Плътност на азота

Азотът е химически елемент на периодичната система, означен с буквата N и имащ сериен номер 7. Той съществува под формата на молекула N2, състояща се от два атома. Това химично вещество е безцветен, без мирис и безвкусен газ, той е инертен при стандартни условия. Плътността на азота при нормални условия (при 0 ° С и налягане 101,3 kPa) е 1,251 g / dm3. Елементът е част от Атмосферата на Земята в размер на 78,09% от обема си. За първи път е открит като компонент на въздуха от шотландския лекар Даниел Ръдърфорд през 1772 г.

Течният азот е криогенна течност. При атмосферно налягане, кипи при температура -195,8 ° С Поради това тя може да се съхранява само в изолирани съдове, които са стоманени цилиндри за втечнени газове или кораби на Девар. Само в този случай може да се съхранява или транспортира без специални загуби поради изпаряване. Подобно на сухия лед (втечнен въглероден диоксид, в противен случай се нарича въглероден диоксид), течен азот се използва като хладилен агент. В допълнение, тя се използва за криоконсервиране на кръв, секс клетки (сперматозоиди и яйца), както и други биологични проби и материали. Тя е в търсенето в клиничната практика, например, при криотерапия при отстраняване на кисти и брадавици по кожата. Плътността на течния азот е 0.808 g / cm3.

Много промишлено важни съединения, като азотна киселина, амоняк, органични нитрати (експлозиви, гориво) и цианиди, съдържат N2. Изключително силните връзки на елементарен азот в молекулата причиняват затруднения за участието си в химическите реакции, което обяснява неговата инертност при стандартни условия (температура и налягане). Включително поради тези причини, N2 е от голямо значение в много научни и производствени области. Например, при извличането на нефт или газ е необходимо да се поддържа под налягане налягане. Всяко от неговите практически или научни приложения изисква да знаете каква ще е плътността на азота при определен натиск и температура. От законите на физиката и термодинамиката е известно, че при постоянен обем с повишаваща се температура налягането ще се увеличи плътност на газа, и обратното.

Кога и защо трябва да познавате плътността на азота? Изчисляването на този показател се използва при проектирането на технологични процеси, които се извършват чрез N2, в лабораторната практика и в производството. Използвайки известна стойност на плътността на газа, е възможно да се изчисли неговата маса в определен обем. Например, е известно, че газът заема обем от 20 dm3 при нормални условия. В този случай е възможно да се изчисли тегло: m = 20 • 1251 = 25,02 г Ако условия, различни от стандарта, и известен обем на N2 при тези условия, първо трябва да намерят (за директории), плътността на азот при определена температура и налягане, и след това умножете тази стойност с обема, заеман от газа.

Подобни изчисления се извършват при производството на материалните баланси на технологичните инсталации. Те са необходими за провеждане на технологични процеси, подбор на инструментариум, изчисляване на технически и икономически показатели и т.н. Например, след спиране на цялото производство апарати и тръби химически трябва преди отваряне и терминала да бъдат поправени продухва с инертен газ - азот (това е най-евтиният и най-достъпно от, например, хелий или аргон). Обикновено те се продухва в такова количество, N2, което е няколко пъти обема на превозни средства или тръбопроводи, единственият начин да се отстрани от системата на запалими газове и пари и премахване на експлозия или пожар. Планиране на операция спиране преди ремонт, техник, знаейки, обема и плътността на системата е изпразнена от азот, N2 изчислява маса, която е необходима за взривяване.

За да се опрости изчисленията, които не изискват точност, реални газове се равняват на идеален газ и да използват закона на Авогадро. Тъй като теглото на един мол от N2 числено равно на 28 грама, и 1 мол на всеки обем на идеалния газ заема 22.4 литра, плътността на азот е равно на 28 / 22.4 = 1,25 грама / литър = 1.25 гр / дм3. Този метод за бързо определяне на плътността е приложим за всеки газ, а не само за N2. Често се използва в аналитични лаборатории.