники;
  • в оверклокинге, для охлаждения компонентов компьютера при экстремальном разгоне;
  • для хранения клеток, органов и тканей при помощи криоконсервации
  • для криодеструкции (разрушения пораженных участков кожи, тканей и органов), например, для удаления бородавок
  • для косметической процедуры «криованна» (воздействие холодом на кожу)

В учебных организациях и музеях интерактивной науки:

Особенности влияния азота на организм человека

Потенциальное опасное влияние азота на организм человека зависит от того, как долго он находится в опасной ситуации, и насколько сильной была концентрация. Токсичность повышается соразмерно вдыхаемому объему.

Внутри организма вещество начинает работать как асфиксант. Это приводит к сильной нехватке воздуха, появлению ощущения удушения. Опасность этого элемента заключается в том, что он стремительно вытесняет кислород. Следствием становится гипоксия, дыхательная недостаточность.

Есть несколько основных вредных проявлений воздействия кислорода на организм. К ним относятся:

  • Поражение центральной нервной системы. Вещество влияет на работу нервных клеток, нарушает их нормальное функционирование. Результатом становится ухудшение когнитивных способностей, рост нагрузки на сердечно-сосудистую и дыхательную системы.
  • Интоксикация организма. Протекает на фоне стремительного растворения в жировой ткани. Это происходит по причине того, что молекулы начинают налипать на клеточные мембраны, замедляют их нормальную работу или же полностью блокируют ее — все зависит от концентрации, особенностей конкретной ситуации.

Исследования о влиянии такого вещества на организм человека связаны с определением концентрации. Так, если внутри помещения общее содержание кислорода составляет от 6 до 7%, то будет достаточно всего несколько вдохов, чтобы в организме оказалось опасное количество азота.

Если вы вдыхаете чистый азот, есть риск летального исхода. Обычно до его наступления достаточно 3-4 минут. Опасность в том, что после первого-второго вдоха человек теряет сознание и уже не может выбраться из помещения своими силами.

Азот горюч или нет и азот это "мертвый" газ, крайне важный для всех живых существ

Во французском языке название нитроген не прижилось, зато в английском, испанском, венгерском и норвежском используется производное от этого слова. В португальском языке в разговорной речи преимущественно используется как название нитрогениу (порт.-браз. , европ. порт. nitrogénio), в научных работах, особенно в Португалии и Макао, преобладает название .

Название «азот», помимо французского и русского, принято в итальянском, турецком и ряде славянских языков, а также во многих языках народов России и бывшего СССР.

Как получают азот

Существует несколько способов получения этого газа. Перечислим самые известные и распространённые.

Разложение нитрита аммония

В лабораториях его получают с помощью реакции разложения NH4NO2 – нитрита аммония.

Для этого в насыщенный подогретый раствор сульфата аммония по капле добавляют насыщенный раствор нитрита натрия. В результате образуется и мгновенно разлагается NH4NO2.

Азот, который выделяется, очищают от кислорода, аммиака и оксида железа. Затем его осушают.

Один из популярных методов – это нагревание смеси сульфата аммония и дихромата калия в пропорции 1:2. Реакцию описывают следующими формулами:

K2Cr2O7 + (NH4)2SO4 ⟶ (NH4)2Cr2O7 + K2SO4
(NH4)2Cr2O7 ⟶ N2↑ + Cr2O3 + 4H2O

Про кислород:  Определить плотность кислорода при давлении 1,3 *10^5 па, если средняя квадратичная скорость его молекул равна 1,4* 10^3 м/с. — Знания.site

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!

+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

В лабораториях применяют следующий способ. Над оксидом двухвалентной меди при 700°C пропускают аммиак. Его берут из нагретого насыщенного раствора. Перед использованием азот очищают от примеси кислорода и аммиака, а после сушат с использованием серной кислоты и сухой щёлочи. Это небыстрый процесс, но результат точно порадует – газ получается очень чистый.

Разложение азидов

Соединение азота и редких газов называют «атмосферный» азот. Его получают при взаимодействии раскалённого кокса и воздуха. Во время реакции выделяется «воздушный» газ, который является сырьём для химических синтезов. С его помощью можно получить необходимый нам элемент.

Перегонка воздуха

В промышленности большое значение имеет стоимость и доступность сырья. Поэтому азот выделяют прямо из воздуха. Для этого используют различные способы, например, фракционную перегонку. Этот метод подходит для получения молекулярного и атмосферного азота. Также часто применяют технологии мембранного и адсорбционного разделения газов.

Маркировка баллонов с азотом

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением баллоны с азотом должны быть только чёрного цвета. Также потребуется нанести коричневую полоску. Надпись выполняют жёлтой краской.

Если обращаться к ГОСТУ, ситуация будет несколько иной. Нанесение полосы уже не будет обязательным условием. Зато необходимо зафиксировать сведения о чистоте газа.

  • https://ru.wikipedia.org/wiki/Азот
  • Химия окружающей среды. Н. В. Гусакова
  • Экологическая химия. В. А. Исидоров

Азот – довольно востребованный газ. Его популярность в различных областях обусловлена уникальными характеристиками.

Химические свойства азота

В свободном состоянии представляет собой двухатомные молекулы N2. Азот проявляет свойства как окислителя, так и восстановителя, поэтому может реагировать и с металлами, и с неметаллами. С кислородом вступает в реакцию только при больших температурах – от 2000°C, на вольтовой дуге. При взаимодействии с водородом образует аммиак. Нет реакции с мышьяком, серой, углеродом.

У азота минимальная реакционная способность. Для взаимодействия нужны жёсткие условия и достаточно активные вещества.

Азот горюч или нет и азот это "мертвый" газ, крайне важный для всех живых существ

Физические свойства азота

Этот газ плохо растворяется в воде при нормальных условиях. У него нет ни цвета, ни запаха. Его плотность –1, 2506 кг/м3.

Элемент становится твердым при снижении температуры до -209,86 °C и образует огромные белые кристаллы или массу, похожую на снег.

В жидком состоянии этот газ похож на воду – он подвижный, не имеет цвета. При взаимодействии с воздухом вытягивает кислород. Его плотность в этом агрегатном состоянии составляет 808 кг/м3.

  • Соединения азота применяют в большом количестве областей:
  • индустрия удобрений;
  • взрывчатые вещества;
  • красители;
  • медикаменты.

Однако из-за высокой прочности молекулы долго не удавалось получить соединения, в которых содержался бы азот из воздуха. Большую часть добывали из минералов, например, чилийской селитры. Снижение запасов ископаемых и увеличение потребности в соединениях азота спровоцировали ускорение работ по промышленному связыванию.

Самыми распространёнными способами стали аммиачный и цианамидный.

Каждый год из атмосферы нашей планеты такими методами отбирают около 1⋅106 т азота.

Азот в природеПравить

Природный азот состоит из двух стабильных изотопов 14N — 99,635 % и 15N — 0,365 %.

Искусственно получены четырнадцать радиоактивных изотопов азота с массовыми числами от 10 до 13 и от 16 до 25. Все они являются очень короткоживущими изотопами. Самый стабильный из них 13N имеет период полураспада 10 мин.

Спин ядер стабильных изотопов азота: 14N — 1; 15N — 1/2.

Азот в форме двухатомных молекул N2 составляет большую часть атмосферы Земли, где его содержание составляет 75,6 % (по массе) или 78,084 % (по объёму), то есть около 3,87⋅1015 т.

Содержание азота в земной коре, по данным разных авторов, составляет (0,7—1,5)⋅1015 т (причём в гумусе — порядка 6⋅1010 т), а в мантии Земли — 1,3⋅1016 т. Такое соотношение масс заставляет предположить, что главным источником азота служит верхняя часть мантии, откуда он поступает в другие оболочки Земли с извержениями вулканов.

Масса растворённого в гидросфере азота, учитывая, что одновременно происходят процессы растворения азота атмосферы в воде и выделения его в атмосферу, составляет около 2⋅1013 т, кроме того, примерно 7⋅1011 т азота содержатся в гидросфере в виде соединений.

Азот является химическим элементом, необходимым для существования животных и растений, он входит в состав белков (16—18 % по массе), аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, гемоглобина и др. В составе живых клеток по числу атомов азота около 2 %, по массовой доле — около 2,5 % (четвёртое место после водорода, углерода и кислорода). В связи с этим значительное количество связанного азота содержится в живых организмах, «мёртвой органике» и дисперсном веществе морей и океанов. Это количество оценивается примерно в 1,9⋅1011 т. В результате процессов гниения и разложения азотсодержащей органики, при условии благоприятных факторов окружающей среды, могут образоваться природные залежи полезных ископаемых, содержащие азот, например, «чилийская селитра» (нитрат натрия с примесями других соединений), норвежская, индийская селитры.

Круговорот азота в природе

Фиксация атмосферного азота в природе происходит по двум основным направлениям: абиогенному и биогенному. Первый путь включает главным образом реакции азота с кислородом. Так как азот химически весьма инертен, для окисления требуются большие количества энергии (высокие температуры). Эти условия достигаются при разрядах молний, когда температура достигает и более. При этом происходит образование различных оксидов азота. Существует также вероятность, что абиотическая фиксация происходит в результате фотокаталитических реакций на поверхности полупроводников или широкополосных диэлектриков (песок пустынь).

Однако основная часть молекулярного азота (около 1,4⋅108 т/год) фиксируется биотическим путём. Долгое время считалось, что связывать молекулярный азот могут только небольшое количество видов микроорганизмов (хотя и широко распространённых на поверхности Земли): бактерии Azotobacter и Clostridium, клубеньковые бактерии бобовых растений Rhizobium, цианобактерии Anabaena, Nostoc и др. Сейчас известно, что этой способностью обладают многие другие организмы в воде и почве, например, актиномицеты в клубеньках ольхи и других деревьев (всего 160 видов). Все они превращают молекулярный азот в соединения аммония (NH4+). Этот процесс требует значительных затрат энергии (для фиксации 1 г атмосферного азота бактерии в клубеньках бобовых расходуют порядка 167,5 кДж, то есть окисляют примерно 10 г глюкозы). Таким образом, видна взаимная польза от симбиоза растений и азотфиксирующих бактерий — первые предоставляют вторым «место для проживания» и снабжают полученным в результате фотосинтеза «топливом» — глюкозой, вторые обеспечивают необходимый растениям азот в усваиваемой ими форме.

Азот в форме аммиака и соединений аммония, получающийся в процессах биогенной азотфиксации, быстро окисляется до нитратов и нитритов (этот процесс носит название нитрификации). Последние, не связанные тканями растений (и далее по пищевой цепи травоядными и хищниками), недолго остаются в почве. Большинство нитратов и нитритов хорошо растворимы, поэтому они смываются водой и, в конце концов, попадают в мировой океан (этот поток оценивается в 2,5—8⋅107 т/год).

Азот, включённый в ткани растений и животных, после их гибели подвергается аммонификации (разложению содержащих азот сложных соединений с выделением аммиака и ионов аммония) и денитрификации, то есть выделению атомарного азота, а также его оксидов. Эти процессы целиком происходят благодаря деятельности микроорганизмов в аэробных и анаэробных условиях.

В отсутствие деятельности человека процессы связывания азота и нитрификации практически полностью уравновешены противоположными реакциями денитрификации. Часть азота поступает в атмосферу из мантии с извержениями вулканов, часть прочно фиксируется в почвах и глинистых минералах, кроме того, постоянно идёт утечка азота из верхних слоёв атмосферы в межпланетное пространство.

Токсикология азота и его соединений

Сам по себе атмосферный азот слишком инертен, чтобы оказывать непосредственное влияние на организм человека и млекопитающих. Тем не менее, при повышенном давлении он вызывает наркоз, опьянение или удушье (при недостатке кислорода); при быстром снижении давления азот вызывает кессонную болезнь.

Многие соединения азота очень активны и нередко токсичны.

Оцените статью
Кислород