NITROGEN, N (лат. Nitrogenium * a. nitrogen; n. Stickstoff; f. azot, nitrogene; i. nitrogeno) нь Менделеевийн үелэх системийн V бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 7, атомын масс 14.0067. 1772 онд Английн судлаач Д.Резерфорд нээсэн.
Азотын шинж чанар
Хэвийн нөхцөлд азот нь өнгөгүй, үнэргүй хий юм. Байгалийн азот нь 14 N (99.635%) ба 15 N (0.365%) гэсэн хоёр тогтвортой изотопоос бүрдэнэ. Азотын молекул нь хоёр атомт; атомууд нь ковалент гурвалсан холбоо NN-ээр холбогддог. Төрөл бүрийн аргаар тодорхойлсон азотын молекулын диаметр нь 3.15-3.53 A. Азотын молекул нь маш тогтвортой байдаг - диссоциацийн энерги 942.9 кЖ / моль.
Молекул азот
Молекулын азотын тогтмолууд: f хайлах - 209.86 ° C, f буцалгах - 195.8 ° C; Хийн азотын нягт 1.25 кг / м3, шингэн азот - 808 кг / м3 байна.
Азотын шинж чанар
Хатуу төлөвт азот нь 1026.5 кг / м 3 нягттай куб а хэлбэр ба 879.2 кг / м 3 нягттай зургаан өнцөгт b хэлбэр гэсэн хоёр өөрчлөлттэй байдаг. Хайлуулах дулаан 25.5 кЖ/кг, ууршилтын дулаан 200 кЖ/кг. Агаартай харьцах шингэн азотын гадаргуугийн хурцадмал байдал 8.5.10 -3 Н/м; диэлектрик тогтмол 1.000538. Усанд азотын уусах чадвар (100 мл H 2 O тутамд см 3): 2.33 (0 ° C), 1.42 (25 ° C) ба 1.32 (60 ° C). Азотын атомын гаднах электрон бүрхүүл нь 5 электроноос бүрдэнэ. Азотын исэлдэлтийн төлөв нь 5-аас (N 2 O 5-д) -3 (NH 3-д) хооронд хэлбэлздэг.
Азотын нэгдэл
Хэвийн нөхцөлд азот нь шилжилтийн металлын нэгдлүүд (Ti, V, Mo гэх мэт) -тэй урвалд орж, нэгдэл үүсгэж, аммиак, гидразин үүсгэдэг. Азот нь харьцангуй бага температурт халаах зэрэг идэвхтэй металлуудтай харилцан үйлчилдэг. Азот нь бусад ихэнх элементүүдтэй өндөр температурт, катализаторын оролцоотойгоор урвалд ордог. N 2 O, NO, N 2 O 5 агуулсан азотын нэгдлүүдийг сайн судалсан. Азот нь зөвхөн өндөр температурт, катализаторын дэргэд C-тэй нийлдэг; энэ нь аммиак NH 3 үүсгэдэг. Азот нь галогентэй шууд харьцдаггүй; Тиймээс бүх азотын галогенийг зөвхөн шууд бус аргаар, жишээлбэл, азотын фтор NF 3 - аммиактай харилцан үйлчлэлээр олж авдаг. Азот нь хүхэртэй шууд нийлдэггүй. Халуун ус азоттой урвалд ороход цианоген (CN) 2 үүсдэг. Энгийн азотыг цахилгаан гүйдэлд өртөх, түүнчлэн агаарт цахилгаан цэнэг алдах үед идэвхтэй азот үүсч болох бөгөөд энэ нь азотын молекул ба атомуудын холимог энергийн нөөц ихтэй байдаг. Идэвхтэй азот нь хүчилтөрөгч, устөрөгч, уур, зарим металлуудтай маш эрч хүчтэй харилцан үйлчилдэг.
Азот бол дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг бөгөөд түүний дийлэнх хэсэг (ойролцоогоор 4.10 15 тонн) чөлөөт төлөвт төвлөрдөг. Жил бүр галт уулын идэвхжил агаар мандалд 2.10 6 тонн азотыг ялгаруулдаг. Азотын багахан хэсэг нь төвлөрдөг (литосфер дахь дундаж агууламж 1.9.10 -3%). Байгалийн азотын нэгдлүүд нь аммонийн хлорид ба янз бүрийн нитрат (сальт) юм. Азотын нитрид нь зөвхөн өндөр температур, даралтад л үүсдэг бөгөөд энэ нь дэлхийн хөгжлийн хамгийн эхний үе шатанд тохиолдож байсан бололтой. Их хэмжээний давсны хуримтлал нь зөвхөн хуурай цөлийн уур амьсгалд байдаг (гэх мэт). Бага хэмжээний тогтмол азот нь (1-2.5%) ба (0.02-1.5%), түүнчлэн гол мөрөн, далай, далай тэнгисийн усанд байдаг. Азот нь хөрсөнд (0.1%), амьд организмд (0.3%) хуримтлагддаг. Азот нь уургийн молекулуудын нэг хэсэг бөгөөд олон байгалийн органик нэгдлүүдийн нэг юм.
Байгаль дахь азотын эргэлт
Байгальд азотын мөчлөг байдаг бөгөөд үүнд биосфер дахь молекулын агаар мандлын азотын цикл, химийн бодисоор холбогдсон азотын агаар мандал дахь цикл, литосфер дахь органик бодисоор булагдсан гадаргуугийн азотын цикл, агаар мандалд буцаж ирдэг. . Аж үйлдвэрийн зориулалттай азотыг өмнө нь байгалийн давсны ордуудаас бүрэн гаргаж авдаг байсан бөгөөд тэдгээрийн тоо дэлхийд маш хязгаарлагдмал байдаг. Натрийн нитрат хэлбэрээр азотын томоохон ордууд Чилид байдаг; давсны үйлдвэрлэл зарим жилүүдэд 3 сая гаруй тонн байсан.
Азот нь үелэх системийн химийн элемент бөгөөд N үсгээр тэмдэглэгдсэн ба серийн дугаар 7. Хоёр атомаас бүрдэх N2 молекул хэлбэрээр оршдог. Энэхүү химийн бодис нь стандарт нөхцөлд идэвхгүй, өнгөгүй, үнэргүй, амтгүй хий юм. Хэвийн нөхцөлд (0 ° C, даралт 101.3 кПа) азотын нягт нь 1.251 г/дм3 байна. Элемент нь түүний эзлэхүүний 78.09% -ийн хэмжээгээр найрлагад ордог. Үүнийг анх 1772 онд Шотландын эмч Даниел Рутерфорд агаарын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон нээжээ.
Шингэн азот нь криоген шингэн юм. Агаар мандлын даралт - 195.8 ° C-т буцалгана. Тиймээс үүнийг зөвхөн тусгаарлагдсан саванд хадгалах боломжтой бөгөөд энэ нь шингэрүүлсэн хийн ган цилиндр юм эсвэл Зөвхөн энэ тохиолдолд ууршилтаас болж ихээхэн алдагдалгүйгээр хадгалах эсвэл тээвэрлэх боломжтой. Хуурай мөстэй адил (шингэрүүлсэн, өөрөөр хэлбэл нүүрстөрөгчийн давхар исэл гэж нэрлэдэг) шингэн азотыг хөргөгч болгон ашигладаг. Үүнээс гадна цус, үр хөврөлийн эс (эр бэлгийн эс, өндөг), түүнчлэн бусад биологийн дээж, материалыг крио хадгалахад ашигладаг. Энэ нь эмнэлзүйн практикт, жишээлбэл, арьсан дээрх уйланхай, үүлийг арилгах крио эмчилгээнд эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Шингэн азотын нягт нь 0.808 г/см3 байна.
Аммиак, органик нитрат (тэсэрч дэлбэрэх бодис, түлш), цианид зэрэг үйлдвэрлэлийн чухал олон нэгдлүүд нь N2 агуулдаг. Молекул дахь элементийн азотын маш хүчтэй холбоо нь химийн урвалд оролцоход хүндрэл учруулдаг бөгөөд энэ нь стандарт нөхцөлд (температур ба даралт) түүний идэвхгүй байдлыг тайлбарладаг. Мөн эдгээр шалтгааны улмаас N2 нь шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэлийн олон салбарт чухал ач холбогдолтой юм. Жишээлбэл, газрын тос, байгалийн хийн олборлолтын үед газар дээр нь даралтыг хадгалах шаардлагатай байдаг. Үүнийг практик эсвэл шинжлэх ухааны хувьд ашиглахын тулд тодорхой даралт, температурт азотын нягт ямар байхыг мэдэх шаардлагатай. Физик ба термодинамикийн хуулиас харахад тогтмол эзэлхүүнтэй үед температур нэмэгдэхийн хэрээр даралт нэмэгдэж, эсрэгээр нь нэмэгддэг.
Азотын нягтыг хэзээ, яагаад мэдэх шаардлагатай вэ? Энэ үзүүлэлтийн тооцоог N2 ашиглан технологийн процессын зураг төсөл боловсруулах, лабораторийн практик, үйлдвэрлэлд ашигладаг. Хийн мэдэгдэж буй нягтыг ашиглан түүний тодорхой эзэлхүүн дэх массыг тооцоолж болно. Жишээлбэл, хий нь ердийн нөхцөлд 20 дм3 эзэлхүүнийг эзэлдэг гэдгийг мэддэг. Энэ тохиолдолд та түүний массыг тооцоолж болно: m = 20. 1.251 = 25.02 г бол нөхцөл нь стандартаас ялгаатай бөгөөд эдгээр нөхцөлд байгаа N2-ийн эзэлхүүн нь мэдэгдэж байгаа бол эхлээд тодорхой даралт, температурт азотын нягтыг олж, дараа нь үржүүлэх шаардлагатай болно. энэ утгыг хийн эзэлхүүнээр илэрхийлнэ.
Технологийн суурилуулалтын материалын балансыг бүрдүүлэхдээ ижил төстэй тооцоог үйлдвэрлэлд хийдэг. Эдгээр нь технологийн процессыг явуулах, багаж хэрэгслийг сонгох, техник, эдийн засгийн үзүүлэлтүүдийг тооцоолох гэх мэт шаардлагатай. Жишээлбэл, химийн үйлдвэрлэлийг зогсоосны дараа бүх төхөөрөмж, дамжуулах хоолойг нээж, засварт гаргахын өмнө инертийн хий - азотоор (жишээлбэл, гелий эсвэл аргонтой харьцуулахад хамгийн хямд бөгөөд хүртээмжтэй) цэвэрлэх шаардлагатай. Дүрмээр бол тэдгээр нь төхөөрөмж эсвэл дамжуулах хоолойн хэмжээнээс хэд дахин их N2-ээр цэвэрлэгддэг бөгөөд энэ нь шатамхай хий, уурыг системээс зайлуулах, дэлбэрэлт, гал гарахаас урьдчилан сэргийлэх цорын ганц арга зам юм. Унтраах засварын өмнө үйл ажиллагааг төлөвлөхдөө технологич нь хоослох системийн хэмжээ, азотын нягтыг мэдэж, цэвэрлэхэд шаардагдах N2 массыг тооцоолно.
Нарийвчлал шаарддаггүй хялбаршуулсан тооцооллын хувьд бодит хий нь хамгийн тохиромжтой хийтэй тэнцүү бөгөөд Авогадрогийн хуулийг хэрэглэнэ. 1 моль N2 масс нь тоон хувьд 28 граммтай тэнцүү бөгөөд аливаа идеал хийн 1 моль нь 22.4 литр эзэлхүүнийг эзэлдэг тул азотын нягт нь: 28/22.4 = 1.25 г/л = 1.25 г/ байна. дм3. Нягтыг хурдан олох энэ аргыг зөвхөн N2 гэлтгүй аливаа хийд ашиглах боломжтой. Энэ нь ихэвчлэн аналитик лабораторид ашиглагддаг.
ТОДОРХОЙЛОЛТ
Азот- металл бус. Ердийн нөхцөлд энэ нь өнгөгүй хий болж өтгөрөх боломжтой шингэн(шингэн азотын нягт 0.808 г/см 3), шингэн хүчилтөрөгчөөс ялгаатай нь шингэн хүчилтөрөгчөөс бага температурт (-195.75 oС) буцалгана.
Хатуу төлөвт энэ нь цагаан талст хэлбэрээр харагдана.
Азот нь усанд муу уусдаг (хүчилтөрөгчөөс муу), харин шингэн хүхрийн давхар исэлд маш сайн уусдаг.
Шингэн азотын молекулын химийн найрлага ба бүтэц
Хэвийн нөхцөлд азот нь N 2 молекулаас бүрдэх өнгөгүй хий юм. Молекул дахь азотын атомуудын хооронд гурвалсан холбоо байдаг бөгөөд үүний үр дүнд түүний молекул нь маш хүчтэй байдаг. Молекул азот нь химийн идэвхгүй, сул туйлширсан байдаг.
Электрон үүл нь сунасан найм хэлбэртэй азотын молекул үүсэхийг авч үзье (Зураг 1). Хоёр азотын атом ойртох үед тэдгээрийн электрон үүлнүүд давхцдаг. Ийм давхцал нь электронууд эсрэг параллель спинтэй үед л боломжтой байдаг. Үүлний давхцлын бүсэд электрон нягтрал нэмэгдэж, үүний үр дүнд атомуудын хоорондох татах хүч нэмэгддэг. Азотын молекул дахь хуваалцсан электрон хосуудын тоо нэгтэй тэнцүү байна (атом бүрээс нэг электрон). Молекул нь ковалент (туйлшгүй) төрлийн холбоо байдаг.
Цагаан будаа. 1. Азотын молекулын бүтэц.
Шингэн азотын химийн шинж чанар, нягтын товч тодорхойлолт
Хэвийн нөхцөлд азот нь химийн идэвхгүй элемент юм; хүчил, шүлт, аммиак гидрат, галоген, хүхэртэй урвалд ордоггүй. Цахилгаан цэнэгийн нөлөөгөөр устөрөгч ба хүчилтөрөгчтэй бага зэрэг урвалд ордог (1, 2). Чийг байгаа тохиолдолд өрөөний температурт лититэй урвалд ордог (3). Халах үед магни, кальци, хөнгөн цагаан болон бусад металлуудтай урвалд ордог (4, 5, 6).
N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 (1);
N 2 + O 2 ↔ 2NO (2);
N 2 + 6Li = 2Li 3 N (3);
N 2 + 3Mg = Mg 3 N_2 (4);
N 2 + 3Ca = Ca 3 N 2 (5);
N 2 + 2Al = 2AlN (6).
Устөрөгч эсвэл хүчилтөрөгчтэй адил азотын фтор ба нүүрстөрөгчийн урвал нь цахилгаан цэнэгийн нөлөөн дор явагддаг.
N 2 + 3F 2 = 2NF 3;
N 2 + 2C↔C 2 N 2.
500-600 хэм хүртэл халаахад азот нь литийн гидрид (7) -тай урвалд ордог боловч температурын хүрээ 300-350 ° C байвал кальцийн карбид (8) -тай урвалд орох боломжтой.
N 2 + 3LiH = Li 3 N + NH 3 (7);
N 2 + CaC 2 = Ca(CN) 2 (8).
Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ
ЖИШЭЭ 1
| Дасгал хийх | Агаар дахь хийн нягт 2.564 байна. 1 литр эзэлхүүнтэй хийн массыг тооцоол (n.s.). |
| Шийдэл | Тухайн хийн массыг ижил эзэлхүүнтэй, ижил температур, ижил даралттай авсан өөр хийн масстай харьцуулсан харьцааг эхний хийн хоёр дахь хийн харьцангуй нягт гэж нэрлэдэг. Энэ утга нь эхний хий хоёр дахь хийнээс хэд дахин хүнд эсвэл хөнгөн болохыг харуулдаг. Хийн молийн масс нь өөр хийтэй харьцуулахад түүний нягтыг хоёр дахь хийн молийн массаар үржүүлсэнтэй тэнцүү байна. Агаарын харьцангуй молекул жинг 29 (агаар дахь азот, хүчилтөрөгч болон бусад хийн агууламжийг харгалзан) авна. Агаар нь хийн холимог учраас "агаарын харьцангуй молекул масс" гэсэн ойлголтыг нөхцөлт байдлаар ашигладаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Дараа нь хийн молийн масс нь дараахтай тэнцүү болно. M хий = D агаар × M (агаар) = 2.564 × 29 = 74.356 г / моль. m(хий) = n(хий) ×M хий. Хийн бодисын хэмжээг олъё: V (хий) = n (хий) × V м ; n(хий) = V(хий) / V м = 1 / 22.4 = 0.04 моль. м(хий) = 0.04 × 74.356 = 2.97 гр. |
| Хариулах | Хийн масс 2.97 гр. |
ТОДОРХОЙЛОЛТ
Ердийн нөхцөлд азот- N 2 молекулаас бүрдэх өнгөгүй хий.
Молекулын хүчтэй холбоо, азотын молекулын жижиг хэмжээ, туйлшралгүй байдал нь молекул хоорондын харилцан үйлчлэл сул байх шалтгаан болдог тул азот нь буцлах, хайлах цэг багатай байдаг.
Азот нь үнэргүй байдаг. Усанд бага зэрэг уусдаг, агаараас арай хөнгөн: 1 литр азотын масс нь 1.25 гр.
Азотын хамгийн чухал тогтмолуудыг дараах хүснэгтэд үзүүлэв.
Хүснэгт 1. Азотын физик шинж чанар ба нягт.
Үндсэн төлөвт байгаа азотын молекул N 2 нь дараах электрон тохиргоотой байна: [σ(2s) 2 ][ [σ * (2s) 2 ][π(2p y) 2 ][π(2p x) 2 ][π( 2p z) 2]. Үндсэн төлөвийн азотын атом нь хосгүй гурван электронтой. Энэ нь азотын валент нь гурав байгааг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч азот нь өдөөгдсөн төлөвөөр тодорхойлогддоггүй ч энэ элемент нь нэгдлүүдэд I, II, IV, V валентыг харуулах чадвартай.
Байгалийн азотын элбэг дэлбэг байдал
Азотыг байгальд энгийн бодис хэлбэрээр олж болно (агаар дахь азотын агууламж -78 (боть)%). Азот нь амьтан, ургамлын организмд амин хүчил, нуклейн хүчил хэлбэрээр байдаг. Байгалийн ашигт малтмалаас Чилийн нитрат (NaNO 3), калийн нитрат (KNO 3) нь үйлдвэрлэлийн чухал ач холбогдолтой юм. Дэлхийн царцдас дахь азотын нийт агууламж (гидросфер ба агаар мандал орно) 0.04% (масс).
Азотын химийн шинж чанар ба нягтын товч тодорхойлолт
Молекулын азот нь маш бага урвалд ордог бөгөөд энэ нь N2 молекулд хүчтэй гурвалсан холбоо, мөн молекулын туйлшралгүй байдагтай холбоотой юм. Үнэн хэрэгтээ азотын молекулын иончлох энерги 1402 кЖ/моль нь аргоны атомын иончлох энергитэй ойролцоо буюу 1520 кЖ/моль, өөрөөр хэлбэл азот нь муу бууруулагч бодис юм;
Молекулын азотын электрон хамаарал нь -3.6 эВ тул тасалгааны температурт зөвхөн лити зэрэг зарим хүчтэй бууруулагч бодисуудтай урвалд ордог. Үйл явц нь тогтворгүй пернитрид Li + N 2 үүсэх замаар нэг электроны бууралтын үе шатаар дамждаг бөгөөд энэ нь урвалын явцад нитрид болж хувирдаг.
6Li + N 2 = 2Li 3 N.
Энгийн бодисоос магнийн нитрид Mg 3 N 2 үүсгэхийн тулд 300 ° C хүртэл халаах шаардлагатай байдаг.
Азотын молекул дахь цахилгаан цэнэгийн үед электрон σ(2p z) орбиталаас π * (2p z) руу шилждэг. Ийм догдолж буй молекулууд хурдан хэвийн байдалдаа орж, шар өнгийн туяа ялгаруулдаг. Заримдаа шүүрэл зогссоны дараа хэдэн минут үргэлжилдэг. Сэтгэл хөдөлсөн төлөвт азот нь маш идэвхтэй байдаг. Үнэн хэрэгтээ цахилгаан цэнэгийн үед хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог.
N 2 + O 2 ↔ 2NO.
Устөрөгчтэй урвал нь катализатор (Fe) байгаа тохиолдолд өндөр температур (400 ° C) ба даралт (200 атм) дээр явагдана.
N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3.
Азот нь хүхэр, галогентэй харьцдаггүй.
Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ
ЖИШЭЭ 1
| Дасгал хийх | Нягтыг тооцоолох a) хүчилтөрөгчийн хувьд; б) азотын хувьд; в) дараах хийн агаараар: устөрөгчийн иодид HI ба азотын исэл (I). |
| Шийдэл |
M r (HI) = A r (H) + A r (I) = 1 + 127 = 128. D агаар (HI) = M r (HI) / M r (агаар) = 128 / 29 = 4.41; D O2 (HI) = M r (HI) / M r (O 2) = 128 / 32 = 4; D N2 (HI) = M r (HI) / M r (N 2) = 128 / 28 = 4.57. M r (N 2 O) = 2 × A r (N) + A r (O) = 2 × 14 + 16 = 28 + 16 = 44. D агаар (N 2 O) = M r (N 2 O) / M r (агаар) = 44 / 29 = 1.52; D O2 (N 2 O) = M r (N 2 O) / M r (O 2) = 44 / 32 = 1.375; D N2 (N 2 O) = M r (N 2 O) / M r (N 2) = 44 / 28 = 1.57. |
| Хариулах | Агаар, хүчилтөрөгч, азот дахь устөрөгчийн иодидын нягт нь 4.41, 4, 4.57; Агаар, хүчилтөрөгч, азот дахь азотын ислийн (I) нягт нь 1.52, 1.375, 1.57 байна. |
ЖИШЭЭ 2
| Дасгал хийх | Нягтыг тооцоолох a) хүчилтөрөгчийн хувьд; б) азотын хувьд; в) дараах хийн агаараар: азотын исэл (IV) ба устөрөгчийн хайлуур жонш HF. |
| Шийдэл | Нэг хийн нөгөө хийн харьцангуй нягтыг тооцоолохын тулд эхний хийн харьцангуй молекул массыг хоёр дахь хийн харьцангуй молекул массад хуваах шаардлагатай. Агаарын харьцангуй молекул жинг 29 (агаар дахь азот, хүчилтөрөгч болон бусад хийн агууламжийг харгалзан) авна. Агаар нь хийн холимог учраас "агаарын харьцангуй молекул масс" гэсэн ойлголтыг нөхцөлт байдлаар ашигладаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. M r (HF) = A r (H) + A r (F) = 1 + 19 = 20. D агаар (HF) = M r (HF) / M r (агаар) = 20 / 29 = 0.69; D O2 (HF) = M r (HF) / M r (O 2) = 20 / 32 = 0.625; D N2 (HF) = M r (HF) / M r (N 2) = 20 / 28 = 0.71. M r (O 2) = 2 × A r (O) = 2 × 16 = 32. M r (N 2) = 2 × A r (N) = 2 × 14 = 28. M r (NO 2) = A r (N) + 2 × A r (O) = 14 + 2 × 16 = 14 + 32 = 46. D агаар (NO 2) = M r (NO 2) / M r (агаар) = 46 / 29 = 1.59; D O2 (NO 2) = M r (NO 2) / M r (O 2) = 46 / 32 = 1.44; D H2 (NO 2) = M r (NO 2) / M r (N 2) = 46 / 28 = 1.64. |
| Хариулах | Агаар, хүчилтөрөгч, азот дахь устөрөгчийн фторын нягт нь 0.69, 0.625, 0.71; Агаар, хүчилтөрөгч, азот дахь азотын ислийн (IV) нягт нь 1.59, 1.44, 1.64 байна. |
Шингэн азот гэдэг нь маш бага температурт -196С (77.35К) 101.3 кПа даралтад шингэн төлөвт байгаа азот N2 бодис юм. Шингэн азотын буцалгах цэгийн даралтаас хамаарах хамаарлыг энд үзүүлэв. Шингэн азот нь өнгөгүй, үнэргүй байдаг. Шингэн азот нь агаарт хүрэхэд хүчилтөрөгчийг шингээж, азот дахь хүчилтөрөгчийн уусмал үүсгэдэг тул хольцын буцалгах цэг аажмаар өөрчлөгддөг.
Шингэн азотын температурыг түүний гадаргуу дээр шаардлагатай вакуум үүсгэснээр -210С (63К) хөлдөх цэг хүртэл бууруулж болно. Шингэн азотын савыг зохих хүчин чадалтай вакуум насосоор шахах замаар вакуумд хүрдэг.
101.3 кПа даралттай шингэн азотын нягт 808 кг/м3 байна. Шингэн азотын нягтын даралтаас хамаарах хамаарлыг энд үзүүлэв.
Шингэн азотыг агаар мандлын агаарыг шингэрүүлэх замаар нэрэх багананд дараа нь ялгах, эсвэл агаар ялгах мембран эсвэл сорбцийн аргаар гаргаж авсан хийн азотыг шингэрүүлэх замаар гаргаж авдаг. Агаар мандлын агаар дахь азотын хийн агууламж 75.6% (массаар) буюу 78.084% (эзэлхүүнээр) байна.
Хүснэгт 1. Шингэн азотын маркуудыг ангилдаг.
| Азотын зэрэг/найрлага | ||||||
| Тусгай цэвэршилт (OSH) | Цэвэршилт нэмэгдсэн | Техникийн | ||||
| 1-р анги | 2-р анги | 1-р анги | 2-р анги | 1-р анги | 2-р анги | |
| Азотын эзлэхүүний хэсэг,%, бага биш | 99,999 | 99,996 | 99,99 | 99,95 | 99,6 | 99,0 |
| Хүчилтөрөгчийн эзлэхүүний хэсэг,%, илүү биш | 0,0005 | 0,001 | 0,001 | 0,05 | 0,4 | 1,0 |
Шингэн азотыг хадгалахын тулд тусгай вакуум дулаалгатай савыг ашигладаг. 50 литрээс бага багтаамжтай шингэн азотыг хадгалах жижиг савыг Дьюар колбо, том хэмжээтэй савыг криоген сав, криоген сав, танк гэж нэрлэдэг. Хадгалах явцад азот нь ууршдаг; Криоген савны хувьд ердийн бүтээгдэхүүний алдагдал өдөрт 1-2%, Дьюар савны хувьд өдөрт 0.2-0.3% байна.
Шингэн азотыг янз бүрийн объектыг хөргөх, хийжүүлэхэд ашигладаг. Шингэн азотыг хийжүүлэх нь хийн азотыг хэрэглэгчдэд хүргэх зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулж чадна. Шингэн азотыг хийжүүлэхийн тулд янз бүрийн өөрчлөлтийн тусгай хийжүүлэгч сав, тусгай цэвэршилттэй азотыг ашигладаг. Техникийн азот нь хөргөхөд хангалттай, учир нь янз бүрийн объектыг хөргөхөд дүрмээр бол азотын цэвэр байдалд тавигдах шаардлага байхгүй. Азотын цэвэр байдал нь түүний доторх хүчилтөрөгчийн түвшинг илэрхийлдэг.
Хүснэгт 2. 20-126К температурт ханасан азотын уурын даралт
| Т, К | p, hPa | Т, К | p, МПа |
| болор дээрх | шингэнээс дээш | ||
| 20,0 | 1.44×10 -10 | 63,15* | 0,0125* |
| 21,2 | 1.47×10 -10 | 64 | 0,0146 |
| 21,6 | 3.06×10 -10 | 66 | 0,0206 |
| 22,0 | 6.13×10 -10 | 68 | 0,0285 |
| 22,5 | 1.59×10 -9 | 70 | 0,0386 |
| 23,0 | 3.33×10 -9 | 72 | 0,0513 |
| 24,0 | 1.73×10 -8 | 74 | 0,0670 |
| 25,0 | 6.66×10 -8 | 76 | 0,0762 |
| 26,0 | 2.53×10 -7 | 77,36** | 0,1013** |
| 26,4 | 4.26×10 -7 | 80 | 0,1371 |
| 30,0 | 3.94×10 -5 | 82 | 0,1697 |
| 37,4 | 1.17×10 -2 | 84 | 0,2079 |
| 40,0 | 6.39×10 -2 | 86 | 0,2520 |
| 43,5 | 1.40×10 -1 | 88 | 0,3028 |
| 49,6 | 3,49 | 90 | 0,3608 |
| 52,0 | 7,59 | 92 | 0,4265 |
| 54,0 | 13,59 | 94 | 0,5006 |
| 56,0 | 23,46 | 96 | 0,5836 |
| 58,0 | 39,19 | 98 | 0,6761 |
| 60,0 | 69,92 | 100 | 0,7788 |
| 62,0 | 98,11 | 102 | 0,8923 |
| 104 | 1,0172 | ||
| 106 | 1,1541 | ||
| 108 | 1,3038 | ||
| 110 | 1,4669 | ||
| 116 | 2,0442 | ||
| 120 | 2,5114 | ||
| 124 | 3,0564 | ||
| 126,2 *** | 3,4000*** | ||
Тайлбар: * - гурвалсан цэг; ** - хэвийн буцалгах цэг; *** - чухал цэг
Хүснэгт 3. Температурын хязгаарт шингэн азотын нягт 63-126К
| Т, К | ρ, кг/м3 |
| 63,15 | 868,1 |
| 70 | 839,6 |
| 77,35 | 807,8 |
| 80 | 795,5 |
| 90 | 746,3 |
| 100 | 690,6 |
| 110 | 622,7 |
| 120 | 524,1 |
| 126,25 | 295,2 |
Хүснэгт 4. Зарим металлыг хөргөх шингэн азотын ойролцоогоор зарцуулалт
| Хөргөгч | Температурын хүрээ металл хөргөлт, К |
Хөргөлтийн зарцуулалт, 1 кг металл тутамд л | ||
| Хөнгөн цагаан | Зэвэрдэггүй ган | Зэс | ||
| Ууршилтын дулааныг ашиглах үед | ||||
| Шингэн азот | 300-аас 77 хүртэл | 1,0 | 0,53 | 0,46 |
| Ууршилтын дулаан, уурын дулааны багтаамжийг ашиглах үед | ||||
| Шингэн азот | 300-аас 77 хүртэл | 0,64 | 0,34 | 0,29 |
Хүснэгт 5. Шингэн азотын үндсэн физик шинж чанар
| Параметр, шинж чанар | Азот | |
| Буцлах цэг, К | 77,36 | |
| Чухал цэг |
|
|
| Гурвалсан цэг |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
| T=300K ба T=4.2K үед хийн энтальпийн зөрүүг ууршилтын дулаанд харьцуулсан харьцаа, Δi/r | 1,2 | |
|
||
| Шингэний диэлектрик тогтмол | 1,434 | |
| Хэвийн нөхцөлд хий (t= 0 °C, p=101.325 кПа) | ||
|
|
|
|
|
|
