Gustoća dušik

Dušik - kemijski element periodičkog sistema, označeni slovima N i koji ima sekvencu broj 7. Tu je molekula N2, koji se sastoji od dva zajednička atoma. To kemijski je bezbojan, bez mirisa i okusa plin koje je inertno pod standardnim uvjetima. Gustoća dušika pod normalnim uvjetima (na 0 ° C i uz tlak od 101,3 kPa) jednak 1.251 g / dm3. Element je dio zemljine atmosfere u iznosu od 78.09% od volumena. To je prvi put otkrivena kao sastavni dio zraka škotski liječnik Daniel Rutherford u 1772.

Tekući dušik je kriogeni tekućina. Pod atmosferskim tlakom, na provri - 195,8 ° C Dakle, može se skladištiti samo u izoliranim posudama, koje su čelični spremnici za tekući plinovi ili Dewar boce. Samo u tom slučaju može se skladištiti ili transportirati bez gubitaka uslijed isparavanja. Kao suhi led (tekući ugljični dioksid, takozvanu ugljičnog dioksida), tekući dušik se koristi kao rashladno sredstvo. Osim toga, koristi se za zamrzavanja krvi, spolnih stanica (spermija i jaja), kao i drugih bioloških uzoraka i materijala. On je zahtijevao, te u kliničkoj praksi, na primjer, u krioterapija u uklanjanju ciste i bradavice na koži. Tekući dušik gustoće jednak 0,808 g / cm3.

Mnogi industrijski važnih spojeva, kao što su nitratna kiselina, amonijak, organskim nitratima (eksploziva, goriva) i cijanida sadrže N2. Izrazito jake veze elementarnom dušik u molekuli uzrokuje poteškoće za sudjelovanje u kemijskim reakcijama, to je zbog inercije, pod standardnim uvjetima (temperatura i tlak). Uključujući tih razloga N2 je od velike važnosti u mnogim znanstvenim i industrijskim područjima. Na primjer, potrebno je održavati in situ tlakom u vađenje nafte ili plina. Bilo njegove praktične ili znanstvene primjene zahtijeva da znaju što je gustoća dušika na određenom tlaku i temperaturi. Od zakonima fizike i termodinamike se zna da je u stalnom volumenu s povećanjem temperature će povećati pritisak i gustoću plina, i obrnuto.

Kada i zašto trebamo znati gustoću dušika? Proračun ovog parametra koristi se prilikom dizajniranja procesa koji se zbivaju korištenjem N2, u laboratoriju i proizvodnji. Koristeći poznate vrijednosti gustoće plina, moguće je izračunati masu određenog volumena. Na primjer, poznato je da uzima volumen plina pod normalnim uvjetima 20 dm3. U tom slučaju, moguće je izračunati težinu: m = 20 • 1.251 = 25,02 g Ako uvjeti osim standarda, i poznatog volumena N2 pod tim uvjetima, to mora najprije naći (na vodi), gustoća dušikom na definiranom tlaka i temperature, i ova vrijednost se potom pomnoži volumen koji zauzima plin.

Ti izračuni provedeni su na proizvodnju u pripremi materijala stanja procesnih jedinica. Oni su potrebni za vođenje tehnoloških procesa, izbor instrumentacije, izračun tehničkih i ekonomskih parametara, i još mnogo toga. Na primjer, nakon prestanka svih aparata za difuziju kemikalije i proizvodnju cijevi mora prije otvaranja i terminala koja se popravlja pročišćena s inertnim plinom - dušik (to je najjeftinije i većina dostupna od, na primjer, argon ili helij). Tipično, oni upuhuju takva količina N2, koja je nekoliko puta veća od volumena vozila ili cjevovoda, jedini način da se ukloni iz sustava zapaljivih plinova i para i eliminirati eksploziju ili požar. Planiranje zaustavljanja rada prije nego popravak, tehničar, znajući volumen i gustoću sustava prazni dušika, N2 izračunava masu, koji je potreban za puhanje.

Kako bi se pojednostavio izračune koji ne zahtijevaju preciznost, realne plinove ravnati idealnom plinu i koristiti Avogadrov zakon. Od težine 1 mol N2 numerički jednaka 28 grama, i 1 mol bilo volumena idealnog plina zauzima 22,4 litara, gustoća dušik je jednako 28 / 22,4 = 1,25 g / l = 1,25 g / dm3. Ova se metoda primjenjuje za brzo pronaći gustoća za svaku plin, ne samo N2. Često se koristi u analitičke laboratorije.