化学反应中,氮气与氩气保护有什么不同

发布时间:2021-01-22 来源:化学酷 阅读:5143

氮气与氩气都是惰性气体!只是氮气没氩气惰,看看他们的性质吧:

氮气物理性质:

单质氮在常况下是一种无色无臭的气体,在标准情况下的气体密度是1.25g·dm-3,氮气在标准大气压下,冷却至-195.8℃时,变成没有颜色的液体,冷却至-209.86℃时,液态氮变成雪状的固体。

氮气在水里溶解度很小,在常温常压下,1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小,在283K时,一体积水约可溶解0.02体积的N2。氮气在极低温下会液化成白色液体,进一步降低温度时,更会形成白色晶状固体。通常市场上供应的氮气都盛于黑色气体瓶中保存。

化学性质

氮气分子的分子轨道式为 ,对成键有贡献的是 三对电子,即形成两个π键和一个σ键。 对成键没有贡献,成键与反键能量近似抵消,它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键N≡N,所以N2分子具有很大的稳定性,将它分解为原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。

氮的用途

氮主要用于合成氨,由此制造化肥、硝酸和炸药等,氨还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。由于氮的化学惰性,常用作保护气体。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。液氨还可用作深度冷冻剂。

氩气

化学性质

氩是单原子不具化学活性的气体。它不会与其它元素或化合物反应。虽然有报道称已经制备出红及其它稀有气体的少数化合物,但可以认为,此种研究只具有科学意义。对所有实际应用来说,每一试图把复化合为常见类型化合物的努力均告失败。这些努力包括用氧化剂和还原剂处理氩。氩之所以很稳定,是由于它的所有电子已完全配对,并且不存在任何成键轨道

氩气是目前工业上应用很广的稀有气体。它的性质十分不活泼,既不能燃烧,也不助燃。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门,对特殊金属,例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢在焊接时,往往用氩作为焊接保护气,防止焊接件被空气氧化或氮化。

在金属冶炼方面,氧、氩吹炼是生产优质钢的重要措施,每炼1t钢的氩气消耗量为1~3m3。此外,对钛、锆、锗等特殊金属的冶炼,以及电子工业中也需要用氩作保护气。

在空气中含有的0.932%的氩,沸点在氧、氮之间,在空分装置上塔的中部含量最高,叫氩馏分。在分离氧、氮的同时,将氩馏分抽出,进一步分离提纯,也可得到氩副产品。对全低压空分装置,一般可将加工空气中30%~35%的氩作为产品获得(最新流程已可将氩的提取率提高到80%以上);对中压空分装置,由于膨胀空气进下塔,不影响上塔的精馏过程,氩的提取率可达60%左右。但是,小型空分装置总的加工空气量少,所能生产的氩气量有限,是否需要配置提氩装置,要视具体情况确定。

氩气为惰性气体,对人体无直接危害。但是,如果工业使用后,产生的废气则对人体危害很大,会造成矽肺、眼部损坏等情况。

虽然是惰性气体,同时也是窒息性气体,大量吸入会产生窒息。生产场所要通风,并且,从事与氩气有关的技术人员,每年定期进行职业病体检,确保身体健康。

氩本身无毒,但在高浓度时有窒息作用。当空气中氩气浓度高于33%时就有窒息的危险。当氩气浓度超过50%时,出现严重症状,浓度达到75%以上时,能在数分钟内死亡。液氩可以伤皮肤,眼部接触可引起炎症

选择

化学中,当然不局限于有机化学了,处于某种目的,比如隔绝氧气,或水汽的目地,需要惰性气体的氛围,比如氮气或氩气。条件好的可以用手套箱,不好的可以用三通系统代替,最简单的可以用三通塞套个气球也可以直接用。反应到底用氮气还是氩气,这个也是有选择的,除了氩气比氮气贵以外,还有化学方面的原因。

高纯氩比高纯氮更惰性。一般的金属有机反应比如Suzuki偶联等在高纯氮下反应就没问题。当有金属或金属有机化合物会和氮气反应时这时就需要用高纯氩,比如金属锂的有关反应就需要在高纯氩下进行,因为氮气会和锂反应。只要你的反应物或产物不和氮气反应,即使文献用氩气,你用氮气也没问题。


关键词:化学反应 氮气 氩气 惰性气体

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