工业氮气是空气中最主要的气体成分,具有以下特性和应用:
组成与来源
化学式为N₂,占大气体积的78.08%,是空气的主要成分。其来源包括生物固氮和工业氮固定过程。
物态变化
标准状况下为无色无味气体,密度低于空气。
冷却至-195.8℃时变为无色液体,进一步冷却至-209.8℃时形成雪状固体。
溶解性
在水中溶解度极低,常温常压下1体积水仅溶解0.02体积氮气。
化学惰性 :常温下难与其他物质反应,因此常用作防腐剂和惰性气体。
工业应用 :在高温或高能条件下,氮气可与某些物质反应生成有用物质(如石灰氮)。
原料气
用于生产石灰氮(N₂·CaC₂),该化合物是酸性土壤改良剂。
保护气
在焊接、金属加工和食品包装中防止氧化和腐蚀。
半导体与石化工业
改善氧气、氮气等气体的纯度,满足半导体工艺和石化生产需求。
其他领域
包括医疗(如气雾剂)、照明(如高压氮灯)和气球填充。
根据纯度不同,工业氮气分为:
高纯氮气 :纯度≥99.999%
纯氮气 :纯度≥99.9%
工业氮气 :纯度≥98%
综上,工业氮气不仅是空气的主要成分,更是化学工业中不可或缺的原料气和保护气,其物理和化学特性使其在多个领域具有广泛的应用价值。