همانگونه که بسیاری از شما می‌دانید نیتروژن در دسته نافلزات جدول تناوبی قرار گرفته است یعنی نیتروژن با گرفتن 3 الکترون به حالت پایدار می‌رسد.( نافلزات با گرفتن الکترون لایه آخر را به اوکتت یعنی هشتایی شدن می‌رسانند.)
اگر بخواهیم مشخصات فنی نیتروژن را بررسی نمائیم باید گفت این گاز دارای بار منفی 3 است. در عناصر شیمیایی جدول تناوبی لایه اخر بسیار مهم است یعنی بیشتر ویژگی‌های شیمیایی یک عنصر به لایه آخر یا لایه ظرفیت آن بستگی دارد. گاز نیتروژن در لایه ظرفیت خود دارای 5 الکترون میباشد و تمایل به گرفتن 3 الکترون دارد تا به آرایش گاز نجیب بعد از خود برسد به همین دلیل است که نیتروژن در دسته عناصر سه ظرفیتی قرار می‌دهند.
گاز نیتروژن در 63 درجه کلوین دچار انجماد می‌شود و در 77 درجه کلوین نیتروژن به صورت مایع در می‌آید که در اینصورت به یک ماده سرمایشی تبدیل می‌گردد.
شرکت سپهرگازکاویان آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد در زمینه تولید کننده و وارد کننده گازهای نیتروژن در جهت صنایع مختلف و تجهیزات آزمایشگاهی و دستگاه‌های کوانتومتری و مخلوط گازی (گازهای کالیبراسیون) با کیفیت بالا و تمامی تجهیزات وابسته به صنایع مختلف فعال می باشد.
مشخصات فنی نیتروژن و گرید های نیتروژن
نیتروژن در دو فاز گازی و مایع موجود میباشد.
نیتروژن گازی گرید%99.995mol در حجم های 40،10،5 لیتری با فشار 150 بار و در حجم 50 لیتری با فشار 200 بار در سیلندرهای کربن استیل موجود میباشد.
نیتروژن گازی گرید%99.9992mol در حجم های 40،10،5 لیتری با فشار 150 بار و در حجم 50 لیتری با فشار 200 بار در سیلندرهای کربن استیل موجود میباشد.
نیتروژن گازی گرید(%GC (99.9995mol در سیلندرهای 5 و 10لیتری با فشار 100 بار، درسیلندر 40 لیتری با فشار 150 بار، در سیلندر 50 لیتری با فشار 200 بار موجود میباشد.
نیتروژن گازی گرید 99.9999 در حجم های 5 و 10 لیتری با فشار 70 بار و در حجم 50 لیتری با فشار 200 بار در سیلندرهای کربن استیل موجود میباشد.
جدول مشخصات فنی گاز نیتروژن
| نام گاز : نیتروژن | نماد شیمیائی : N2 |
| عدد اتمی : 7 | جرم اتمی استاندارد : 14.0067gr/mol |
| چگالی در فشار یک اتمسفر : 1.251g/L | چگالی مایع در نقطه ذوب : 0.07gr/cm3 |
| چگالی مایع در نقطه جوش : 0.808gr/cm3 | ظرفیت گرمائی : 29.124j/mol . k |
| نقطه ذوب : 210.00ċ- | نقطه چوش : 195.79ċ- |
| نقطه سه گانه : 12.53kpa , -210 ċ | نقطه بحرانی : 3.3978mpa , 126.19k |
| گرمای همجوشی : 0.72kj/mol | گرمای تبخیر : 5.56 kj/mol |
ایزوتوپ های گاز نیتروژن
عنصر نیتروژن(N) به طور طبیعی از دو ایزوتوپ پایدار نیتروژن-۱۴ و نیتروژن-۱۵ تشکیل شده است. تا به حال پانزده ایزوتوپ پرتوزا از نیتروژن شناسایی شده است که جرم اتمی آن‌ها بین ۱۰ تا ۲۵ است.
نیتروژن، دو ایزوتوپ پایدار با نمادهای14Nو15N دارد که ایزوتوپ اول، بیشترین فراوانی را دارد و عقیده بر این است که این ایزوتوپ از طریق واکنش‌های همجوشی هسته‌ای موسوم به چرخه کربن-نیتروژن-اکسیژن یا همان چرخه CNO تشکیل می‌شود. در بین ۱۰ ایزوتوپی که از طریق سنتز تولید می‌شوند،
13N، نیمه‌عمری برابر با ۹ دقیقه دارد و نیمه‌عمر سایر ایزوتوپ‌ها کمتر از یک ثانیه است. در اتمسفر زمین، 0/73 درصد از نیتروژن مولکولی به صورت
14N 15N و مابقی به شکل14N2 حضور دارد.
چرخه نیتروژن
می‌توان چرخه نیتروژن را به زبان ساده‌تر اینگونه بیان نمود:
زمانی که رعد و برق ایجاد می‌شود نیتروژن موجود در هوا به مونوکسید نیتروژن تبدیل می‌گردد. این ترکیب نیتروژنی در آب باران انحلال میابد و جذب خاک می‌گردد.
نیتروژن دارای مشخصات فنی منحصر به فردی است بعنوان مثال نیتروژن دارای عدد اتمی 7 است و دارای آرایش الکترونی [He] 2s2 2p3 است.
سایر مشخصات فنی نیتروژن مربوط به نقطه ذوب و جوش نیتروژن است که به ترتیب 210 -و 195.80- درجه میباشد. چگالی گاز نیتروژن را می‌توان با 1.251 گرم بر لیتر در نظر گرفت. از لحاظ ظاهری گاز نیتروژن دارای بلوری شش گوشه است.
مشخصات فنی نیتروژن از لحاظ شیمیایی و فیزیکی به جایگاه آن در جدول تناوبی بستگی دارد.
در حقیقت اطلاعات و مشخصات فنی یک اتم شمال عدد جرمی، عدد اتمی، انرژی یونیزاسیون، نقطه ذوب و نقطه جوش است.
ظرفیت اتمی نیتروژن 5 است و رنگ گاز نیتروژن بی رنگ است. نیتروژن در حالت استاندارد بصورت گازی موجود است و الکترونگاتیوی 2.55 را داراست. از دیگر مشخصات فنی نیتروژن می‌توان به ایزوتوپ‌های آن اشاره نمود. نیتروژن دارای دو ایزوتوپ، نیتروژن-13 و نیتروژن-14 میباشد.
حالت های اکسیداسیون نیز از مشخصات فنی نیتروژن به شمار می‌آیند نیتروژن دارای سه حالت اکسیداسیون است (4 و 2 و -4) است. شعاع اتمی آن 0.75 آنگستروم است. انرژی یونیزاسیون نیتروژن Kj/mol 1402.3 میباشد.
نیتروژن دارای دو سطح انرژی است که سطح اول آن 2 و دومین سطح انرژی آن 5 میباشد. مقاومت الکتریکی نیتروژن برابر با Ohm m 1.37×10- 5 است.
اگر بخواهیم درصد فراوانی نیتروژن را در مناطق مختلف زمین بررسی کنیم خواهیم داشت:
حدودا 2.6% نیتروژن در بدن انسان، 0.002% نیتروژن در کره زمین، 78.08% N2 در اتمسفر (هواکره)، 0.00005% در اقیانوس‌ها، حدود 0.14% نیتروژن در شهاب سنگ‌ها و 0.1% در خورشید.
گاز نیتروژن و تاثیرات آن بر سلامتی افراد
همانگونه که بسیاری از شما می‌دانید سهم عمده هوا متعلق به گاز نیتروژن است حدودا 78.08% از هوایی که ما تنفس می‌کنیم گاز نیتروژن است. علاوه بر این گاز نیتروژن در آب و خاک هم مقداری یافت می‌شود. گاز نیتروژن موجود در خاک و آب و هوا با یکدیگر یک چرخه را حاصل می‌کنند و با یکدیگر در ارتباط‌ند.
با پیشرفت تکنولوژی و نیاز صنعت‌ها این گاز نیتروژن ( نیترات و نیتریت ) دستخوش تغییراتی شده است. این تغییرات بیشتر در کودهای شیمیایی قابل مشاهده می‌باشند.
استنشاق گاز نیتروژن در شرایط عادی و بدون نیاز پزشکی یا مورد استفاده خاص، توصیه نمی‌شود. چراکه نیتروژن به تنهایی برای تنفس مناسب نیست و ممکن است منجر به اختلال در سطح اکسیژن بدن شود. علاوه بر این، استنشاق نیتروژن در محیط‌های بسته و بدون احتیاط، ممکن است باعث خطر جدی از اختلال در ترکیب هوایی و ایجاد کمبود اکسیژن شود.
استفاده از گاز نیتروژن در محیط‌های کنترل شده و تحت نظارت متخصصین بهداشت و ایمنی، مثل درمان در برخی بیماری‌ها یا برخی فرآیندهای صنعتی، می‌تواند مفید و ایمن باشد. اما استفاده نادرست از گاز نیتروژن و استنشاق آن بدون راهنمایی و نظارت متخصصین می‌تواند خطرناک باشد و باعث مشکلات جدی ایمنی و بهداشتی شود. بنابراین، توصیه می‌شود هرگز به صورت غیرحرفه‌ای و بدون راهنمایی مجرب استنشاق گاز نیتروژن نکنید.
استفاده نادرست یا نامناسب از گاز نیتروژن می‌تواند عوارض و مشکلات جدی ایجاد کند. در زیر، برخی از عوارض ممکن استفاده نادرست از گاز نیتروژن ذکر شده است:
- ایجاد کمبود اکسیژن: استنشاق گاز نیتروژن به صورت تمامی منافذ تنفسی می‌تواند به کاهش سطح اکسیژن در بدن منجر شود. این ممکن است باعث علائمی مانند سردرد، تعریق، تنگی نفس، سرگیجه و حتی از دست دادن هوشیاری شود. در موارد شدید، می‌تواند منجر به فروپاشی و آسیب به سیستم عصبی و قلبی عروقی شود.
- خطر انفجار: نیتروژن به تنهایی یک گاز بی‌خطر است، اما در محیط‌های بسته و با حجم بالا ممکن است باعث ایجاد خطر انفجار شود. زیرا نیتروژن اکسیژن را از محیط جایگزین می‌کند و ممکن است منجر به کمبود اکسیژن و ایجاد محیط غیرقابل اشتعال شود. این خطر برای محیط‌های صنعتی و آزمایشگاهی با تجهیزات خاص اهمیت دارد.
- اثرات درجه حرارت: گاز نیتروژن در دماهای بسیار پایین می‌تواند منجر به آسیب و سوختگی پوست و بافت‌های بدن شود. تماس مستقیم با گاز نیتروژن مایع یا درگیری با آن می‌تواند منجر به تجمع سریع گاز در محیط و خنک شدن قوی و ناگهانی منطقه مورد تماس شود.