Gostota dušika

Dušik je kemični element periodičnega sistema, označen s črko N in ima serijsko številko 7. Obstaja v obliki molekule N2, sestavljene iz dveh atomov. Ta kemikalija je brezbarvna, brez vonja in brez okusa plin, je inertna pod standardnimi pogoji. Gostota dušika pri normalnih pogojih (pri 0 ° C in tlaku 101,3 kPa) znaša 1,251 g / dm3. Element je del Zemljino vzdušje v višini 78,09% njenega obsega. Leta 1772 je bil škotski zdravnik Daniel Rutherford najprej odkril kot sestavni del zraka.

Tekoči dušik je kriogena tekočina. Pri atmosferskem tlaku se vre pri temperaturi -195,8 ° C Zato se lahko shranjuje le v izoliranih posodah, ki so jeklene valje za utekočinjene pline ali plovila Dewar. Samo v tem primeru se lahko zaradi izhlapevanja skladišči ali prevaža brez posebnih izgub. Tako kot suhi led (utekočinjen ogljikov dioksid, drugače imenovani ogljikov dioksid), se kot hladilno sredstvo uporablja tekoči dušik. Poleg tega se uporablja za krioprezervacijo krvi, spolnih celic (semenčic in jajc), pa tudi drugih bioloških vzorcev in materialov. V klinični praksi se zahteva, na primer, pri krioterapiji pri odstranjevanju cist ali bradavic na koži. Gostota tekočega dušika je 0,808 g / cm3.

Veliko industrijsko pomembnih spojin, kot so dušikova kislina, amoniak, organski nitrati (eksplozivi, gorivo) in cianidi, vsebujejo N2. Izjemno močne vezi elementarnega dušika v molekuli povzročajo težave pri njeni udeležbi v kemičnih reakcijah, kar pojasnjuje njegovo inertnost pri standardnih pogojih (temperatura in tlak). Vključno s temi razlogi je N2 zelo pomemben na številnih znanstvenih in proizvodnih področjih. Na primer, pri ekstrakciji nafte ali plina je treba vzdrževati pritisk na kraju samem. Za vsako praktično ali znanstveno uporabo je potrebno vedeti, kakšna bo gostota dušika pri določenem tlaku in temperaturi. Iz zakonov fizike in termodinamike je znano, da se pri stalni prostornini s povečano temperaturo tlak poveča in gostota plina, in obratno.

Kdaj in zakaj morate poznati gostoto dušika? Izračun tega parametra se uporabljajo pri oblikovanju procesov, ki se pojavljajo z uporabo N2, v laboratoriju in v predelovalnih dejavnostih. Z uporabo znane vrednosti gostote plina je mogoče izračunati njeno maso v določeni količini. Na primer, znano je, da plin zaseda prostornino 20 dm3 v normalnih pogojih. V tem primeru je mogoče izračunati maso: m = 20 • 1251 = 25,02 g Če razen standarda, in znani prostornini N2 pod temi pogoji pogoji, je treba najprej najti (imenikov), gostoto dušika pri določenem tlaku in temperaturi, ter potem pomnožite to vrednost s količino, ki jo zaseda plin.

Podobni izračuni se izvajajo pri izdelavi materialnih bilanc tehnoloških instalacij. So potrebne za izvajanje tehnoloških procesov, izbor instrumentacije, izračun tehničnih in ekonomskih parametrov, in še več. Na primer, po ustavi aparat in cevi za proizvodnjo kemičnega morajo pred odpiranjem in terminalom treba popraviti čistimo z inertnim plinom - dušik (to je najcenejša in najbolj voljo kot, na primer, helij ali argon). Značilno je, da so pihano v taki količini, N2, ki je večkrat obseg vozil ali cevovodov, edini način za odstranitev iz sistema vnetljivih plinov in par ter odpravljanje eksplozijo ali požar. Načrtovanje začudenjem operacijo pred popravilo, tehnik, vedoč, obseg in gostoto sistema izprazni dušik, N2 izračuna maso, ki je potrebna za piha.

Da bi poenostavili izračune, ki ne zahtevajo natančnost, realni plini enačijo idealnega plina in uporabo Avogadrovo zakon. Ker maso 1 mol N2 številčno enaka 28 gramov in 1 mol koli volumna idealnega plina zavzema 22,4 litrov, gostota dušik enak 28 / 22,4 = 1,25 g / liter = 1,25 g / dm3. Ta metoda hitrega določanja gostote se uporablja za vsak plin, in ne le za N2. Pogosto se uporablja v analitskih laboratorijih.