Densitatea azotului

Azot - element chimic al sistemului periodic, desemnate prin literele N și având un număr de secvență 7. Există o moleculă de N2, format din doi atomi. Această substanță chimică este un gaz incolor, inodor și fără gust, este inert în condiții standard. Densitatea azotului în condiții normale (la 0 ° C și o presiune de 101,3 kPa) este egală cu 1,251 g / dm3. Elementul face parte din Atmosfera Pământului în volum de 78,09% din volumul său. A fost descoperit pentru prima dată ca o componentă a aerului de către medicul scoțian Daniel Rutherford în 1772.

Azotul lichid este un lichid criogenic. La presiunea atmosferică, se fierbe la o temperatură de -195,8 ° C Prin urmare, acesta poate fi depozitat numai în vase izolate, care sunt cilindri de oțel pentru gaze lichefiate sau navele din Dewar. Numai în acest caz poate fi depozitat sau transportat fără pierderi speciale datorate evaporării. Ca și gheața uscată (lichefiată dioxid de carbon, altfel numit dioxid de carbon), azotul lichid este utilizat ca agent frigorific. În plus, este utilizat pentru crioconservarea sângelui, a celulelor sexuale (spermatozoizi și ouă), precum și a altor probe și materiale biologice. Este în cerere în practică clinică, de exemplu, în crioterapie atunci când se elimină chisturile și negii pe piele. Densitatea azotului lichid este de 0,808 g / cm3.

Mulți compuși importanți din punct de vedere industrial, cum ar fi acid azotic, amoniac, nitrați organici (explozivi, combustibil) și cianuri, conțin N2. Legăturile extrem de puternice ale azotului elementar din moleculă cauzează dificultăți în participarea la reacțiile chimice, ceea ce explică inerția sa în condiții standard (temperatură și presiune). Inclusiv din aceste motive, N2 are o importanță deosebită în multe domenii științifice și de producție. De exemplu, este necesar să se mențină presiunea in situ atunci când se extrage țiței sau gaz. Oricare dintre aplicațiile sale practice sau științifice necesită cunoașterea densității azotului la o anumită presiune și temperatură. Se știe din legile fizicii și termodinamicii că, la un volum constant cu temperatură în creștere, presiunea va crește și va crește densitatea gazului, și invers.

Când și de ce trebuie să cunoașteți densitatea azotului? Calculul acestui indicator este utilizat în proiectarea proceselor tehnologice care se desfășoară utilizând N2, în practica de laborator și în producție. Folosind o valoare cunoscută a densității gazului, este posibilă calcularea masei sale într-un anumit volum. De exemplu, se știe că gazul ocupă un volum de 20 dm3 în condiții normale. În acest caz, este posibil să se calculeze greutatea: m = 20 • 1,251 = 25,02 g Dacă altele decât cele standard, iar volumul cunoscut N2 în aceste condiții condiții, trebuie să găsească mai întâi (pentru directoare), densitatea de azot la o presiune și temperatură definită și apoi înmulțiți această valoare cu volumul ocupat de gaz.

Calcule similare se efectuează în producția balanțelor materiale ale instalațiilor tehnologice. Ele sunt necesare pentru desfășurarea proceselor tehnologice, selectarea instrumentelor, calcularea indicatorilor tehnici și economici și așa mai departe. De exemplu, după oprirea tuturor aparatelor chimice și de producție conducte trebuie înainte de deschidere și terminalul să fie reparat purjat cu un gaz inert - azot (este cea mai ieftină și mai disponibilă decât, de exemplu, heliu sau argon). De obicei, ele sunt suflate într-o astfel de cantitate N2, care este de mai multe ori volumul de vehicule sau conducte, singura modalitate de a elimina din sistemul de gaze și vapori inflamabili și să elimine o explozie sau un incendiu. Planificarea unei operațiuni de oprire înainte de reparații, tehnician, cunoscând volumul și densitatea sistemului este golit de azot, N2 calculează masa, care este necesară pentru suflare.

Pentru calcule simplificate care nu necesită precizie, gazele reale sunt asimilate cu gazele ideale și se aplică legea lui Avogadro. Deoarece greutatea 1 mol de N2 numeric egală cu 28 de grame și 1 mol de orice volum al unui gaz ideal ocupă 22,4 litri, densitatea azotului este egală cu 28 / 22,4 = 1,25 grame / litru = 1,25 g / dm3. Această metodă de determinare rapidă a densității este aplicabilă pentru orice gaz, și nu numai pentru N2. Este adesea folosit în laboratoarele analitice.