گاز نیتروژن
گاز نیتروژن را با نماد N نشان می دهند که در جدول مندلیف وجود دارد. عدد اتمی این عنصر ۷ بوده که به صورت بی رنگ، کره زمین را در برمی گیرد. این عنصر یکی از مهم ترین گاز برای ادامه حیات جانوران می باشد که طی فرایندهایی به پروتئین تبدیل شده و مواد آلی طبیعت را تولید می کند. لازم به ذکر است که از گاز نیتروژن در صنایع برای هوای مواد غذایی بسته بندی شده و همچنین تولید و ساخت فولاد استفاده میشود.
نام نیتروژن از کلمات لاتین( (Niter یاNitrum ))به معنای شوره و (gen) تشکیل شده است و از سال 1790 به بعد به کار برده شد. این اسم تداعی موادی را می کند که دارای ترکیب شوره هستند، مانند جوهر شوره که نام مستعار آن اسید نیتریک (HN03) می باشد. این گاز تقریبا پنجمین رتبه را از نظر حجم تولید در دهه 80 میلادی دارا بوده است که فرآوری آن در مقیاس صنعتی به وسیله تقطیر جزئی هوای مایع مسیر می باشد. این گاز از تجزیه آمونیاک نیز به دست می آید.
گاز نیتروژن بیشتر برای تولیدات باروت و مواد خام بمب TNT بکار برده می شود که ترکیب نیتروژن با عناصر دیگر باعث ایجاد آمونیاک یا آمینواسید و حتی پروتئین خواهد شد. دقت کنید که این گاز تنها در سوخت موشک ها به صورت مایع استفاده می شود که در طبیعت به اسم هوای سوخته معروف است. نیتروژن یک نوع ماده بی رنگ و بی بو می باشد که در قدیم جانوران بر اثر استشمام آن خفه می شدند یا برای خاموش کردن آتش از آن استفاده می کردند.
در صنعت یک نوع فرایندی وجود دارد که باعث می شود گاز نیتروژن را از هوا تفکیک دهند و در صنایع از آن برای بعضی از تولیدات استفاده کنند. در آخر اینکه این نوع گاز کاربرد و کارایی زیادی داشته و برای کره خاکی بسیار مهم و ارزشمند می باشد.
همانطور که گفته شد فرمول شیمیایی گاز نیتروژن، N2 می باشد که انواع آن عبارتند از :
• گاز نیتروژن با خلوص بالا گرید۵
این نوع گاز نیتروژن برای آزمایشگاه ها و صنعت بسیار کاربرد دارد که با خلوص بالای گرید ۵ برای کارهای تحقیقاتی مناسب می باشد. لازم به ذکر است که این نوع گاز با داشتن کم ترین ناخالصی باعث ایجاد خطرات جبران ناپذیری در آزمایشگاه یا کارهای تحقیقاتی خواهد شد.
• گاز نیتروژن صنعتی
این نوع گاز به خاطر اینکه در طبیعت به صورت خنثی ظاهر می شود، کارایی زیادی را برعهده دارد. این گاز نیتروژن صنعتی برای پوشاندن و جلوگیری از اکسیداسیون بسیار کاربرد دارد. دقت کنید که این نوع گاز محیط خنثی را نیز در صنایع ایجاد می کند.
• نیتروژن به صورت مایع
نام دیگر این نوع گاز، ازت بوده که یکی از پرکابردترین و مهم ترین گاز در بین انواع دیگر گازهای نیتروژن به شمار می آید که کارایی زیادی در زمینه های صنعتی دارد و به دلیل داشتن قیمت مناسب و مقرون به صرفه خیلی از صنایع از این گاز برای تولیدات خود استفاده می کنند.
برخی کاربردهای نیتروژن:
نیتروژن کاربرد های فراوانی در صنعت دارد از جمله اینکه در صنایع شیمیایی برای تولید کود، نیتریک اسید، نایلون، رنگ ها و مواد منفجره از آن استفاده می کنند. برای ساخت هر کدام از این محصولات به نیتروژن نیاز است تا با هیدروژن واکنش داده و آمونیاک ساخته شود.
• هوا زدایی:
دقت کنید که برای خارج کردن اکسیژن محیط از این گاز استفاده می کنند که باکتری ها در بین موادغذایی وجود نداشته باشند که در آخر باعث فاسد شدن آن مواد شود. لازم به ذکر است که برای جلوگیری از ایجاد قارچ یا کپک نیز از این گاز از راه هوا زدایی برای مواد غذایی های خود بکار می برند.
• تهیه مواد خوراکی:
در بسیاری از مواد خوراکی ها به منظور خنک نگه داشتن آن ها از این گاز استفاده می کنند مثلا برای سرد و خنک نگه داشتن بستنی ها بایستی از این گاز بکار برده شود تا بستنی آب نشود.
• خاصیت پوششی:
یکی از مهم ترین و کاربردی ترین کارایی این گاز، استفاده از آن برای محافظت و نگه داری بعضی از غذاها برای جلوگیری از ورود اکسیژن به داخل آن ها می باشد. همانطور که می دانید گاز نیتروژن یک عنصر بدون بو و بی رنگ است که به صورت لایه نازک روی غذاها را پوشانده که کیفیت و خواص آن را از بین نبرد.
• صنایع داروئی:
گاز نیتروژن برای صنایع داروئی بسیار مهم می باشد زیرا برای بسته بندی و ذخیره داروها کارایی زیادی دارد که این گاز برای دارو یک عنصر مهم و ضروری می باشد که بایستی مقدار کمی از آن در بسته بندی داروها باشد تا داروها از بین نرود.
• صنعت نفت:
از این گاز برای تفکیک گازهای متنوع در مخزن یا پمپ های صنعت نفت بکار می رود. توجه کنید که این گاز مستقیما با نفت ترکیب نمی شود بلکه در مخازن آن نگه داری و ذخیره می شود.
• خشک کردن حلال اضافی:
این کاربرد برای کارهای تحقیقاتی صنایع استفاده می شود که جزو مهم ترین کابرد به حساب می آید.
• تولیدات فلز
همانطور که می دانید بعضی از فلزها برای حفاظت کردن به گاز نیتروژن نیاز دارد زیرا برای تولید و ساخت فلزی بایستی محیط بدون اکسیژن باشد که فلزات دیگر اکسید نشود.
ویژگی فیزیکی گاز نیتروژن:
• نقطه جوش آن از نوع k بوده که از -۱۹۵ تا ۷۹ درجه ی سانتی گراد است.
• نوع چگالی آن، گرم بر لیتر است.
• نقطه ذوب آن نیز، k بوده که از -۲۱۰ تا ۰۰ درجه ی سانتی گراد می باشد.
• اندازه ی آنتالپی تبخیر آن، ۵.۵۶ کیلو ژول بر مول می باشد.
• ظرفیت حرارتی مولی این گاز، N2 بوده که ژول برمول است.
• اکسایش آن از نوع اکسید قوی است که منفی و مثبت بودن آن برای این گاز بسیار مهم می باشد.
• نوع و اندازه ی الکترونگاتیوی گاز نیتروژن، ۳.۰۴ بوده که از نوع مقیاس پائولینگ است.
• اندازه ی شعاع کووالانسی آن، ۷۱+۱ pm می باشد.
• اندازه ی شعاع واندروالسی گاز نیتروژن، ۱۵۵ pm است.
• دقت کنید که ساختار بلوری گاز از نوع شش گوشه بوده که هر ضلع آن اندازه ی دقیق و معینی دارد.
• رسانندگی گرمایی آن ۲۵.۸۳ در ده به توان ۳ می باشد که واحد آن، وات است.
• شماره ی ثبت سی ای اس گاز نیتروژن یا همان گاز ازت، ۷۷۲۷-۳۷-۹ است.
• اندازه ی سرعت صوت آن حدود ۳۵۳ متر بر ثانیه می باشد که در دمای ۲۷ درجه ی سانتی گراد فعالیت می کند.
• از ایزوتوپ های پایدار تشکیل یافته است که دارای ۷ و ۸ نوترون بوده و با واحد N14 و N15 نشان داده می شود.
• نوع فاز آن در stp، گاز است.
• عدد اتمی آن، ۷ بوده که در گروه ۱۵ جدول مندلیف قرار گرفته است.
• گاز نیتروژن از دوره ی ۲ طراحی شده که نوع بلوک آن p می باشد و از نوع دسته ی نافلزها به شمار می آید.
• این نوع گاز در حالت مایع اندازه ی ۰.۸۰۸ گرم است.
اطلاعات ایمنی گاز نیتروژن:
گاز نیتروژن بدلیل آرایش الکترونی لایه ی آخر، گازی بی اثر و خنثی است اما نیتروژن موجود در آب و خاک و همچنین بخارات متساعد شده از اکسیدهای نیتروژن در محیط زیست به نیترات و نیتریت تبدیل می شود که با هموگلوبین خون واکنش داده و باعث کاهش توانائی خون در انتقال اکسیژن ، کاهش عملکرد غده تیروئید و کمبود ویتامین A می گردد.
هم چنین نیترات و نیتریت تولید شده از گاز نیتروژن یکی از عوامل ایجاد کننده سرطان است.
اگر در یک محیط بسته درصد گاز نیتروژن از یک حد استانداری بالاتر رود باعث کندی در روند اکسیژن رسانی به فرد و در نهایت منجر به خفگی می گردد.
در کار با نیتروژن مایع بدلیل نقطه ی جوش فوق العاده پایین گاز نیتروژن و سرمایش وحشتناکی که از تغییر فاز نیتروژن از مایع به گاز ایجاد می شود می بایست دقت و احتیاط لازم را به کار برد و از دستکش و عینک مخصوص استفاده کرد.
خرید گاز نیتروژن:
گاز نیتروژن معمولا در سیلندرهای 2،5،10،20،40 و 50 لیتری و فشار 150 تا 200 بار به فروش می رسد.
گاز نیتروژن وارداتی در سیلندرهای 50 لیتری به فروش می رسد .
نیتروژن مایع در مخازن کوچکی که به فلاسک و یا دوئر معروف می باشند به فروش می رسد .
مشتریانی که حجم بالائی از گاز نیتروژن را مصرف دارند در قالب تانک اقدام به خرید می کنند.
گاز نیتروژن با خلوص 99.9999% گرید 6 ، 99.9995% گرید 5.5 و 99.999% گرید 5 به فروش می رسد.
استاندارد رنگ سیلندر گاز نیتروژن:
سیلندرهای گاز نیتروژن به رنگ بدنه طوسی و گلوئی مشکی می باشد.
استاندارد شیر سیلندر گازنیتروژن:
سیلندر گاز نیتروژن بدلیل خنثی و بی اثر بودن دارای شیر راست گرد می باشد .
شیر سیلندرهای نیتروژن معمولا DIN6 و یا BS3 است.
