Азот - неживий газ, який так необхідний для життя, зварювання і зварник
Азот хімічний елемент, атомний номер 7, атомна маса 14,0067. У повітрі вільний азот (у вигляді молекул N2) становить 78,09%. Азот трохи легший за повітря, щільність 1,2506 кг / м 3 при нульовій температурі і нормальному тиску. Температура кипіння -195,8 ° C. Критична температура -147 ° C і критичний тиск 3,39 МПа. Азот безбарвний, без запаху і смаку, нетоксичний, невоспламеняемий, невзривоопасен і не підтримує горіння газ в газоподібному стані при звичайній температурі має високу інертністю. Хімічна формула - N. У звичайних умовах молекула азоту двухатомная - N2.
Виробництво азоту в промислових масштабах засноване на отриманні його з повітря (див. Спосіб отримання азоту).
До сих пір ведуться суперечки про те, хто був першовідкривачем азоту. У 1772 р шотландський лікар Даніель Резерфорд (Daniel Rutherford) пропускаючи повітря через розпечене вугілля, а потім через водний розчин лугу - отримав газ, який він назвав «отруйний газ». Виявилося, що горить лучинка, внесена в посудину, наповнений азотом, гасне, а жива істота в атмосфері цього газу швидко гине.
У той же час, проводячи подібний досвід, азот отримали британський фізик Генрі Кавендшін (Henry Cavendish) назвавши його «задушливий повітря», британський натураліст Джозеф Прістлі (Joseph Priestley) дав йому ім'я «дефлогістованим повітря», шведський хімік Карл Вільгельм Шеєле (Carl Wilhelm Scheele ) - «зіпсоване повітря».
Остаточне ім'я «азот» даному газу дав французький вчений Антуан Лоран Лавуазьє (Antoine Laurent de Lavoisier). Слово «азот» грецького походження і означає «неживий».
Як ми вже писали в статті «Карбід кальцію і ацетилен - друзі не розлий вода! »- азот досить легко поглинається розпеченим карбідом кальцію, утворюючи при цьому важливий технічний продукт - ціанамід кальцію.
Рідкий азот безбарвна рідина без запаху з температурою кипіння -195,8 ° C при тиску 101,3 кПа і питомим об'ємом 1,239 дм 3 / кг при температурі -195,8 ° C і тиску 101,3 кПа. Рідкий азот використовується як холодоагент. Рідкий азот може викликати обмороження шкіри і ураження слизової оболонки очей. Закис азоту безбарвний газ, має солодкуватий смак і слабкий, приємний запах. Властивості цього газу були вивчені англійським хіміком Гемфрі Деві (Humphry Davy) в 1799 році. Цікавлячись дією різних газів на організм людини, Деві зазвичай відчував їх на собі. При вдиханні закису азоту, він прийшов в збуджений стан, що супроводжується сміхом. За ці властивості закис азоту була названа їм - звеселяючим газом. Надалі було встановлено, що при більш тривалому вдиханні закису азоту наступає втрата свідомості. Закис азоту - оксид, що не дає кислот, він відноситься до несолеобразующіе окислам.
Закис азоту (N2 O) не може бути отримана з газоподібного кисню та азоту, вона утворюється з азотно-кислої солі амонію, яка при обережному нагріванні розкладається на закис азоту і воду по реакції:
Газоподібний азот щодо інертний за своїми властивостями газ без кольору і запаху щільністю 1,25046 кг / м 3 при 0 ° C і тиску 101,3 кПа. Питома обсяг газоподібного азоту дорівнює 860,4 дм 3 / кг при тиску близько 105 Па і температурі 20 ° C.
На відміну від кисню, який взаємодіє майже з усіма елементами, зустрічаються в природі, газоподібний азот при кімнатній температурі з'єднується з єдиним елементом - літієм. утворюючи при цьому нітрид літію:
Але при високих температурах ряд металів (титан, молібден і ін.) З азотом утворюють нітриди, що знижують механічні властивості металу і тому його концентрацію в зоні плавлення прагнуть обмежити.
Газоподібний азот найчастіше застосовують:
- для створення інертної атмосфери при виробництві, зберіганні та транспортуванні легко окислюється продуктів;
- при високотемпературних процесах (наприклад - зварювання та різання) обробки металів, які не взаємодіють з азотом;
- для консервації замкнутих металевих судин і трубопроводів.
Азот є інертним по відношенню до міді і її сплавів (він не розчиняється в міді і не реагує з нею) навіть при високих температурах. Тому його використовують, як в чистому вигляді, так і в складі захисного газової суміші з аргоном Ar (70-90%) + N2 (30-10%).
Також газоподібний азот використовують для зварювання аустенітних нержавіючих сталей - виключно як компонент захисної газової суміші з аргоном.
Виникає логічне запитання: «Якщо азот утворює карбіди. який сенс його використовувати для зварювання нержавіючих сталей, в складі яких є карбидообразующие елементи? »
Випускають азот по ГОСТ 9293 газоподібним і рідким. Для зварювання та плазмового різання застосовують газоподібний азот 1-го (99,6% азоту) і 2-го (99,0% азоту) сортів.
Зберігають і транспортують його в стислому стані в сталевих балонах по ГОСТ 949. Балони пофарбовані в чорний колір і написом жовтими буквами «АЗОТ» на верхній циліндричної частини.
