Densitat de nitrogen

Nitrogen - element químic del sistema periòdic, designat per les lletres N i que té un nombre de seqüència 7. Hi ha un N2 molècula, que consta de dos àtoms. Aquest producte químic és un gas incolor, inodor i insípid que sigui inert en condicions estàndard. La densitat de nitrogen en condicions normals (a 0 ° C i una pressió de 101,3 kPa) és igual a 1.251 g / dm3. L'element és part de la atmosfera de la Terra en una quantitat de 78,09% del seu volum. Va ser descobert per primera vegada com un component de l'aire metge escocès Daniel Rutherford en 1772.

El nitrogen líquid és un líquid criogènic. A pressió atmosfèrica es bull a - 195,8 ° C. Per tant, es pot emmagatzemar només en gots aïllats, que són dipòsits d'acer per a gasos liquats o flascons Dewar. Només en aquest cas pot ser emmagatzemat o transportat sense cap pèrdua a causa de l'evaporació. Com gel sec (liquat diòxid de carboni, també coneguda com a diòxid de carboni), s'utilitza nitrogen líquid com a refrigerant. A més, s'utilitza per a la crioconservació de la sang, les cèl·lules reproductores (espermatozoides i òvuls), així com altres mostres biològiques i materials. Va exigir, i en la pràctica clínica, per exemple, en la crioteràpia en l'eliminació de quists i berrugues a la pell. densitat nitrogen líquid és igual a 0,808 g / cm3.

Molts compostos industrialment importants com ara àcid nítric, amoníac, nitrats orgànics (explosius, combustibles) i els cianurs comprenen N2. bons extremadament forts nitrogen elemental en la molècula provoca dificultats per a la seva participació en reaccions químiques, és a causa de la seva inèrcia en condicions estàndard (temperatura i pressió). La inclusió d'aquestes raons N2 és de gran importància en molts camps científics i industrials. Per exemple, és necessari per mantenir la pressió situ en l'extracció de petroli o gas. Qualsevol seves aplicacions pràctiques o científiques requereix saber què és la densitat del nitrogen a una pressió i temperatura en particular. De les lleis de la física i la termodinàmica se sap que a volum constant amb un augment de la temperatura s'incrementarà la pressió i la densitat del gas, i viceversa.

Quan i per què és necessari conèixer la densitat del nitrogen? El càlcul d'aquest paràmetre s'utilitza en el disseny dels processos que ocorren usant N2, al laboratori i en la fabricació. Usant el valor conegut de la densitat del gas, és possible calcular la massa d'un volum determinat. Per exemple, se sap que pren el volum de gas en condicions normals de 20 dm3. En aquest cas, és possible calcular el pes: m = 20 • 1251 = 25,02 g Si les condicions diferents de la estàndard, i el volum conegut de N2 en aquestes condicions, primer s'han de trobar (per als directoris), la densitat del nitrogen a una pressió i temperatura definida, i aquest valor es multiplica pel volum ocupat pel gas.

Tals càlculs es duen a terme a la producció en la preparació de balanços de matèria d'unitats de procés. Són necessaris per a la realització de processos tecnològics, la selecció de la instrumentació, el càlcul dels paràmetres tècnics i econòmics, i més. Per exemple, després d'aturar tots els aparells de producció química i els tubs, hauran abans de l'obertura i el terminal per ser reparat purgat amb un gas inert - nitrogen (que és el més barat i més disponible que, per exemple, heli o argó). Típicament, es bufen en una quantitat tal N2, que és diverses vegades el volum de vehicles o canonades, l'única forma d'eliminar del sistema de gasos i vapors inflamables i eliminar una explosió o incendi. La planificació d'una operació de parada abans de la reparació, tècnic, coneixent el volum i la densitat del sistema es buida de nitrogen, N2 calcula la massa, que es requereix per al bufat.

Per simplificar els càlculs, que no requereixen precisió, els gasos reals equivalen a un gas ideal i l'ús de la llei d'Avogadro. Ja que el pes d'1 mol de N2 numèricament igual a 28 grams, i 1 mol de qualsevol volum d'un gas ideal ocupa 22,4 litres, la densitat del nitrogen és igual a 28 / 22,4 = 1,25 grams / litre = 1,25 g / dm3. Aquest mètode és aplicable a trobar ràpidament la densitat per a cada gas, no només N2. Sovint s'utilitza en els laboratoris analítics.