science >> Wetenschap >  >> Chemie

Fysische eigenschappen van stikstofgas

stikstof vormt het grootste deel van de aardatmosfeer: 78,1 volumeprocent. Het is zo inert bij standaard temperatuur en druk dat het "azote" werd genoemd (wat betekent "zonder leven") in de methode van Antoine Lavoisier van chemische nomenclatuur. Niettemin is stikstof een essentieel onderdeel van de productie van voedsel en kunstmest en een bestanddeel van het DNA van alle levende wezens.
Kenmerken

Stikstofgas (chemisch symbool N) is over het algemeen inert, niet-metaalachtig, kleurloos, geurloos en smaakloos. Het atoomnummer is 7 en het heeft een atoomgewicht van 14.0067. Stikstof heeft een dichtheid van 1,251 gram /liter bij 0 ° C en een soortelijk gewicht van 0,96737, waardoor het iets lichter is dan lucht. Bij een temperatuur van -210,0 C (63 K) en een druk van 12,6 kilopascal bereikt stikstof zijn drievoudige punt (het punt waar een element tegelijkertijd in gasvormige, vloeibare en vaste vormen kan voorkomen).
Andere staten

Bij temperaturen onder het kookpunt van stikstof van -195,79 ° C (77 K) condenseert gasvormige stikstof in vloeibare stikstof, een vloeistof die lijkt op water en reukloos en kleurloos blijft. Stikstof stolt bij een smeltpunt van -210,0 C (63K) tot een donzige vaste stof die op sneeuw lijkt.
Moleculaire binding

Stikstof vormt driewaardige bindingen in de meeste verbindingen. In feite vertoont moleculaire stikstof de sterkst mogelijke natuurlijke drievoudige binding vanwege de vijf elektronen in de buitenste schil van het atoom. Deze sterke drievoudige binding, samen met de hoge elektronegativiteit van stikstof (3.04 op de Pauling-schaal), verklaart de niet-reactiviteit.
Toepassingen

Stikstofgas is nuttig in industriële en productie-instellingen vanwege zijn overvloed en niet-reactiviteit. Bij voedselproductie kunnen stikstofgasonderdrukkingssystemen branden blussen zonder angst voor besmetting. IJzer, staal en elektronische componenten, die gevoelig zijn voor zuurstof of vocht, worden geproduceerd in een stikstofatmosfeer. Stikstofgas wordt meestal gecombineerd met waterstofgas om ammoniak te produceren.
Potentieel

In 2001 meldde "Nature" dat wetenschappers van het Carnegie Institute of Washington in staat waren om gasvormige stikstof in een vaste toestand te transformeren door de gasvorm te onderwerpen tot intense druk. De onderzoekers persen een monster stikstof tussen twee stukken diamant met een kracht die overeenkomt met 1,7 miljoen keer die van atmosferische luchtdruk, waarbij het monster wordt omgezet in een heldere vaste stof die op ijs lijkt, maar met een kristalstructuur zoals die van diamant. Bij temperaturen onder -173,15 ° C (100 K) bleef het monster een vaste stof wanneer de druk werd verwijderd. Wanneer het terugkeert naar een gasvormige toestand, geeft stikstof grote hoeveelheden energie af, wat ertoe leidt dat professor Richard Richard Martin speculeert over het gebruik ervan als raketbrandstof.