Dusík: k čemu to je?

Vzorec dusíku

Dusík je chemický prvek, atomové číslo 7, atomová hmotnost 14,0067. Volný dusík ve vzduchu (ve formě N molekul2) je 78,09 %. O něco lehčí než vzduch, hustota 1,2506 kg/m3 při nulové teplotě a normálním tlaku. Bod varu -195,8°C. Kritická teplota -147°C a kritický tlak 3,39 MPa. Bezbarvý, bez zápachu a chuti, netoxický, nehořlavý, nevýbušný a nehořlavý plyn v plynném stavu za běžných teplot má vysokou inertnost. Chemický vzorec je N. Za normálních podmínek je molekula dusíku dvouatomová – N2.

Obsah

Historie objevu dusíku

Stále se vedou spory o tom, kdo byl objevitelem. V roce 1772 skotský lékař Daniel Rutherford (Daniel Rutherford) průchodem vzduchu přes žhavé uhlí a poté přes vodný roztok alkálie, získal plyn, který nazval „jedovatý plyn“. Ukázalo se, že hořící tříska vložená do nádoby naplněné plynem zhasne a živá bytost v atmosféře tohoto plynu rychle zemře. Ostatně zážitek s horkou třískou si můžete prohlédnout na videu.

Ve stejné době, britský fyzik Henry Cavendshin (Henry Cavendish), když udělal podobnou zkušenost, dostal N2britský přírodovědec to nazýval „dusivý vzduch“. Joseph Priestley (Joseph Priestley) mu dal jméno „dephlogisticated air“, švédský chemik Carl Wilhelm Scheele (Carl Wilhelm Scheele) – “zkažený vzduch.”

Konečný název „dusík“ dal francouzský vědec Antoine Laurent Lavoisier (Antoine Laurent de Lavoisier).

Dusík je celkem snadno absorbován horkým karbidem vápníku, přičemž vzniká důležitý technický produkt – kyanamid vápenatý, a to již bylo napsáno v článku o výrobě acetylenu z karbidu vápníku.

Způsoby výroby dusíku

Získání N2 v průmyslovém měřítku je založena na jeho výrobě ze vzduchu frakční destilací (viz výroba dusíku).

Druhy dusíku

Kapalný dusík je bezbarvá kapalina bez zápachu s bodem varu -195,8°C při tlaku 101,3 kPa a měrném objemu 1,239 dm 3 /kg při teplotě -195,8°C a tlaku 101,3 kPa. Jako chladivo se používá kapalný dusík. Tekutý dusík může způsobit omrzliny na kůži a poškození očních sliznic. Oxid dusný je bezbarvý plyn nasládlé chuti a slabé příjemné vůně. Vlastnosti tohoto plynu zkoumal anglický chemik Humphrey Davy (Humphry Davy) v roce 1799. Davy, který se zajímal o vliv různých plynů na lidské tělo, je obvykle testoval na sobě. Když se nadýchal oxidu dusného, ​​upadl do rozrušeného stavu doprovázeného smíchem. Pro tyto vlastnosti jej pojmenoval oxid dusný – rajský plyn. Později se zjistilo, že při delším vdechování oxidu dusného dochází ke ztrátě vědomí. Oxid dusný je oxid, který nedává kyseliny, patří mezi nesólotvorné oxidy.

READ
Zdravotní turbo pro pokojové květiny: recenze, návod k použití

Oxid dusný (N2O) nelze získat z plynného kyslíku a N2, vzniká z dusičnanu amonného, ​​který se mírným zahřátím rozloží na oxid dusný a vodu podle reakce:

Plynný dusík je relativně inertní plyn, bezbarvý a bez zápachu, s hustotou 1,25046 kg/m 3 při 0°C a tlaku 101,3 kPa. Měrný objem plynného dusíku je 860,4 dm 3 /kg při tlaku asi 105 Pa a teplotě 20°C.

Na rozdíl od kyslíku, který interaguje s téměř všemi prvky vyskytujícími se v přírodě, plynný dusík se při pokojové teplotě spojuje s jediným prvkem – lithiem, čímž vzniká nitrid lithný:

Ale při vysokých teplotách tvoří řada kovů (titan, molybden atd.) s dusíkem nitridy, které snižují mechanické vlastnosti, a proto se jeho koncentrace v zóně tavení snaží omezit.

Aplikace dusíku

Dusík našel uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích a níže je malý seznam:

  • k vytvoření inertní atmosféry při výrobě, skladování a přepravě snadno oxidovatelných produktů;
  • při vysokoteplotních procesech (například svařování a řezání) zpracování kovů, které neinteragují s dusíkem;
  • pro konzervaci uzavřených kovových nádob a potrubí.

Využití dusíku při svařování

N2 to je inertní vůči mědi a jejím slitinám (nerozpouští se v mědi a nereaguje s ní) ani při vysokých teplotách. Dusík se používá jak v čisté formě, tak jako součást ochranné plynové směsi s argonem Ar (70-90%) + N2 (30-10%) pro svařování mědi a jejích slitin.

Využití dusíku při svařování

Plynný dusík se používá i pro svařování austenitických nerezových ocelí – výhradně jako složka ochranné plynové směsi s argonem.

Nabízí se logická otázka: “Pokud tvoří karbidy, jaký má smysl používat ji pro svařování nerezových ocelí, které obsahují karbidotvorné prvky?”

Jde o to, že i relativně malý obsah N2zvyšuje tepelnou sílu oblouku. Právě kvůli této vlastnosti je nejčastěji využíván ne pro svařování, ale pro řezání plazmou.

Při poloautomatickém svařování nerezové oceli přidání malého množství dusíku do směsi argonu a kyslíku (95-97,5 % Ar, 1 % O21,5-3 % N2) umožňuje dosáhnout jednotné austenitické struktury ve svarech. Když se přidá více než 10 % dusíku, začne vydatná emise kouře, ale to nemá žádný negativní vliv na kvalitu svaru nerezové oceli.

Při poloautomatickém svařování nízkouhlíkových ocelí je obsah N2 ve směsi plynů více než 2 % způsobuje poréznost při svařování v jednom průchodu. koncentrace N2 méně než 0,5 % způsobuje poréznost ve svaru při víceprůchodovém svařování.

READ
Herbicid Hacker: spektrum účinku, návod, rychlost spotřeby

Aplikace Ar směsi s vysokým obsahem N2 pro svařování mědi a jejích slitin způsobuje velký rozstřik kovu svarové lázně.

Škodlivost a nebezpečí dusíku

Dusík je netoxický plyn, ale může působit jako jednoduchý dusivý plyn (dusivý plyn). K udušení dochází, když se hladina kyslíku ve vzduchu sníží o 75 % nebo klesne pod normální koncentraci.

Skladování a přeprava dusíku

Produkují dusík podle GOST 9293 plynný a kapalný. Pro svařování a řezání plazmou používají plyn 1. (99,6 % N2) a 2. (99,0 % N2) odrůd.

Skladuje se a přepravuje ve stlačeném stavu v ocelových lahvích podle GOST 949.

Válce jsou natřeny černou barvou a na horní válcové části mají žlutými písmeny nápis “NITROGEN”.

Co je dusík a k čemu se používá?

Dusík je chemický prvek s atomovým číslem 7. Je to plyn bez zápachu, chuti a barvy.

V zemské atmosféře tak člověk necítí přítomnost dusíku, přitom se ze 78 procent skládá z této látky. Dusík je jednou z nejrozšířenějších látek na naší planetě. Často můžete slyšet, že bez dusíku by na Zemi nebyl život, a to je pravda. Koneckonců, proteinové sloučeniny, které tvoří všechno živé, nutně obsahují dusík.

dusík v přírodě

Dusík se v atmosféře nachází ve formě molekul skládajících se ze dvou atomů. Dusík se kromě atmosféry nachází v zemském plášti a v humusové vrstvě půdy. Hlavním zdrojem dusíku pro průmyslovou výrobu jsou minerály.

V posledních desetiletích, kdy se zásoby nerostných surovin začaly vyčerpávat, však vznikla naléhavá potřeba extrahovat dusík ze vzduchu v průmyslovém měřítku. V současné době je tento problém vyřešen a z atmosféry se těží obrovské objemy dusíku pro potřeby průmyslu.

Role dusíku v biologii, cyklus dusíku

Na Zemi prochází dusík řadou přeměn zahrnujících jak biotické (s životem související), tak abiotické faktory. Z atmosféry a půdy se dusík do rostlin dostává ne přímo, ale prostřednictvím mikroorganismů. Bakterie vázající dusík zadržují a zpracovávají dusík a převádějí ho do formy, kterou rostliny snadno vstřebávají. V těle rostlin dusík přechází do složení komplexních sloučenin, zejména bílkovin.

Podél potravního řetězce se tyto látky dostávají do organismů býložravců a poté predátorů. Po smrti všeho živého se dusík opět dostává do půdy, kde dochází k jeho rozkladu (amonifikaci a denitrifikaci). Dusík je fixován v půdě, minerálech, vodě, vstupuje do atmosféry a kruh se opakuje.

READ
Jak se vypořádat s bramborovým broukem na bramborách lidovými prostředky

Aplikace dusíku

Co je dusík a k čemu se používá?

Po objevení dusíku (stalo se tak v 18. století) byly dobře prozkoumány vlastnosti samotné látky, jejích sloučenin a možnosti využití v ekonomice. Vzhledem k tomu, že zásoby dusíku na naší planetě jsou obrovské, byl tento prvek používán velmi aktivně.

Čistý dusík se používá v kapalné nebo plynné formě. Kapalný dusík má teplotu minus 196 stupňů Celsia a používá se v následujících oblastech:

v lékařství. Kapalný dusík se používá jako chladivo při kryoterapeutických procedurách, tedy léčbě chladem. Bleskové zmrazení se používá k odstranění různých novotvarů. Vzorky tkání a živé buňky (zejména spermie a vajíčka) jsou skladovány v kapalném dusíku. Nízká teplota umožňuje uchovat biomateriál po dlouhou dobu a poté rozmrazit a použít.

Schopnost uchovat celé živé organismy v kapalném dusíku a v případě potřeby je bez újmy rozmrazit, vyjádřili autoři sci-fi. Ve skutečnosti však tato technologie ještě nebyla zvládnuta;

v potravinářském průmyslu kapalný dusík se používá při plnění kapalin k vytvoření inertní atmosféry v nádobách.

Obecně se dusík používá v aplikacích, kde je potřeba plynné médium bez kyslíku, např.

v hašení požárů. Dusík vytlačuje kyslík, bez kterého nejsou podporovány spalovací procesy a oheň uhasíná.

Plynný dusík našel uplatnění v následujících odvětvích:

výroba potravin. Dusík se používá jako médium inertního plynu k udržení čerstvosti balených potravin;

v ropném průmyslu a těžbě. Potrubí a nádrže jsou proplachovány dusíkem, který je vstřikován do dolů, aby se vytvořilo plynové prostředí odolné proti výbuchu;

ve stavbě letadel pneumatiky podvozku jsou huštěny dusíkem.

Vše výše uvedené platí pro použití čistého dusíku, ale nezapomeňte, že tento prvek je surovinou pro výrobu hmoty různých sloučenin:

– čpavek. Mimořádně žádaná látka s obsahem dusíku. Amoniak se používá k výrobě hnojiv, polymerů, sody, kyseliny dusičné. Sám o sobě se používá v lékařství, výrobě chladicích zařízení;

Co je dusík a k čemu se používá?

Dusík je nejen jedním z nejrozšířenějších chemických prvků, ale také velmi potřebnou složkou využívanou v mnoha odvětvích lidské činnosti.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: