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氮的存在和制備

銅臭 / 2022-07-25

空氣內(nèi)除約78體積%的單體氮而外，尚含有極微量的、由有機氮化合物在腐爛時所產(chǎn)生的氮和雷雨時所產(chǎn)生的硝酸。在自然界中，大量的無機氮化合物存在的情況不多，只有硝酸鈉存在于若干地區(qū)，特別是智利沿海。氮也以銨鹽、硝酸鹽或亞硝酸鹽的形式存在于所有肥沃的土壤內(nèi)。一切生物都含有氮的有機化合物--蛋白質(zhì)。沒有蛋白質(zhì)就沒有生命，而氮是蛋白質(zhì)的必要粗成部分，因此，氮這個元素對于生命的重要性是顯見的了。

在工業(yè)上氮的大量生產(chǎn)是以空氣為原料，先液化，然后分餾。氧和情氣是工業(yè)制氮的副產(chǎn)品。分餾液態(tài)空氣所制得的氮常舍有少量的氧和微量的情氣。使這種不鈍的氨通過紅娥的銅，即可將氧除去。剩下的情氣對一般工作并無妨礙。

在實驗室內(nèi)加熱亞硝酸銨的濃溶液至約70°0，即可得氮:

NH?NO?=N?↑+ 2H?O

要制得純凈的氮，可將氨氣通過加熱的氧化銅，共作用為

2NH?+3CuO=N?↑+ 3H?O+3Cu

一、氮的性質(zhì)

氮為雙原子分子，它的低沸點表示氮分子的穩(wěn)定性。氮分子內(nèi)原子核間的距離為1.095Å,兩原子是以一個σ鍵和兩個π鍵相結(jié)合的。氮的不活澄性，是由于這種秸構(gòu)的穩(wěn)定性所致。要使這樣的分子分解，必需給子大量的能，因為氮的分解熱為每克分子225.2千卡，比任何其他雙原子分子都高。在高壓放電的影響下，氮分子“活化”了?；罨牡茷榈?，其中的一個或兩個電子被激發(fā)到較高的能層。放電停止后，在一個短時間內(nèi)，活化的氮會發(fā)淡黃色的光，表示活化的分子將多余的能量逐漸放出?；钚缘菀着c磷、硫、鈉等化合，而普通的氮則沒有這種作用。升高溫度也可以增進氮的反應性;在高溫時，氮與許多元素化合生成氮化物。

氮在實驗室內(nèi)常用作為不活潑的保護氣體，以阻止易于氧化的物體在暴露于空氣時被氧所氧化。工業(yè)上在處理揮發(fā)性的易燃液體時，也常采用氮為保護氣體。不過現(xiàn)在氮在工業(yè)上的主要用途是制造氨、硝酸和“石灰氮”。

二、氮氫化合物

氮的電負性較氬為高，故氮與氬化合時,對氮說是還原作用，它表現(xiàn)為負價。氮氫化合物中重要的有下列幾種:(1)氨NH?,它可以與氨離子加合而成銨離子NH??,因而可與酸形成銨鹽;(2)聯(lián)氨(肼)N?H?,它也與酸化合而形成聯(lián)氨鹽;(3)氫迭氮酸HN?,金屬的迭氮化物鹽類。

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