Wenn die Stickstoffdichte unter normalen Bedingungen gleich ist. Eigenschaften kryogener Flüssigkeiten bei kryogenen Temperaturen. Helium, Wasserstoff, Neon, Stickstoff, Argon, Sauerstoff. Wärmeleitfähigkeit von Stickstoff im flüssigen und gasförmigen Zustand

Das chemische Element Stickstoff hat das Symbol N, Ordnungszahl 7 und Atomgewicht 14. Im elementaren Zustand bildet Stickstoff sehr stabile zweiatomige Moleküle N 2 mit starken interatomaren Bindungen.

Stickstoffmolekül, seine Größe und Gaseigenschaften

Das Stickstoffmolekül wird dreifach gebildet kovalente Bindung zwischen zwei Stickstoffatomen und hat chemische Formel N 2. Die Größe der Moleküle der meisten Stoffe im Allgemeinen und von Stickstoff im Besonderen ist ein eher schwer zu bestimmender Wert, und selbst das Konzept selbst ist nicht eindeutig. Um die Funktionsprinzipien von Geräten zur Trennung von Luftkomponenten zu verstehen, ist das beste Konzept kinetischer Durchmesser Molekül, das als die kleinste Dimension eines Moleküls definiert ist. Stickstoff N 2 sowie Sauerstoff O 2 sind zweiatomige Moleküle, deren Form eher Zylindern als Kugeln ähnelt – daher ist eine ihrer Dimensionen, die herkömmlicherweise als „Länge“ bezeichnet werden kann, wichtiger als die andere kann herkömmlicherweise als „Durchmesser“ bezeichnet werden. Selbst der kinetische Durchmesser eines Stickstoffmoleküls ist nicht eindeutig bestimmt, es gibt jedoch sowohl theoretisch als auch experimentell erhaltene Daten zum kinetischen Durchmesser von Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen (wir präsentieren Daten zu Sauerstoff, da Sauerstoff der zweitwichtigste ist). Bestandteil atmosphärische Luft, und aus diesem Grund muss Stickstoff gereinigt werden, wenn er im Prozess der Luftzerlegung gewonnen wird), einschließlich:
– N 2 3,16 Å und O 2 2,96 Å – aus Viskositätsdaten
– N 2 3,14 Å und O 2 2,90 Å – aus Daten über Van-der-Waals-Kräfte

Stickstoff N 2 schmilzt, d. h. geht bei einer Temperatur von -210 °C von der festen in die flüssige Phase über, und verdampft (kocht), d. h. geht bei einer Temperatur von - vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. 195,79°C.


klicken um zu vergrößern

Stickstoffgas ist ein Inertgas, farblos, geschmacklos, geruchlos, nicht brennbar und ungiftig. Die Dichte von Stickstoff beträgt unter normalen atmosphärischen Bedingungen (also bei einer Temperatur von 0°C und einem absoluten Druck von 101325 Pa) 1,251 kg/m³. Stickstoff reagiert praktisch nicht mit anderen Stoffen (mit Ausnahme seltener Reaktionen der Stickstoffbindung mit Lithium und Magnesium). Im Gegenteil, das Haber-Verfahren wird auch häufig in der Industrie bei der Herstellung von Düngemitteln eingesetzt, bei dem in Gegenwart eines Katalysators, Eisentrioxid Fe 3 O 4, Stickstoff bei hoher Temperatur und hohem Druck mit Wasserstoff verbunden wird.

Stickstoff macht den Hauptanteil aus Erdatmosphäre sowohl nach Volumen (78,3 %) als auch nach Masse (75,47 %). Stickstoff kommt in allen lebenden Organismen, in toten Organismen, in Abfallprodukten von Organismen, in Proteinmolekülen, Nukleinsäuren und Aminosäuren, Harnstoff, Harnsäure und anderen vor. organische Moleküle. In der Natur gibt es auch stickstoffhaltige Mineralien: Nitrat (Kaliumnitrat – Kaliumnitrat KNO 3, Ammoniumnitrat – Ammoniumnitrat NH 4 NO 3, Natriumnitrat – Natriumnitrat NaNO 3, Magnesiumnitrat, Bariumnitrat usw.), Ammoniak Verbindungen (z. B. Ammoniumchlorid NH 4 Cl usw.) und andere, meist recht seltene Mineralien.

STICKSTOFF, N (lat. Nitrogenium * a. Stickstoff; n. Stickstoff; f. Azote, Nitrogen; i. Nitrogeno), – Chemisches Element Gruppe V Periodensystem Mendelejew, Ordnungszahl 7, Atommasse 14.0067. 1772 vom englischen Entdecker D. Rutherford entdeckt.

Eigenschaften von Stickstoff

Bei normale Bedingungen Stickstoff ist ein farb- und geruchloses Gas. Natürlicher Stickstoff besteht aus zwei stabile Isotope: 14 N (99,635 %) und 15 N (0,365 %). Das Stickstoffmolekül ist zweiatomig; Die Atome sind durch eine kovalente Dreifachbindung NN verbunden. Durchmesser eines Stickstoffmoleküls, definiert verschiedene Wege, 3,15–3,53 A. Das Stickstoffmolekül ist sehr stabil – die Dissoziationsenergie beträgt 942,9 kJ/mol.

Molekularer Stickstoff

Molekulare Stickstoffkonstanten: f Schmelzen – 209,86°C, f Sieden – 195,8°C; Die Dichte von gasförmigem Stickstoff beträgt 1,25 kg/m3, flüssiger Stickstoff - 808 kg/m3.

Eigenschaften von Stickstoff

IN fester Zustand Stickstoff existiert in zwei Modifikationen: der kubischen A-Form mit einer Dichte von 1026,5 kg/m 3 und der hexagonalen B-Form mit einer Dichte von 879,2 kg/m 3. Schmelzwärme 25,5 kJ/kg, Verdampfungswärme 200 kJ/kg. Oberflächenspannung Flüssigstickstoff in Kontakt mit Luft 8.5.10 -3 N/m; die Dielektrizitätskonstante 1.000538. Löslichkeit von Stickstoff in Wasser (cm 3 pro 100 ml H 2 O): 2,33 (0 °C), 1,42 (25 °C) und 1,32 (60 °C). Extern Elektronenhülle Das Stickstoffatom besteht aus 5 Elektronen. Die Oxidationsstufen von Stickstoff variieren von 5 (in N 2 O 5) bis -3 (in NH 3).

Stickstoffverbindung

Stickstoff bei normale Bedingungen kann mit Übergangsmetallverbindungen (Ti, V, Mo usw.) reagieren, Komplexe bilden oder zu Ammoniak und Hydrazin reduziert werden. Mit solchen aktive Metalle Stickstoff reagiert beispielsweise, wenn er auf relativ niedrige Temperaturen erhitzt wird. Stickstoff reagiert mit den meisten anderen Elementen bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von Katalysatoren. Stickstoffverbindungen mit: N 2 O, NO, N 2 O 5 wurden gut untersucht. Stickstoff verbindet sich nur bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von Katalysatoren mit C; dabei entsteht Ammoniak NH 3 . Stickstoff interagiert nicht direkt mit Halogenen; Daher werden alle Stickstoffhalogenide nur indirekt erhalten, beispielsweise Stickstofffluorid NF 3 – durch Wechselwirkung mit Ammoniak. Auch Stickstoff verbindet sich nicht direkt mit Schwefel. Wenn heißes Wasser mit Stickstoff reagiert, entsteht Cyan (CN) 2. Wenn gewöhnlicher Stickstoff elektrischen Entladungen ausgesetzt wird, sowie bei elektrischen Entladungen in der Luft, kann aktiver Stickstoff gebildet werden, eine Mischung aus Stickstoffmolekülen und -atomen mit einer erhöhten Energiereserve. Aktiver Stickstoff interagiert sehr energisch mit Sauerstoff, Wasserstoff, Dampf und einigen Metallen.

Stickstoff ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde und der Großteil davon (ca. 4,10 15 Tonnen) ist in freiem Zustand konzentriert. Jedes Jahr werden durch vulkanische Aktivität 2,10 6 Tonnen Stickstoff in die Atmosphäre freigesetzt. Ein kleiner Teil des Stickstoffs ist konzentriert (durchschnittlicher Gehalt in der Lithosphäre 1,9,10 -3 %). Natürliche Stickstoffverbindungen sind Ammoniumchlorid und verschiedene Nitrate (Salpeter). Stickstoffnitride können nur gebildet werden, wenn hohe Temperaturen und Belastungen, die offenbar höchstens stattgefunden haben frühe Stufen Entwicklung der Erde. Große Salpeteransammlungen kommen nur in trockenen Wüstenklimaten vor (usw.). Geringe Mengen an fixiertem Stickstoff kommen in (1–2,5 %) und (0,02–1,5 %) sowie im Wasser von Flüssen, Meeren und Ozeanen vor. Stickstoff reichert sich in Böden (0,1 %) und lebenden Organismen (0,3 %) an. Stickstoff ist Bestandteil von Proteinmolekülen und vielen natürlichen organischen Verbindungen.

Stickstoffkreislauf in der Natur

In der Natur gibt es einen Stickstoffkreislauf, der den Kreislauf des molekularen Luftstickstoffs in der Biosphäre, den Kreislauf des chemisch gebundenen Stickstoffs in der Atmosphäre und den Kreislauf des vergrabenen Stickstoffs umfasst organische Substanz Oberflächenstickstoff in der Lithosphäre mit seiner Rückkehr zurück in die Atmosphäre. Stickstoff für die Industrie wurde bisher ausschließlich aus natürlichen Salpetervorkommen gewonnen, deren Anzahl weltweit sehr begrenzt ist. In Chile gibt es besonders große Stickstoffvorkommen in Form von Natriumnitrat; Salpeterabbau in einzelne Jahre belief sich auf mehr als 3 Millionen Tonnen.

Die Tabelle zeigt die Dichte von Stickstoff und seine thermophysikalischen Eigenschaften im gasförmigen Zustand in Abhängigkeit von Temperatur und Druck. Thermophysikalische Eigenschaften Stickstoff wird bei Temperaturen von 0 bis 1000 °C und einem Druck von 1 bis 100 Atmosphären angegeben.

Wie aus der Tabelle hervorgeht, hängen Eigenschaften von Stickstoff wie thermische Diffusionsfähigkeit und kinematische Viskosität stark von der Temperatur ab. Mit zunehmendem Druck nehmen diese Eigenschaften des Stickstoffs ab Die Stickstoffdichte nimmt deutlich zu. Zum Beispiel wann Luftdruck und einer Temperatur von 0 °C beträgt die Stickstoffdichte 1,21 kg/m 3 , und bei einer 100-fachen Druckerhöhung steigt die Stickstoffdichte bei derselben Temperatur auf 122,8 kg/m 3 .

Die spezifische Wärmekapazität von Stickstoff steigt mit steigender Temperatur dieses Gases. Mit zunehmendem Druck erhöht sich auch die spezifische Wärmekapazität von Stickstoff. Beispielsweise bei einer Temperatur von 0°C und Atmosphärendruck Die spezifische Wärmekapazität von Stickstoff beträgt 1039 J/(kg Grad), und wenn dieses Gas auf einen Druck von 100 Atmosphären komprimiert wird, beträgt er bei derselben Temperatur 1242 J/(kg Grad).

Zu beachten ist, dass bei hohen Temperaturen (ca. 1000°C) der Einfluss des Druckes auf den Wert zunimmt spezifische Wärmekapazität Stickstoff wird reduziert. Also bei einer Temperatur von 1000°C und einem Druck von 1 und 100 atm. Der Wärmekapazitätswert beträgt 1215 bzw. 1219 J/(kg Grad).

Die Tabelle gibt folgende Eigenschaften Stickstoff:

  • Stickstoffdichte γ , kg/m 3 ;
  • spezifische Wärme C p , kJ/(kg Grad);
  • Wärmeleitfähigkeitskoeffizient λ , W/(m Grad);
  • dynamische Viskosität μ , ;
  • Wärmeleitzahl A , m 2 /s;
  • kinematische Viskosität ν , m 2 /s;
  • Prandtl-Nummer Pr .

Dichte von dissoziiertem Stickstoff bei hohen Temperaturen.

Die Tabelle gibt die Dichtewerte von Stickstoff im dissoziierten und ionisierten Zustand bei Drücken von 0,2 bis 100 Atmosphären und hohen Temperaturen an. Die Dichte von Stickstoff im gasförmigen Zustand wird im Temperaturbereich 5000...40000 K in der Dimension kg/m 3 angegeben.

Die Stickstoffdichte nimmt mit steigender Temperatur ab und nimmt mit steigendem Gasdruck zu. Bedeutung spezifisches Gewicht Stickstoff (seine Dichte) in der Tabelle reicht von 0,00043 bis 6,83 kg/m 3. Beispielsweise beträgt die Dichte von Stickstoff bei Atmosphärendruck und einer Temperatur von 5000 K (4727 °C) 0,0682 kg/m 3. Wenn Stickstoff auf eine Temperatur von 40.000 K erhitzt wird, sinkt seine Dichte auf einen Wert von 0,00213 kg/m 3.

Hinweis: Seien Sie vorsichtig! Die Stickstoffdichte wird in der Tabelle in Potenzen von 10 3 angegeben. Vergessen Sie nicht, durch 1000 zu dividieren.

Wärmeleitfähigkeit von Stickstoff im flüssigen und gasförmigen Zustand

Die Tabelle zeigt die Wärmeleitfähigkeit von Stickstoff in Flüssigkeit und gasförmige Zustände abhängig von Temperatur und Druck.
Die Wärmeleitfähigkeit von Stickstoff (Dimension W/(m Grad)) wird im Temperaturbereich von -193 bis 1127 °C und Druck von 1 bis 600 Atmosphären angegeben.

Wärmeleitfähigkeit von dissoziiertem Stickstoff bei hohen Temperaturen.

Die Tabelle gibt die Wärmeleitfähigkeitswerte von dissoziiertem Stickstoff bei Drücken von 0,001 bis 100 Atmosphären und hohen Temperaturen an.
Die Wärmeleitfähigkeit von Stickstoff im gasförmigen Zustand wird im Temperaturbereich 2000...6000 K in der Dimension W/(m Grad) angegeben.

Der Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Stickstoff steigt mit steigender Temperatur und nimmt im Allgemeinen mit zunehmendem Druck dieses Gases ab. Die Wärmeleitfähigkeit von dissoziiertem Stickstoff variiert unter den in der Tabelle berücksichtigten Bedingungen zwischen 0,126 und 6,142 W/(m°).

Seien Sie aufmerksam! Die Wärmeleitfähigkeit von Stickstoff ist in der Tabelle hoch 10 3 angegeben. Vergessen Sie nicht zu teilen Tabellenwert um 1000.

Wärmeleitfähigkeit von flüssigem Stickstoff an der Sättigungslinie.

Die Tabelle zeigt die Werte des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von flüssigem Stickstoff auf der Sättigungslinie bei niedrigen Temperaturen.
Die Wärmeleitfähigkeit von flüssigem Stickstoff wird bei Temperaturen von 90...120 K (-183...-153°C) angegeben.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass die Wärmeleitfähigkeit von Stickstoff in flüssigen Zustand nimmt mit zunehmender Temperatur ab.

Hinweis: Seien Sie vorsichtig! Die Wärmeleitfähigkeit von Stickstoff ist in der Tabelle hoch 10 3 angegeben. Vergessen Sie nicht, durch 1000 zu dividieren.

Dynamische Viskosität von Stickstoff in Abhängigkeit von Temperatur und Druck

Die Tabelle zeigt Stickstoffwerte in Abhängigkeit von Temperatur und Druck.
Die dynamische Viskosität von Stickstoff (Maß Pa·s) wird im Temperaturbereich von 80 bis 6000 K und einem Druck von 1 bis 400 Atmosphären und von 0,001 bis 100 Atmosphären angegeben.

Bei einer Stickstofftemperatur von 3600 K beginnt es teilweise zu dissoziieren. Mit steigender Temperatur des Azoatgases nimmt seine dynamische Viskosität zu. Mit zunehmender Temperatur des flüssigen Stickstoffs nimmt sein Wert zu dynamische Viskosität nimmt auch zu.

Hinweis: Seien Sie vorsichtig! Die Viskosität von Stickstoff ist in der Tabelle in Zehnerpotenzen angegeben. Vergessen Sie nicht, durch 10 6 zu dividieren.

Quellen:

  1. Physikalische Quantitäten. Verzeichnis. A.P. Babichev, N.A. Babuschkina, A.M. Bratkovsky und andere; Ed. IST. Grigorieva, E.Z. Meilikhova. - M.: Energoatomizdat, 1991. - 1232 S.

Stickstoff ist ein chemisches Element des Periodensystems, das mit dem Buchstaben N bezeichnet wird und hat Ordnungsnummer 7. Liegt in Form eines N2-Moleküls vor, das aus zwei Atomen besteht. Das Chemische Substanz ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas, das unter Standardbedingungen inert ist. Die Dichte von Stickstoff beträgt unter Normalbedingungen (bei 0 °C und einem Druck von 101,3 kPa) 1,251 g/dm3. Das Element ist in einer Menge von 78,09 % seines Volumens in der Zusammensetzung enthalten. Es wurde erstmals 1772 vom schottischen Arzt Daniel Rutherford als Bestandteil der Luft entdeckt.

Flüssiger Stickstoff ist eine kryogene Flüssigkeit. Bei Atmosphärendruck siedet es bei - 195,8 °C. Daher kann es nur in isolierten Behältern gelagert werden, bei denen es sich um Stahlflaschen handelt verflüssigte Gase oder Nur in diesem Fall kann es ohne nennenswerte Verluste durch Verdunstung gelagert oder transportiert werden. Flüssiger Stickstoff wird wie Trockeneis (verflüssigt, auch Kohlendioxid genannt) als Kältemittel verwendet. Darüber hinaus wird es zur Kryokonservierung von Blut, Keimzellen (Spermien und Eizellen) sowie anderen biologischen Proben und Materialien eingesetzt. Auch in der klinischen Praxis ist es gefragt, beispielsweise in der Kryotherapie zur Entfernung von Zysten und Warzen auf der Haut. Die Dichte von flüssigem Stickstoff beträgt 0,808 g/cm3.

Viele Industrie wichtige Verbindungen, wie Ammoniak, organische Nitrate ( Sprengstoffe, Treibstoff) und Zyanide, enthalten N2. Die extrem starken Bindungen des elementaren Stickstoffs im Molekül erschweren dessen Beteiligung chemische Reaktionen Dies erklärt seine Inertheit unter Standardbedingungen (Temperatur und Druck). Auch aus diesen Gründen hat N2 sehr wichtig in vielen wissenschaftlichen und Produktionsbereiche. Beispielsweise ist es notwendig, den Druck vor Ort während der Öl- oder Gasförderung aufrechtzuerhalten. Jedes seiner praktischen oder wissenschaftliche Anwendungen erfordert die Kenntnis der Stickstoffdichte bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur. Aus den Gesetzen der Physik und Thermodynamik ist bekannt, dass bei konstantem Volumen der Druck mit steigender Temperatur zunimmt und umgekehrt.

Wann und warum müssen Sie die Dichte von Stickstoff kennen? Die Berechnung dieses Indikators wird beim Entwerfen verwendet technologische Prozesse entstehen beim Einsatz von N2 in der Laborpraxis und in der Produktion. Benutzen bekannter Wert Mit der Dichte eines Gases lässt sich seine Masse in einem bestimmten Volumen berechnen. Es ist beispielsweise bekannt, dass Gas unter normalen Bedingungen ein Volumen von 20 dm3 einnimmt. In diesem Fall können Sie seine Masse berechnen: m = 20. 1,251 = 25,02 g. Wenn die Bedingungen von den Standardbedingungen abweichen und das N2-Volumen unter diesen Bedingungen bekannt ist, müssen Sie zunächst (aus Nachschlagewerken) die Stickstoffdichte bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur ermitteln und diese dann multiplizieren Dieser Wert wird durch das vom Gas eingenommene Volumen bestimmt.

Ähnliche Berechnungen werden in der Produktion bei der Erstellung von Materialbilanzen durchgeführt. technologische Anlagen. Sie sind für die Durchführung technologischer Prozesse, die Auswahl der Instrumente, die Berechnung technischer und wirtschaftlicher Indikatoren usw. erforderlich. Zum Beispiel nach dem Anhalten chemische Produktion Alle Geräte und Rohrleitungen müssen vor dem Öffnen und Herausnehmen zur Reparatur gespült werden Inertgas- Stickstoff (im Vergleich beispielsweise zu Helium oder Argon ist er am billigsten und am leichtesten zugänglich). In der Regel werden sie mit einer Menge N2 gespült, die um ein Vielfaches größer ist als das Volumen der Apparate oder Rohrleitungen; nur so können brennbare Gase und Dämpfe aus der Anlage entfernt und eine Explosion oder ein Brand verhindert werden. Bei der Planung von Arbeiten vor Stillstandsreparaturen berechnet der Techniker in Kenntnis des zu entleerenden Systemvolumens und der Stickstoffdichte die N2-Masse, die zum Spülen erforderlich ist.

Für vereinfachte Berechnungen, die keine Genauigkeit erfordern, werden reale Gase mit idealen Gasen gleichgesetzt und das Avogadro-Gesetz angewendet. Denn die Masse von 1 Mol N2 entspricht numerisch 28 Gramm und 1 Mol davon ideales Gas ein Volumen von 22,4 Litern einnimmt, beträgt die Stickstoffdichte 28/22,4 = 1,25 g/l = 1,25 g/dm3. Diese Methode zur schnellen Bestimmung der Dichte ist auf jedes Gas anwendbar, nicht nur auf N2. Es wird häufig in analytischen Laboren eingesetzt.

DEFINITION

Stickstoff- Nichtmetall. Unter normalen Bedingungen ist es ein farbloses Gas, das zu einem farblosen Gas kondensieren kann flüssig(Dichte von flüssigem Stickstoff beträgt 0,808 g/cm 3), siedet im Gegensatz zu flüssigem Sauerstoff bei einer niedrigeren Temperatur (-195,75 °C) als flüssiger Sauerstoff.

Im festen Zustand erscheint es als weiße Kristalle.

Stickstoff ist in Wasser schlecht löslich (schlechter als Sauerstoff), in flüssigem Schwefeldioxid jedoch gut löslich.

Chemische Zusammensetzung und Struktur des flüssigen Stickstoffmoleküls

Unter normalen Bedingungen ist Stickstoff ein farbloses Gas, das aus N 2 -Molekülen besteht. Zwischen den Stickstoffatomen im Molekül befindet sich Dreifachbindung, wodurch sein Molekül extrem stark ist. Molekularer Stickstoff ist chemisch inaktiv und schwach polarisiert.

Betrachten wir die Entstehung eines Stickstoffmoleküls (Abb. 1), dessen Elektronenwolke die Form einer länglichen Acht hat. Wenn sich zwei Stickstoffatome nähern, überlappen sich ihre Elektronenwolken. Eine solche Überlappung ist nur möglich, wenn die Elektronen antiparallele Spins haben. Im Bereich der Wolkenüberlappung nimmt die Elektronendichte zu, wodurch die Anziehungskräfte zwischen Atomen zunehmen. Anzahl der geteilten Elektronenpaare in einem Stickstoffmolekül ist gleich eins (ein Elektron von jedem Atom). Das Molekül weist eine kovalente (unpolare) Bindung auf.

Reis. 1. Die Struktur des Stickstoffmoleküls.

Kurze Beschreibung der chemischen Eigenschaften und der Dichte von flüssigem Stickstoff

Unter normalen Bedingungen ist Stickstoff ein chemisch passives Element; reagiert nicht mit Säuren, Laugen, Ammoniakhydrat, Halogenen, Schwefel. Reagiert bei Einwirkung leicht mit Wasserstoff und Sauerstoff elektrische Entladung(12). Reagiert in Gegenwart von Feuchtigkeit mit Lithium Zimmertemperatur(3). Beim Erhitzen reagiert es mit Magnesium, Kalzium, Aluminium und anderen Metallen (4, 5, 6).

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 (1);

N 2 + O 2 ↔ 2NO (2);

N 2 + 6Li = 2Li 3 N (3);

N 2 + 3Mg = Mg 3 N_2 (4);

N 2 + 3Ca = Ca 3 N 2 (5);

N 2 + 2Al = 2AlN (6).

Die Reaktionen von Stickstoff mit Fluor und Kohlenstoff erfolgen wie bei Wasserstoff oder Sauerstoff unter Einwirkung einer elektrischen Entladung:

N 2 + 3F 2 = 2NF 3 ;

N 2 + 2C↔C 2 N 2.

Beim Erhitzen auf eine Temperatur von 500–600 °C reagiert Stickstoff mit Lithiumhydrid (7), liegt der Temperaturbereich jedoch bei 300–350 °C, ist eine Reaktion mit Calciumcarbid (8) möglich:

N 2 + 3LiH = Li 3 N + NH 3 (7);

N 2 + CaC 2 = Ca(CN) 2 (8).

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

Übung Die Gasdichte in Luft beträgt 2,564. Berechnen Sie die Gasmasse mit einem Volumen von 1 Liter (n.s.).
Lösung Das Verhältnis der Masse eines gegebenen Gases zur Masse eines anderen Gases im gleichen Volumen, bei gleicher Temperatur und gleichem Druck nennt man relative Dichte das erste Gas über das zweite. Dieser Wert zeigt an, wie oft das erste Gas schwerer oder leichter ist als das zweite Gas.

Die Molmasse eines Gases ist gleich seiner Dichte relativ zu einem anderen Gas, multipliziert mit der Molmasse des zweiten Gases:

Das relative Molekulargewicht der Luft wird mit 29 angenommen (unter Berücksichtigung des Gehalts an Stickstoff, Sauerstoff und anderen Gasen in der Luft). Es ist zu beachten, dass der Begriff „relativ molekulare Masse„Luft“ wird bedingt verwendet, da Luft ein Gasgemisch ist.

Dann, Molmasse Gas ist gleich:

M Gas = D Luft × M(Luft) = 2,564 × 29 = 74,356 g/mol.

m(gas) = ​​​​n(gas) ×M gas .

Lassen Sie uns die Menge an Gassubstanz ermitteln:

V(Gas) = ​​​​n(Gas) ×V m;

n(Gas) = ​​​​V(Gas) / V m = 1 / 22,4 = 0,04 mol.

m(Gas) = ​​0,04 × 74,356 = 2,97 g.

Antwort Die Masse des Gases beträgt 2,97 g.