A nitrogén a periodikus kémiai elemerendszer, amelyet N betűvel jelölünk, és amelynek a sorozatszáma 7 van. Az N2 molekula két atomból áll. Ez a kémia színtelen, szagtalan és íztelen gáz, normál körülmények között inert. Normál körülmények között (0 ° C és 101,3 kPa nyomáson) a nitrogén sűrűsége 1,251 g / dm3. Az elem a Föld atmoszférájának része 78,09% -a. Először a skót orvos, Daniel Rutherford 1772-ben felfedezte a levegő komponenseként.
A folyékony nitrogén egy kriogén folyadék. Légköri nyomáson -195,8 ° C hőmérsékleten forrni kezd. Ezért csak elkülönített tartályokban tárolható, amelyek cseppfolyósított gázok vagy Dewar hajók acélhengerei. Csak ebben az esetben tárolható vagy szállítható speciális veszteségek nélkül a párolgás miatt. A szárazjéghez hasonlóan (cseppfolyósított szén-dioxid, más néven szén-dioxid) hűtőfolyadékként folyékony nitrogént használnak. Ezenkívül a vér, a nemi sejtek (spermatozoa és oociták), valamint más biológiai minták és anyagok krioprezervációjára használják. A klinikai gyakorlatban van szükség, például krioterápiában, amikor eltávolítják a cisztákat és a szemölcsöket a bőrön. A folyékony nitrogén sűrűsége 0,808 g / cm3.
Számos iparilag fontos vegyület, példáulsalétromsav, ammónia, szerves nitrátok (robbanóanyagok, üzemanyag) és cianidok tartalmazzák az N2-et. Az elemi nitrogén rendkívül erős kötései a molekulában nehézséget okoznak a kémiai reakciókban való részvételhez, ami a szokásos körülmények között (hőmérséklet és nyomás) közömbös. Ebből kifolyólag az N2 fontos szerepet játszik számos tudományos és termelési területen. Például az olaj vagy a gáz kivonásakor helyben kell tartani az in situ nyomást. Bármely gyakorlati vagy tudományos alkalmazásához szükség van arra, hogy tudjuk, mi lesz a nitrogén sűrűsége egy adott nyomáson és hőmérsékleten. A fizika és a termodinamika törvényeitől ismeretes, hogy egy állandó térfogatú, növekvő hőmérséklet mellett a gáz nyomása és sűrűsége megnő, és fordítva.
Mikor és miért kell ismernie a nitrogén sűrűségét? Számítása ezt a paramétert használjuk tervezésekor lezajló folyamatok alkalmazásával N2, a laboratóriumi és a gyártás. A gázsűrűség ismert értékének felhasználásával lehetőség van tömegének egy bizonyos térfogatra történő kiszámítására. Például ismert, hogy a gáz normál körülmények között 20 dm3 térfogatot foglal el. Ebben az esetben, ez lehet számítani a tömeg: m = 20 • 1,251 = 25,02 g Ha a körülmények más, mint a standard, és az ismert térfogatú N2 ilyen körülmények között, először meg kell találni (könyvtárak), a sűrűsége a nitrogén egy meghatározott nyomáson és hőmérsékleten, és majd ezt az értéket a gáz által elfoglalt térfogattal szorozzuk meg.
Hasonló számításokat végeznek aa technológiai berendezések anyagmérlegének kidolgozása. Ezek elvégzéséhez szükséges technológiai folyamatok, a kiválasztás műszerek, számításának és gazdasági paraméterek, és így tovább. Például, megállás után valamennyi vegyi termelő készülék és a csövek kell megnyitása előtt, és a terminál a javítandó átöblítjük egy inert gázzal - nitrogén (ez a legolcsóbb és a legtöbb hozzáférhető, mint például hélium vagy argon). Jellemző, hogy fújja, olyan mennyiségben, N2, amely többször is a hangerő járművek vagy csővezetékek, az egyetlen módja annak, hogy távolítsa el a rendszerből a gyúlékony gázok és gőzök és megszünteti robbanást vagy tüzet okozhat. Tervezés egy leállítja a műveletet, mielőtt javítás, technikus, mennyiségének ismerete és sűrűsége a rendszer kiürül a nitrogén, N2 kiszámítja tömeg, amely szükséges a fúj.
Azon egyszerűsített számításokhoz, amelyek nem igénylik a pontosságot,A valódi gázok az ideális gázok, és az Avogadro törvényét alkalmazzák. Mivel a tömege 1 mol N2 számszerűen egyenlő a 28 gramm, és 1 mól bármilyen térfogatban egy ideális gáz foglal 22,4 liter, a nitrogén-sűrűsége egyenlő 28 / 22,4 = 1,25 gramm / liter = 1,25 g / dm3. Ez a módszer a sűrűség gyors meghatározására minden gázra vonatkozik, és nem csak az N2-re. Gyakran használják analitikai laboratóriumokban.
</ p>
