اطلاعات فنی و ایمنی گاز نیتروژن

مهمترین منابع گاز نیتروژن اتمسفر است که نیتروژن گازی را از جو می توان با روشهای مایع شدن و تقطیر جز به جز به دست آورد. نیتروژن در همه سیستمهای حیاتی و همه ترکیبات زیستی یافت می شود.

یک شیمیدان فرانسوی اشتباها نام ازت را به معنی مرده یا بدون حیات روی گاز نیتروژن گذاشت. به هر حال ترکیبات نیتروژن در غذاها، مواد آلی، کودها، مواد سمی و مواد منفجره یافت می شود. گاز نیتروژن بی رنگ، بی بو، و در حالت عادی بی اثر است. نقطه جوش آن 195.80 درجه است. گاز نیتروژن می تواند توسط واکنش آب و نیتریت آمونیوم تولید شود. نیترات سدیم و نیترات پتاسیم از تجزیه ترکیبات آلی حاصل می شود. نیترات پتاسیم در مناطق خشک دنیا برای استفاده کودهای ازتی یافت می شود. از دیگر ترکیبات نیتروژن آلی اسید نیتریک، آمونیاک، سیانیدها و اکسیدهای نیتروژن هستند.

چرخه نیتروژن یکی از مهمترین فرایندها در طبیعت برای ارگانیسمهای زند ه است. این چرخه باکترهای نیتروژن دار را به نیتروژن گازی تبدیل می کند. نیتروژن و ترکیبات پروتئینی نقش تعیین کننده در حیات انسانها را دارند.

آمونیاک یکی از مهمترین ترکیبات نیتروژن است. که توسط فرایندهای هابر تولید می شود. گاز طبیعی متان در واکنش دی اکسید کربن و هیدروژن گازی در دو مرحله حاصل می شود. هیدروژن گازی و نیتروژن گازی در فرایند هابر تولید آمونیاک می کنند. این گاز بیرنگ دارای بوی تیز است و به آسانی به مایع تبدیل می شود

اثرات گاز نیتروژن بر سلامتی انسان

مقدار مولکولهای گازنیتروژن در هوا زیاد است. نیتروژن در آب و خاک به صورت نیترات و نیتریت پیدا میشود. کلیه این مواد بخشی از چرخه نیتروژن به حساب می آیند، اگر چه همه این اشکال نیتروژن با یکدیگر در ارتباط هستند.

انسان خصوصیات نیترات و نیتریت طبیعی را تغییر داده است. این تغییرات بالاخص در کودهای شیمیایی نیتروژن دار اتفاق افتاده است. شرکتهای صنعتی با نیتروژنی که تولید میکنند میزان نیترات و نیتریت خاک و آب را که نتیجه چرخه نیتروژن میباشند را تغییر میدهند. به دلیل این فعالیتها غلظت نیترات در آب آشامیدنی افزایش می یابد.

نیتراتها و نیتریتها بر سلامت انسان تاثیر دارند. این اثرات عبارت هستند از:

واکنش با هموگلوبین خون، این امر باعث کاهش توانایی خون برای انتقال اکسیژن میشود

عملکرد غده تیروئید را کاهش میدهد

میشود. A سبب کمبود ویتامین   نیتریت

اثرات زیست محیطی نیتروژن

انسان با فعالیتهایی که انجام داده است باعث تغییر مقدار نیتریت و نتیرات در طبیعت گشته است. عمده ترین عامل افزایش مقدار نیترات و نیتریت در محیط زیست کودهای شیمیایی هستند. فرآیند احتراق سبب افزایش نیترات و نیتریت میشود، زیرا بخارات متصاعد شده از اکسیدهای نیتروژن در محیط زیست به نیترات و نیتریت تبدیل میشوند.

طی تولیدات شیمیایی، نیترات و نیتریت تشکیل میشوند و برای کنسرو کردن مواد غذایی مورد استفاده قرار میگیرند. همین مسئله سبب افزایش غلظت ترکیبات نیتروژن در آبهای سطحی و زیرزمینی و به تبع آن در غذا میشود.

افزایش پیوندهای نیتروژنی در محیط زیست سبب اثرات متنوعی میشود. یک، تنوع در پیوند شیمیایی باعث تغییر در ترکیب شیمیایی گونه های مختلف موجودات زنده میگردد. ثانیاً نیتریت اثرات مختلفی بر زندگی انسان و جانوران میگذارد. غذای غنی از ترکیبات نیتروژن سبب کاهش انتقال اکسیژن خون شده و عواقب وخیمی برای گله های گاو دربردارد.

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر نیتروژن :

عدد اتمی:7

جرم اتمی: 14.00674

نقطه ذوب : C°-210.0

نقطه جوش: C°-195.7

شعاع اتمی : Å 0.75

ظرفیت:5

رنگ: بی رنگ

حالت استاندارد: گاز

نام گروه: 15

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 1402.3

شکل الکترونی: 1s2 2s22p3

الکترونگاتیوی: 2.55

حالت اکسیداسیون: 2, 4, -4

دانسیته: 2.26

گرمای تبخیر : Kj/mol 355.8

مقاومت الکتریکی : Ohm m 1.37×10- 5

گرمای ویژه: J/g Ko 0.710

دوره تناوبی:2

شماره سطح انرژی : 2

انرژی اولیه : 2

انرژی ثانویه : 5

شماره ایزوتوپ : 2

ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

N-13 9.97 دقیقه

N-14 پایدار

N-15 پایدار

N-16 7.13 ثانیه

تماس مایع و  گاز نیتروژن با چشم

نیتروژن مایع که تحت فشار است و در خروج از کپسول موجب یخ زدن می شود ، در صورتیکه بطورتصادفی وارد چشم گردد (به چشم اصابت کند)، موجب یخ زدگی بافتهای در معرض قرار گرفته چشم خواهد شد و بسته به میزان آلودگی می تواند موجب یخ زدگی جزئی و یا عمیق شود.

تماس مایع و گاز نیتروژن با پوست

ریختن نیتروژن مایع روی پوست ویا تماس پوست با نیتروژن تحت فشار که بسرعت شروع به انبساط کرده و دمای زیادی از محیط می گیرد، موجب یخ زدگی محل تماس می گردد. عوض شدن رنگ پوست از عوارض آن است.

بلعیدن مایع نیتروژن

با توجه به اینکه نیتروژن مایع پس از خروج از سیلندر در مدت بسیار کوتاهی تبدیل به گاز می شود،موضوع خوردن و بلعیدن آن منتفی است اما در هر صورت تماس اتفاقی آن با مخاط دهان و مجاری گوارشی موجب یخ زدگی آنها می شود.

استنشاق گاز نیتروژن

با توجه به اینکه 80% حجم هوا گاز نیتروژن است، استنشاق این گاز ضرری ندارد، اما ممکن است در محیط های محدود در صورت نشت مقادیر قابل توجهی از گاز ازت، این گازجایگزین اکسیژن هوا شده و سبب بروز خطر کمبود اکسیژن و خفگی گردد. کمبود اکسیژن در هوا می تواند سبب سردرد، زنگ زدن در

گوشها، سرگیجه، کسالت، بیهوشی، حالت تهوع، و از کار فتادگی حواس شود. در صورتیکه 12 تا 16 درصد اکسیژن در محیط وجود داشته باشد، استنشاق گاز نیتروژن موجب افزایش تعداد دفعات دم و بازدم شده و هماهنگی رفتارهای عضلانی را تا حدودی مختل می کند. در صورتیکه مقدار اکسیژن در محیطی

که گاز نیتروژن در آن پراکنده شده است کمتر شده و به 10 تا 14 درصد برسد تعادل روحی روانی فرد برهم خورده و موجبات خستگی غیرعادی و اختلال در تنفس وی فراهم می شود. در صورت رسیدن غلظت اکسیژن به 6 تا 10 درصد حجمی، حالت تهوع و استفراغ به فرد مصدوم دست داده و هوشیاری

وی کاهش یافته و یا از دست می رود. در غلظتهای کمتر از 6 درصد اکسیژن، فرد دچار تشنج شده و احتمال توقف تنفس و مرگ وی وجود دارد.

اشتعال گاز نیتروژن

گاز نیتروژن قابل اشتعال نیست ولی سرایت آتش و دمای بالا به مخازن و یا خطوط انتقال آن می تواند موجب ترکیدگی این ظروف و یا مسیرها شود. ضمنا در حضور اکسیژن و دمای بالا ، اکسیدهای خطرناک نیتروژن تولید خواهند شد.

انفجار گاز نیتروژن

گاز نیتروژن خاصیت انفجاری ندارد.