Gustoća dušika

Dušik je kemijski element periodičkog sustava, označen slovom N i koji ima serijski broj 7. Postoji u obliku molekule N2, koja se sastoji od dva atoma. Ova kemikalija je bezbojna, bez mirisa i bez okusa, inertna pod standardnim uvjetima. Gustoća dušika u normalnim uvjetima (pri 0 ° C i tlaku 101,3 kPa) iznosi 1,251 g / dm3. Element je dio Zemljina atmosfera

Tekući dušik je kriogenska tekućina. Pri atmosferskom tlaku, kuha pri temperaturi od -195.8 ° C. Stoga se mogu pohraniti samo u izoliranim posudama, čeličnim cilindrima za ukapljene plinove ili posude Dewara. Samo u ovom slučaju može se skladištiti ili transportirati bez posebnih gubitaka zbog isparavanja. Kao suhi led (ukapljeni ugljični dioksid, inače nazvan ugljični dioksid), tekući dušik se koristi kao rashladno sredstvo. Osim toga, koristi se za krioprezervaciju krvi, spolnih stanica (spermatozoida i jaja), kao i druge biološke uzorke i materijale. Potražnja je u kliničkoj praksi, na primjer, u krioterapiji pri uklanjanju ciste i bradavica na koži. Gustoća tekućeg dušika iznosi 0,808 g / cm3.

Mnogi industrijski važni spojevi, kao što su dušična kiselina, amonijaka, organskih nitrata (eksploziva, goriva) i cijanida, sadrže N2. Izrazito snažne veze elementarnog dušika u molekuli uzrokuju poteškoće u njegovom sudjelovanju u kemijskim reakcijama, što objašnjava inertnost pod standardnim uvjetima (temperatura i tlak). Uključujući iz tih razloga, N2 je od velikog značaja u mnogim znanstvenim i proizvodnim poljima. Na primjer, potrebno je održavati pritisak in situ prilikom ekstrakcije ulja ili plina. Svaka njegova praktična ili znanstvena primjena zahtijeva znanje gustoće dušika na određenom tlaku i temperaturi. Poznato je iz zakona fizike i termodinamike da se pri konstantnom volumenu s povećanom temperaturom povećava i tlak gustoća 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 metoda brzog određivanja gustoće primjenjiva je za bilo koji plin, a ne samo na N2. Često se koristi u analitičkim laboratorijima.