Dinitrogen

ecuación: $\ rho = 3.2091 / 0.2861 ^ {{(1+ (1-T / 126.2) ^ {{0.2966}})}}$
Densidad del líquido en kmol m -3 y temperatura en Kelvin, de 63,15 a 126,2 K.
Valores calculados:

T (K)	T (° C)	ρ (kmol m -3 )	ρ (gcm -3 )
63.15	−210	31.063	0.8702
67,35	−205,8	30.42895	0.85244
69,46	−203,7	30.10489	0.84336
71,56	−201,59	29.77585	0.83414
73,66	−199,49	29.44153	0.82478
75,76	−197,39	29.10159	0,81525
77,86	−195,29	28.75563	0,80556
79,96	−193,19	28.40323	0,79569
82.07	−191,09	28.04391	0,78562
84,17	−188,98	27.67712	0,77535
86.27	−186,88	27.30225	0,76485
88,37	−184,78	26,9186	0,7541
90,47	−182,68	26.52537	0,74308
92,57	−180,58	26.12162	0,73177
94,68	−178,48	25.70628	0,72014

T (K)	T (° C)	ρ (kmol m -3 )	ρ (gcm -3 )
96,78	−176,37	25.27806	0,70814
98,88	−174,27	24.83545	0,69574
100,98	−172,17	24.3766	0,68289
103.08	−170,07	23.89926	0.66951
105,18	−167,97	23.40063	0,65555
107,29	−165,87	22.87715	0,64088
109,39	−163,76	22.32416	0,62539
111,49	−161,66	21.73542	0,6089
113,59	−159,56	21.10221	0.59116
115,69	−157,46	20,41175	0.57181
117,79	−155,36	19.64393	0.55031
119,9	−153,26	18.76395	0.52565
122	−151,15	17.70125	0.49588
124,1	−149,05	16.26236	0.45557
126,2	−146,95	11.217	0.31423

Presión de vapor saturante

1 atm ( -195,8 ° C )

ecuación: $P _ {{vs}} = exp (58.282 + {\ frac {-1084.1} {T}} + (- 8.3144) \ times ln (T) + (4.4127E-2) \ times T ^ {{1}} )$
Presión en pascales y temperatura en Kelvin, de 63,15 a 126,2 K.
Valores calculados:

T (K)	T (° C)	P (Pa)
63.15	−210	12,508
67,35	−205,8	25.723,45
69,46	−203,7	35.577,59
71,56	−201,59	48.184,42
73,66	−199,49	64.031,18
75,76	−197,39	83.637,54
77,86	−195,29	107.551,97
79,96	−193,19	136.348,25
82.07	−191,09	170 622,28
84,17	−188,98	210.989,32
86.27	−186,88	258.081,72
88,37	−184,78	312.547,23
90,47	−182,68	375.047,83
92,57	−180,58	446.259,15
94,68	−178,48	526.870,41

T (K)	T (° C)	P (Pa)
96,78	−176,37	617.584,89
98,88	−174,27	719 120,88
100,98	−172,17	832.213,04
103.08	−170,07	957.614,16
105,18	−167,97	1.096.097,28
107,29	−165,87	1.248.458,14
109,39	−163,76	1.415.517,87
111,49	−161,66	1.598.125,98
113,59	−159,56	1.797.163,56
115,69	−157,46	2.013.546,67
117,79	−155,36	2.248.229,99
119,9	−153,26	2.502.210,55
122	−151,15	2.776.531,76
124,1	−149,05	3.072.287,54
126,2	−146,95	3.390.600

Punto crítico

-147,1 ° C , 33,5 atm , 3216 dm 3 · kg -1

Triple punto

−210,05 ° C , 0,127 atm

Velocidad del sonido

336,96 m · s -1 ( 101,325 kPa , 0 ° C )

Termoquímica

Δ vapor H °

5,57 kJ · mol -1 ( 1 atm , -195,79 ° C )

C p

ecuación: $C _ {{P}} = (281970) + (- 1.2281E4) \ times T + (248.00) \ times T ^ {{2}} + (- 2.2182) \ times T ^ {{3}} + (7.4902 E- 3) \ times T ^ {{4}}$
Capacidad térmica del líquido en J kmol -1 K -1 y temperatura en Kelvin, de 63,15 a 112 K.
Valores calculados:

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ times K})$
63.15	−210	55 930	1997
66	−207,15	56,113	2.003
68	−205,15	56,292	2.009
69	−204,15	56,392	2.013
71	−202,15	56,607	2.021
72	−201,15	56 722	2.025
74	−199,15	56,962	2.033
76	−197,15	57 215	2.042
77	−196,15	57,347	2.047
79	−194,15	57.624	2.057
81	−192,15	57 923	2.068
82	−191,15	58.084	2.073
84	−189,15	58.434	2.086
85	−188,15	58 626	2.093
87	−186,15	59,055	2 108

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ times K})$
89	−184,15	59,559	2.126
90	−183,15	59,844	2 136
92	−181,15	60,497	2 160
94	−179,15	61,279	2 187
95	−178,15	61727	2.203
97	−176,15	62,756	2,240
98	−175,15	63 344	2 261
100	−173,15	64 690	2 309
102	−171,15	66,292	2366
103	−170,15	67 201	2 399
105	−168,15	69,260	2,472
107	−166,15	71 677	2.559
108	−165,15	73,034	2 607
110	−163,15	76,076	2,716
112	−161,15	79.600	2.841

Propiedades electronicas

1 re energía de ionización

15.5808 eV (gas)

Constante dieléctrica

1,454 ( -203 ° C ),

1,0005480 ( 20 ° C , 101,325 kPa , gas)

Propiedades ópticas

Índice de refracción

n _ {{D}} ^ {{25}}

1,0002732 ( 101,325 kPa )

Precauciones

WHMIS

PARA, A :
Temperatura crítica del gas comprimido = −147,1 ° C

Divulgación al 1,0% según los criterios de clasificación

NFPA 704

líquido criogénico refrigerado:

0 3 0

Transporte

1066

Código Kemler:
20 : gas asfixiante o gas que no presenta riesgo secundario
Número ONU :
1066 : NITRÓGENO COMPRIMIDO
Clase:
2.2
Código de clasificación:
1A : Gas comprimido, aspxidiant;
Etiqueta: 2.2 : Gases no inflamables, no tóxicos (corresponde a los grupos designados por una A o una O mayúscula);

1977

Código Kemler:
22 : gas licuado refrigerado, asfixiante
Número ONU :
1977 : NITRÓGENO LÍQUIDO REFRIGERADO
Clase:
2.2
Código de clasificación:
3A : gas licuado refrigerado, asfixiante;
Etiqueta: 2.2 : Gases no inflamables, no tóxicos (corresponde a los grupos designados por una A o una O mayúscula);

Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

El dinitrógeno es una molécula diatómica formada por dos átomos de nitrógeno . Se anota N 2 .

En condiciones normales de temperatura y presión , las moléculas de nitrógeno forman un gas incoloro, que constituye el 78% del aire .

En XXI XX siglo, de dinitrógeno se obtiene generalmente mediante licuefacción de aire, que es el componente principal, con una concentración de 78,06% en volumen y 75,5% en peso, seguido por destilación fraccionada .

Producción

El dinitrógeno atmosférico se puede convertir en amoníaco utilizando el método Haber-Bosch . El amoníaco producido de esta manera se utiliza principalmente en la fabricación de fertilizantes.

La extracción de nitrógeno del aire se puede realizar, entre otras cosas, mediante membranas semipermeables alimentadas con aire comprimido . Estas membranas están compuestas por haces de fibras de óxido de polifenilo de cubierta permeable y huecas recubiertas con una capa de 40 nm .

La pureza del nitrógeno producido por una membrana depende del caudal requerido: por ejemplo, obtener una pureza del 95% permite caudales de hasta 5.000 Nm 3 / h , mientras que la producción de nitrógeno al 99,5% solo permite 0,5 Nm 3 / h .

Otro método para producir nitrógeno a partir de aire comprimido es por adsorción : este tipo de generador de nitrógeno está compuesto por un sistema simétrico de depósitos llenos de un tamiz molecular a base de carbono (CMS). El aire comprimido pasa a través de la columna "en línea" y durante este paso se absorbe O 2 y otros gases atmosféricos. El gas restante es nitrógeno listo para usar. Después de un tiempo preestablecido, el ciclo se invierte, la columna "en línea" entra en modo de regeneración para volver a liberar los gases capturados y liberarlos a la atmósfera (pureza hasta 10 ppm de O 2 ).

Producción mundial en millones de toneladas en 2014:

	País	Producción	% en todo el mundo
1	porcelana	47,3	32,6
2	Rusia	11,8	8.1
3	India	11,0	7,6
4	Estados Unidos	9.33	6.4
5	Indonesia	5,0	3.4
6	Trinidad y Tobago	4,73	3.3
7	Ucrania	4.24	2.9
8	Canadá	3,94	2,7
9	Arabia Saudita	3.2	2.2
10	Katar	2,99	2.1
11	Alemania	2.8	1,9
12	Pakistán	2,7	1,9
13	Egipto	2,66	1.8
14	Francia	2.6	1.8
15	Iran	2.5	1,7
TOTAL MUNDIAL		145,0	100

Fijación biológica

Varias bacterias son capaces de fijar nitrógeno molecular en el aire, el primer paso antes de poder incorporarlo a moléculas orgánicas como proteínas o bases nucleicas que constituyen ácidos nucleicos que sustentan la herencia como el ADN y el ARN . Estas bacterias se encuentran en particular en simbiosis en las raíces de plantas de la familia de las fabáceas .

Estabilidad

El nitrógeno, caracterizado por la presencia de un triple enlace covalente (un enlace σ y dos enlaces π ), es una molécula muy estable que, por tanto, se utiliza como gas inerte para sustituir la atmósfera en la síntesis química . El nitrógeno solo reacciona directamente con el litio y el magnesio para formar los correspondientes nitruros Li 3 N y Mg 3 N 2 .

La estabilidad de la molécula de dinitrógeno es el motor, el origen de la inestabilidad o incluso la explosividad de los compuestos que pueden liberar una molécula de dinitrógeno: azidas , sales de diazonio , azodicarbonamida , etc.

Utilizar

El nitrógeno no líquido se utiliza como gas criogénico .

El gas nitrógeno se utiliza como atmósfera inerte para proteger productos ( sodio , alimentos, compuestos orgánicos , vinos por ejemplo), objetos o recipientes (tanques) de la oxidación, corrosión, insectos, hongos, etc.

El nitrógeno se utiliza para ajustar la composición de mezclas respiratorias en cámaras de descompresión o cilindros de buceo .

Otros usos:
- gas utilizado como plaguicida suave para eliminar la carcoma o ciertos organismos por asfixia (ejemplo: carcoma pequeña ) que han colonizado objetos antiguos frágiles (marcos, esculturas y objetos de madera, incunables, pergaminos, grabados, etc.);
- gas de inflado para acumuladores hidráulicos por su pasividad hacia los aceites;
- agente de extinción de incendios: aleado con 50% de argón y en ocasiones con dióxido de carbono , está presente en determinadas instalaciones de extinción automática de gases que protegen salas de ordenadores o almacenes particulares que no deben ser dañados por el fuego, el polvo o el agua. Conservado en cilindros metálicos a una presión de unos 200 bares , se libera en una habitación donde se ha detectado el inicio de un incendio . El volumen de nitrógeno inyectado reemplaza parte de la atmósfera de la habitación y provoca una caída en el nivel de oxígeno en el aire. El nivel generalmente retenido del 15% de oxidante interrumpe el fenómeno de combustión sin efecto letal sobre la respiración humana;
- Gas de inflado de neumáticos . Aunque el aire ya contiene un 78% de nitrógeno (nitrógeno para ser más precisos), ciertos profesionales de la aviación , el automóvil o la Fórmula 1 (por ejemplo), aumentan esta proporción e inflan los neumáticos con nitrógeno casi puro. Este gas, que tiene la propiedad de ser inerte y estable, mantiene una presión más constante incluso en caso de calentamiento intenso del neumático. Además, es más difícil huir.

Se utilizó para la conservación de la carne .

El nitrógeno, a diferencia de los gases inhibidores químicos halogenados y los CFC, no tiene a priori ningún efecto nocivo para el medio ambiente (no repercute en el efecto invernadero ni en la capa de ozono ). Pero requiere tanques voluminosos, tuberías adecuadas y medidas constructivas para hacer frente a la expansión repentina de un equivalente del 40 al 50% del volumen protegido.

Seguridad

Riesgo de anoxia : el caso más frecuente es el de personas que entran en tanques llenos de nitrógeno sin darse cuenta, porque este gas es inodoro y no provoca sensación de asfixia (provocada por el exceso de dióxido de carbono , y no por la ausencia de oxígeno ). Estas personas luego se enferman, pierden el conocimiento y, si no se sacan muy rápidamente de esta situación, sucumben. Es necesario verificar la presencia de una proporción suficiente de oxígeno en dichos espacios confinados antes de ingresar a ellos, o equiparse con un equipo de respiración autónomo.

Referencia de la ONU para el transporte de mercancías peligrosas

Nombre (francés): nitrógeno comprimido
- Clase 2
- número: 1066

Nombre (francés): nitrógeno líquido refrigerado
- Clase 2
- número: 1977

Masa molar de nitrógeno 28,0 g mol -1

Notas y referencias

nitrógeno (gas comprimido) y de nitrógeno (licuado) , hoja (s) de seguridad del Programa Internacional para la Seguridad de Sustancias Químicas , consultado el 9 de mayo, 2009
masa molecular calculada de " pesos atómicos de los elementos 2007 " en www.chem.qmul.ac.uk .
" Nitrógeno " , en el banco de datos de sustancias peligrosas (consultado el 2 de marzo de 2010 )
(en) Robert H. Perry y Donald W. verde , de Perry Ingenieros Químicos Handbook , EE.UU., McGraw-Hill,1997, 7 ª ed. , 2400 p. ( ISBN 0-07-049841-5 ) , pág. 2-50
(en) David R. Lide, Manual CRC de Química y Física , CRC Press,2009, 90 ª ed. , 2804 p. , Tapa dura ( ISBN 978-1-4200-9084-0 )
(en) David R. Lide, Manual de química y física , Boca Raton, CRC,2008, 89 ª ed. , 2736 p. ( ISBN 978-1-4200-6679-1 ) , pág. 10-205
" Office of Radiation, Chemical & Biological Safety (ORCBS) " (consultado el 21 de abril de 2009 )
" Nitrógeno " en la base de datos de productos químicos Reptox de la CSST (organización de Quebec responsable de la seguridad y salud ocupacional), consultado el 24 de abril de 2009
Por ejemplo, ver (en) Stephen A. Lawrence, Amines. Síntesis, propiedades y aplicaciones , Cambridge University Press,2006, 384 p. ( ISBN 978-0-521-02972-8 , leer en línea ) , "Introducción a las aminas".
(en) Deborah A. Kramer , " USGS Minerals Information: Nitrogen " en minerals.usgs.gov (consultado el 20 de noviembre de 2016 ) .
¿Por qué inflar los neumáticos con nitrógeno? norauto.fr, consultado en septiembre de 2017