Азот масса атомная: Элемент АЗОТ (N) его свойства, получение, изотопы, применение

ГОСТ 23644-79 Азот газообразный, обогащенный стабильным изотопом АЗОТ-15. Технические условия

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

АЗОТ ГАЗООБРАЗНЫЙ,
ОБОГАЩЕННЫЙ СТАБИЛЬНЫМ
ИЗОТОПОМ АЗОТ-15

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ГОСТ 23644-79

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

АЗОТ ГАЗООБРАЗНЫЙ, ОБОГАЩЕННЫЙ СТАБИЛЬНЫМ ИЗОТОПОМ АЗОТ-15 Технические условия Gaseous nitrogen concentrated by stable isotope. Nitrogen-15. Specifications

ГОСТ 23644-79*

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 мая 1979 г. № 1841 срок введения установлен

с 01.07.80

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 28.02.85 № 443 срок действия продлен

до 01.07.90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на газообразный азот, обогащенный стабильным изотопом азот-15, применяемый в научных исследованиях в области физики, химии, сельского хозяйства, биохимии и других отраслях промышленности.

Формула ¹⁵ N ₂ .

Молярная масса (по международным атомным массам 1973 г.) в зависимости от атомной доли изотопа азот-15 — от 28,20 г/моль до 29,98 г/моль.

Марки и пример записи при заказе продукта — по ГОСТ 26335-84.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1.1 . Газообразный азот должен изготовляться марок А, Б, В и Г в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

1.2 . По физико-химическим показателям газообразный азот должен соответствовать нормам и требованиям, указанным в табл. 1 .

Таблица 1

Наименование показатели	Норма
	Химически чистый (х. ч.) ОКП 70 1351 1001	Особой чистоты (ос. ч.) ОКП 70 1351 1042
1 . Внешний вид	Бесцветный газ
2 . Атомная доля изотопа азот-15, %:
марка А	Св. 98,0 до 99,5 включ.
марка Б	» 95,0 » 98,0 »
марка В	» 90,0 » 95,0 »
марка Г	От 10,0 » 90,0 »
3 . Массовая доля азота, %, не менее	99 ,90	99 ,99
4 . Суммарная массовая доля окиси азота и кислорода, %, не более	0 ,10	0 ,01

1.1 , 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1 . Газообразный азот не токсичен и не взрывоопасен.

2.2 . При работе с газообразным азотом необходимо руководствоваться «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденными Госгортехнадзором СССР 19.05.70, а также соблюдать требования ГОСТ 12. 1.005 -76 и ГОСТ 12.1.007-76 .

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.1 . Газообразный азот принимают партиями. Партией считают количество продукции, полученной в результате одного технологического цикла, массой не менее 100 г и оформленное документом о качестве.

3.2 . Каждую партию продукции подвергают проверке на соответствие требованиям разд. 1 . Для проверки от партии отбирают 5 ампул с пробой, две из которых вместимостью по 70 см

3, три — по 10 см³.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3 . Партию продукции считают пригодной, если в результате анализа все требования, предъявляемые к ней, соответствуют настоящему стандарту.

3.4 . При получении неудовлетворительных результатов анализа хотя бы по одному из показателей партию передают на переработку. После переработки партию вторично предъявляют на анализ. Результаты повторного анализа являются окончательными и распространяются на всю партию.

4.1 . Отбор проб

4.1.1 . Пробы для анализа отбирают из емкости с готовой продукцией. Схема отбора проб представлена на черт. 1 .

Схема установки отбора пробы

1 — вакуумметр; 2 — манометрический преобразователь; 3 — мановакуумметр; 4, 6, 9 - вентили; 5 — ампулы с пробой для определения атомной доли изотопа азот-15; 7 — ампулы с пробой для определения массовой доли азота, окиси азота и кислорода;

8 — вакуумные шланги

Черт. 1

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.1.2 . Для определения атомной доли изотопа азот-15 пробу отбирают в три ампулы 5 вместимостью 10 см³ каждая.

Для определения массовой доли азота, окиси азота и кислорода отбирают пробу в две ампулы 7 вместимостью 70 см³ каждая.

Для этого открывают вентиль 9 и откачивают систему до остаточного давления 13∙10^-2-13∙10^-3 Па. Давление контролируют вакуумметром

1 (например, типа ВИТ-2А), включенным в систему через манометрический преобразователь 2 типа ПМТ-2. При достижении указанного выше остаточного давления закрывают вентиль 9 и оставляют систему для проверки на герметичность. Систему считают герметичной, если показание вакуумметра через 1 ч будет не более 2∙10^-3 Па. После этого открывают вентиль 4 и заполняют ампулы 5 и 7 пробой под давлением 5∙10⁴ Па. Давление газа контролируют мановакуумметром 3 (например, типа ОБМВ-160). Заполнив ампулы, вентиль 4 перекрывают .

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.1.3 . Ампулы

5 отпаивают при помощи газовой горелки, а ампулы 7 снимают с вакуумных шлангов. Затем ампулы маркируют, указывают номер партии и дату отбора пробы .

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Допускается применение других методов отбора проб, исключающих разбавление продукта.

4.2 . Определение внешнего вида

4.2.1 . Внешний вид газообразного азота в ампуле определяют визуально.

4.3 . Определение атомной доли изотопа азот-15 (масс-спектрометрический метод)

4.3.1 . Аппаратура, приборы, реактивы

Масс-спектрометр МИ-1201 или любой другой с разрешающей способностью не менее 200.

Вакуумметр ВИТ-2 или ВИТ-1А-П, обеспечивающий измерение предварительного разрежения в диапазоне давлений 0,1-10,0 Па и диапазоне остаточного давления 10^-2-10^-5 Па.

Комплект для контроля температуры, состоящей из милливольтметра Ш4501 по ГОСТ 9736-80 и термоэлектрического преобразователя ТПП-1378.

Насос диффузионный Н-50Р или ДРН-10, обеспечивающий остаточное давление 10^-3 — 10^-4 Па.

Насос предварительного разрежения ВН-461М или НВР-5Д, обеспечивающий давление 1-10 Па.

Система высоковакуумной откачки блока вентилей (черт. 2), обеспечивающая остаточное давление 10^-4-10^-5 Па. Все соединительные трубки должны быть изготовлены из нержавеющей стали марки 12 ´ 18Н10Т по ГОСТ 5632-72.

Ампулоломатель (черт. 2а).

Термометр стеклянный технический по ГОСТ 2823-73.

Азот жидкий по ГОСТ 9293-74.

Линейка измерительная по ГОСТ 427-75.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.3.2 . Подготовка аппаратуры к анализу

Подготовку масс-спектрометра к работе проводят, как указано в инструкции по эксплуатации.

Подготовку системы высоковакуумной откачки блока вентилей к работе проводят следующим образом: включают насос предварительного разрежения, открывают вентили 2, 7, 8 (см. черт. 2) и вентиль откачки блока вентилей масс-спектрометра. При достижении в системе остаточного давления 1-10 Па закрывают вентиль 8 и включают диффузионный насос 4. Остаточное давление контролируют по вакуумметру. При достижении остаточного давления 10^-2-10^-3 Па включают электронагрева тель 1 и проводят прогрев высоковакуумной части системы в течение часа три температуре 200 °С. После охлаждения системы до температуры 20-30 °С закрывают вентили 2, 7 и вентиль откачки блока вентилей.

Система высоковакуумной откачки блока вентилей

1 — электронагреватель; 2; 7; 8 - вентили; 3 — магнитно-ионизационный датчик; 4 — диффузионный насос; 5 — лампа ПМТ-4; 6 — баллон предварительного разрежения

Черт. 2

Ампулоломатель

1 — ниппель; 2 — накидная гайка; 3 — сильфон; 4 — предохранительная трубка; 5 — предохранительная сетка; 6 — стакан; 7 — стеклянная ампула

Черт. 2 а

Для подготовки стеклянной ампулы с продуктом к анализу отсоединяют ампулоломатель от блока вентилей, отвинчивая на кидную гайку 2 (см. черт. 2а), помещают ампулу с пробой в ампулоломатель, подсоединяют его к блоку вентилей масс-спектрометра, открывают вентиль откачки блока вентилей и вентиль 8 (см. черт. 2) для откачки ампулоломателя на предварительное разрежение. При достижении в ампулоломателе остаточного давления газов 1-10 Па, перекрывают вентиль 8 и открывают вентили 2 и 7. При этом ампулоломатель откачивают до остаточного давления 10^-3-10^-4 Па.

4.3.3 . Проведение анализа

Измерение атомной доли изотопа азот-15 осуществляют однолучевым методом. Силу ионного тока регистрируют с помощью самопишущего потенциометра, входящего в комплект масс-спектрометра.

Возможно применение других методов регистрации силы ионного тока, обеспечивающих требуемую точность определения атомной доли изотопа азот-15.

Показания снимают в точках, соответствующих значениям пиков ионных токов, образованных ионами с массовыми числами 28, 29, 30 (ионы ¹⁴ N ₂ ⁺ , ¹⁴ N ¹⁵ N ⁺ , ¹⁵ N ₂ ⁺ ).

Скорость развертки магнитного поля выбирают наибольшей, обеспечивающей обязательное прописывание пиковых значений ионного тока, образованных ионами с вышеуказанными массовыми числами без искажений. Анализ проводят следующим образом. Открывают полностью дозирующий вентиль масс-спектрометра и фиксируют значения, фоновых токов ионов с массовыми числами 28, 29, 30. Если фоновые токи ионов с массовыми числами 29, 30 полностью отсутствуют, а фоновый ток ионов с массовым числом 28 не превышает 4∙10^-14 А (что соответствует выходному напряжению усилителя постоянного тока УПТ, равному 40 мВ), то приступают к измерениям силы ионных токов.

Если фоновые токи превышают указанные допустимые значения, то продолжают прогрев масс-спектрометра еще в течение часа. Закрывают дозирующий вентиль и вентиль откачки блока вентилей масс-спектрометра, разбивают стеклянную ампулу с пробои, изгибая стакан 6 (см. черт. 2а) ампулоломателя. С помощью дозирующего вентиля подают анализируемый газ с такой скоростью натекания в ионный источник, чтобы сила ионного тока, образованного наиболее интенсивными ионами, находилась в пределах (1-5)∙10^-10 A (что соответствует выходному напряжению УПТ, равному 10-50 В). Для получения достаточного количества статистических данных фиксируют последовательно 10 раз значения пиков токов, образованных ионами с указанными массовыми числами.

4.3.4 . Обработка результатов

Атомную долю изотопа a зот-15 (¹⁵ X_{i , j} ) в процентах для i -го наблюдения в j -й серии рассчитывают по формуле

,

где I _{28 ij} ; I _{29 ij} ; I _{30 ij} — интенсивности пиков токов, образованных ионами с массовыми числами 28, 29, 30 соответственно, пА, которые вычисляют по формуле

,

где h_Rij — высота пика в масс-спектре, мм;

b_Rij — масштабный множитель, определяемый выбранной чувствительностью записи данного пика ;

R - значение массового числа соответствующего пика.

Для j -й серии подсчитывают среднее арифметическое  по формуле

,

где n =10 — число наблюдений в каждой серии.

За результат анализа ( ) принимают среднее арифметическое значение атомной доли изотопа азот-15 в процентах, полученное при двух годных сериях измерений

,

где  и  — результаты первой и второй серии измерений.

Значение среднего квадратического отклонения S результата измерений, включающее случайную и систематическую составляющие, в процентах определяют по графику (черт. 2б).

Черт. 2б

Доверительные границы погрешности результатов измерении при доверительной вероятности Р = 0,95 рассчитывают по ГОСТ 8.207-76.

Проверку годности результатов измерений проводят по СТ СЭВ 545-77 .

4. 3.1-4.3.4 . (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

4.4 . Определение массовой доли азота, окиси азота и кислорода (метод газо-адсорбционной хроматографии)

4.4.1 . Аппаратура, материалы, реактивы

Установка вакуумная для ввода пробы в хроматограф (черт. 3).

Насос вакуумный парортутный типа М-50 Р.

Насос предварительного разрежения типа B Н-461 М.

Хроматограф лабораторный газовый ЛХМ-8МД.

Электропечь сопротивления СНОЛ 1.

Вакуумметр типа ВИТ-1-А.

Лупа по ГОСТ 25706-83 или микроскоп МИР-12.

Пестик 2 по ГОСТ 9147-80.

Преобразователь манометрический типа ПМТ-2.

Секундомер СОПпр-2а-2-221 по ГОСТ 5072-79.

Сито с сеткой проволочной тканой по ГОСТ 6613-86.

Ступка 4 по ГОСТ 9147-80.

Чашка выпарительная 5 по ГОСТ 9147-80.

Эксикатор 1 — 100 по ГОСТ 25336-82.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Газ-носитель: гелий газообразный.

Цеолит синтетический СаА.

Интервал времени удерживания компонентов приведен в табл. 2.

Таблица 2

Наименование компонента	Время удерживания, мин
Азот	7-8
Кислород	2-3
Окись азота	13

4. 4.2 . Подготовка к анализу

Синтетический цеолит измельчают в фарфоровой ступке и отсеивают на сите порошок дисперсностью 0,25-0,50 мм.

Взвешивают порошок массой 10 г с погрешностью ± 0,01 г, помещают в фарфоровую чашку, промывают дистиллированной водой для удаления пыли, высушивают в электропечи в течение 4 ч при температуре не более 380 ° С и охлаждают в эксикаторе.

Наполнение хроматографической колонки, подсоединение к хроматографу, включение хроматографа и подготовку его к работе проводят в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя.

Режим работы хроматографа

Вид адсорбента — синтетический цеолит …………………………………………………. СаА

Длина колонки, мм ………………………………………………………………………………… 3000

Диаметр колонки, мм ……………………………… …………………………………………….. 3

Температура колонки, °С ……………………………………………………………………….. 50

Скорость газа-носителя, см³/мин ……………………………………………………………. 60

Скорость движения диаграммной ленты, мм/ч ……………………………………….. 60

Сила тока детектора, мА ………………………………………………………………………… 120.

4.4.3 . Проведение анализа

Анализ проводят на установке, схема которой представлена на черт. 3. Ампулу с пробой подсоединяют к отростку 6. В начальном положении все краны установки, кроме крана 13, должны быть закрыты. Включают насос предварительного разрежения 14 и через 2-3 мин открывают краны 3, 5, 7, 10, выдвигают шток дозирующего элемента 2 и откачивают воздух до остаточного давления 13,3 Па. Давление измеряют вакуумметром 9. Затем при помощи кранов 11 и 15 включают парортутный насос 16 и откачивают воздух из установки до остаточного давления 1,33∙10^-3 Па. Проверяют герметичность установки. Для этого закрывают последовательно краны 3, 5, 7, 10. При помощи кранов 11 и 15 отключают парортутный насос 16. Оставляют в течение 1 ч. Затем открывают последовательно краны 3, 5, 7, 10. Если показание вакуумметра 9 не меняется, установку считают герметичной. Перекрывают краны 5, 10, открывают кран ампулы с пробой. При этом изменяемая смесь наполняет петлю дозирующего элемента 2, к этому времени на диаграмме регистрируется нулевая линия, соответствующая чистому газу-носителю. Шток дозирующего элемента 2 переводят в исходное положение. При этом измеряемая проба поступает в хроматограф.

Схема вакуумная установки для ввода газообразной пробы в хроматограф

1 - хроматограф; 2 — дозирующий элемент хроматографа; 3, 5, 7, 10, 13 — краны двухходовые; 4 — манометр ртутный; 6 — отросток для присоединения ампулы с пробой; 8 - манометрический преобразователь; 9 — вакуумметр; 11, 15 — краны трехходовые; 12 — ловушка; 14 — насос предварительного разряжения; 16 — парортутный насос

Черт. 3

Одновременно засекают время на секундомере и через 10-15 с регистрируют время выхода пиков (см. табл. 2).

Типовые хроматограммы приведены на черт. 4 и 5.

4.4.1.-4.4.3 . (Новая редакция, Изм. № 2).

4.4.4 . Обработка результатов

Массовую долю азота, окиси азота и кислорода (Х _i ) в процентах вычисляют по формуле

,

где S_i — площадь пика определяемого компонента, мм²;

∑ S_R — сумма приведенных площадей всех пиков, мм².

Площадь пика вычисляют, как произведение высоты пика на его ширину, измеренную на середине высоты.

При применении хроматографов с автоматическим вычислением площади пиков погрешность ее определения должна обеспечивать точность массовой доли газообразного азота, окиси азота и кислорода, указанных в настоящем стандарте.

За результат анализа принимают среднее арифметическое значение , полученное от двух годных параллельных определений и рассчитанное по формуле

,

где  и  — результаты первого и второго определения.

Относительное среднее квадратическое отклонение должно составлять:

для массовой доли азота - 0,000436;

для суммарной массовой доли окиси азота и кислорода — 0,12.

Доверительные границы случайной погрешности должны составлять:

для массовой доли азота ± 0,04;

для суммарной массовой доли окиси азота и кислорода ± 0,04.

Проверяют годность результатов определений.

Результат считают годным, если выполняется следующее условие:

для массовой доли азота — <0,014;

для суммарной массовой доли окиси азота и кислорода — <0,01.

1 — кислород; 2 — азот

Черт. 4

1 — азот; 2 — окись азота

Черт. 5

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.4.1-4.4.4 . (Измененная редакция, Изм. № 1).

5.1 . Продукт упаковывают в стандартные баллоны из легированной стали вместимостью от 0,4 до 8,0 дм³ по ГОСТ 949-73 или в запаянные ампулы с разбивающимся вентилем, изготовленные из стекла марки ХС1 или ТХС1 по ГОСТ 21400-75 , вместимостью 1100 см³ (см. черт. 6 ).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.2 . В качестве адсорбента в баллоны на 1/3 объема засыпают активированный уголь марки АГ-3 по ГОСТ 20464-75 .

5.3 . Минимальная масса фасуемого продукта 1 г.

Массу брутто менее 500 г определяют с погрешностью не более 0,05 г, более 500 г — с погрешностью не более 0,5 г.

5.4 . Подготовку потребительской тары и ее заполнение продуктом проводят по нормативно-технической документации.

5.5 . По заполнении баллона продуктом на вентиль устанавливают заглушку с прокладкой из фторопласта по ГОСТ 14906-77 .

5.6 . Давление газа в стеклянных ампулах при заполнении не должно превышать 9,6∙10⁴ Па. Давление контролируют манометром.

Максимальное давление газа в баллоне не должно превышать рабочее давление баллона в условиях полной десорбции газообразного азота с адсорбента.

5.7 . Стеклянные ампулы должны быть запаяны, баллоны опломбированы.

5.8 . На каждый баллон должна быть наклеена этикетка, на которой указывают:

наименование поставщика;

наименование продукта и его химическую формулу;

массу нетто, брутто;

номер партии;

дату изготовления;

номер паспорта;

показатели качества по настоящему стандарту;

номенклатурный номер по классификатору;

гарантийный срок хранения;

штамп технического контроля;

обозначение настоящего стандарта.

5.9 . На стеклянные ампулы наклеивают этикетку с указанием:

наименования продукта;

показателей качества по настоящему стандарту;

номера партии;

номера паспорта;

массы нетто;

обозначения настоящего стандарта.

Черт. 6

5.10 . Стеклянные ампулы помещают в специальные пенопластовые амортизаторы (черт. 7 ).

Черт. 7

5.11 . Стеклянные ампулы в амортизаторах и баллоны должны быть упакованы с применением сухих уплотняющих материалов в ящики, изготовленные из фанеры толщиной 3-10 мм по ГОСТ 3916-69. Размеры ящиков выбирают в соответствии с размерами баллонов и ампул в амортизаторах, а также с учетом рядов предпочтительных чисел по ГОСТ 8032-84 . Ящики толщиной 3 мм обивают деревянными планками толщиной 13 мм и шириной 25 мм. Ящики с баллонами для усиления конструкции обивают по торцам стальной лентой по ГОСТ 3560-73 .

5.12 . Маркируют транспортную тару по ГОСТ 14192-77 .

5.13 . На баллоны несмываемой краской наносится надпись: «Азот газообразный х. ч.» или «Азот газообразный ос. ч.».

Цвет баллона, надписи и поперечной полосы — по ГОСТ 949-73.

5.14 . В транспортную тару вместе с продуктом вкладывают один экземпляр документа о качестве (паспорта) по установленной форме, где указывают:

его номер;

наименование продукта, химическую формулу;

атомную долю изотопа;

массу нетто, брутто;

показатели качества по настоящему стандарту;

дату изготовления;

номер партии;

вид потребительской тары и количество единиц в упаковке;

заводской номер баллона.

5.15 . Продукт перевозят всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

5. 16 . При транспортировании продукт должен быть защищен от воздействия резких перепадов температуры, ударов и падения ящиков.

5.17 . Продукт хранят в закрытых помещениях в упаковке изготовителя при температуре не более 40 °С. Не разрешается хранить продукт вблизи нагревательных приборов.

6.1 . Изготовитель гарантирует соответствие газообразного азота, обогащенного стабильным изотопом азот-15, требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий хранения и транспортирования.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6.2 . Гарантийный срок хранения продукта — один год со дня изготовления. По истечении гарантийного срока хранения продукт перед использованием должен быть проверен на соответствие требованиям настоящего стандарта.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Технические требования . 1 2. Требования безопасности . 2 3. Правила приемки . 2 4. Методы анализа . 2 5. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение . 10 6. Гарантии изготовителя . 13

Физика: МОЛЯРНАЯ МАССА АЗОТА

Молярная масса азота

Молярную массу обычно выражают в г/моль, реже в кг/кмоль. Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число структурных единиц, то молярная масса вещества пропорциональная массе соответствующей структурной единицы, т.е. относительной атомной массе данного вещества (M_r):

M = κ × M_r,

где κ – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех веществ. Относительная молекулярная масса – величина безразмерная. Её вычисляют, используя относительные атомные массы химических элементов, указанных в Периодической системе Д. И. Менделеева.

Относительная атомная масса атомарного азота равна 14,0067 а.е.м. Его относительная молекулярная масса будет равна 14,0064, а молярная масса:

M(N) = M_r (N) × 1 моль = 14,0067 г/моль.

Известно, что молекула азота двухатомна – N₂, тогда, относительная атомная масса молекулы азота будет равна:

A_r(N₂) = 14,0067 × 2 = 28,0134 а.е.м.

Относительная молекулярная масса молекулы азота будет равна 28,0134, а молярная масса:

M(N₂) = M_r (N₂) × 1 моль = 28,0134 г/моль или просто 28 г/моль.

Азот представляет собой бесцветный газ, не обладающий ни запахом, ни вкусом (схема строения атома представлена на рис. 1), плохо растворимый в воде и других растворителях с очень низкими значениями температур плавления (-210^oC) и кипения (-195,8^oC).

Рис. 1. Строение атома азота.

Известно, что в природе азот может находиться в виде двух изотопов ¹⁴N (99,635%) и ¹⁵N (0,365%). Эти изотопы характеризуются различным содержанием нейтронов в ядре атома, а значит и молярной массой. В первом случае она будет равна 14 г/моль, а во втором – 15 г/моль.

Молекулярную массу вещества в газообразном состоянии можно определить, используя понятие о его молярном объеме. Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях.

Для достижения данной цели (вычисление молярной массы) возможно использование уравнения состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

pV = mRT / M,

где p – давление газа (Па), V – объем газа (м³), m – масса вещества (г), M – молярная масса вещества (г/моль), Т – абсолютная температура (К), R – универсальная газовая постоянная равная 8,314 Дж/(моль×К).

Примеры решения задач

Атомный азот — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Атомный азот

Cтраница 1

Получение атомного азота может быть осуществлено путем пропускания газоооразного N2 ( под сильно уменьшенным давлением) сквозь поле высокочастотного электрического разряда. Так как энергии активации реакций с участием свободных атомов обычно весьма малы ( часто — близки к нулю), атомный азот гораздо активнее молекулярного: уже при обычной температуре он непосредственно соединяется с S, P, As, а также с Hg и рядом других металлов.  [1]

Своеобразны еще малоизученные кинетические свойства атомного азота.  [2]

Своеобразны eme малоизученные кинетические свойства атомного азота. С одной стороны, с парафинами происходит реакция расщепления, приводящая к образованию синильной кислоты и углеводородного радикала.  [3]

Своеобразны еще малоизученные кинетические свойства атомного азота. С одной стороны, с парафинами происходит реакция расщепления, приводящая к образованию синильной кислоты и углеводородного радикала.  [4]

Джексоном [100] была развита теории стационарной концентрации радикалов ( в применении к атомному азоту), замороженных в твердой решетке. Теория устанавливает величину предельной концентрации радикалов, но она не учитывает ме-хинизма рекомбинации и свойств матрицы.  [5]

Лтом азота отличается от молекулы по физическим свойствам: молекулярный азот — бесцветен, а атомный азот — золотистого цвета. При практическом использовании любой элемент берется в виде какого-либо конкретного простого вещества. Причем по свойствам эти образования бывают резко отличны друг от друга. Так, углерод может существовать в виде совершенно не схожих угля или алмаза. Они обладают различной твердостью, цветом, пластичностью, однако при сжигании образуют одно и то же — оксид углерода ( IV), называемый углекислым газом. Из одних и тех же атомов может образовываться несколько простых веществ. Способность элемента образовывать простые вещества с различными физическими свойствами называют аллотропией.  [6]

Частей Периодической таблицы

атомная масса элемента — это средняя масса атомов элемента, измеряемого в единицах атомной массы (а. е.м., также известная как дальтон , D). Атомная масса представляет собой средневзвешенное значение всех изотопы того элемента, в котором масса каждого изотопа равна умноженное на содержание этого конкретного изотопа. (Атомный масса также обозначается как атомный вес , но термин «масса» более точным.)

Например, экспериментально можно определить, что неон состоит из трех изотопов: неон-20 (с 10 протонами и 10 нейтронами в ядро) массой 19,992 а.е.м. и содержанием 90,48%, неон-21 (с 10 протонами и 11 нейтронами) с массой 20,994 а.е.м. и содержание 0,27%, и неон-22 (с 10 протонами и 12 нейтронами) с масса 21,991 а.е.м. и содержание 9,25%. Средняя атомная масса неона таким образом:

0.9048		19,992 аму	=	18,09 аму
0,0027		20,994 аму	=	0,057 а.е.м.
0,0925		21,991 аму	=	2,03 а. е.м.
				20.18 а.е.

Атомная масса полезна в химии, когда она соединена с концепция моля: атомная масса элемента, измеренная в а.е.м., равна то же, что масса одного моля элемента в граммах. Таким образом, поскольку атомная масса железа составляет 55,847 а.е.м., один моль атомов железа весил бы 55,847 грамма. Ту же концепцию можно распространить на ионные соединения и молекулы. Одна формульная единица хлорида натрия (NaCl) весит 58.44 а.е.м. (22,98977 а.е.м. для Na + 35,453 а.е.м. для Cl), таким образом, моль хлорида натрия будет весить 58,44 грамма. Одна молекула воды (H ₂ O) будет весить 18,02 а.е.м. (21,00797 а.е.м. для H + 15,9994 а.е.м. вместо O), а моль молекул воды будет весить 18,02 грамма.

Оригинальная периодическая таблица элементов, опубликованная Димитрием. Менделеев в 1869 г. расположил известные в то время элементы в порядок увеличения атомного веса, так как это было до открытия ядра и внутренней структуры атома. Современный таблица Менделеева расположена в порядке возрастания атомный номер вместо.

Что такое атомная масса азота?

Химия

Наука

• Анатомия и физиология
• Астрономия
• Астрофизика
• Биология
• Химия
• науки о Земле
• Наука об окружающей среде
• Органическая химия
• Физика

Математика

• Алгебра
• Исчисление
• Геометрия

Факты об азоте, символ, открытие, свойства, использование

Что такое азот

Азот (произносится как Nye-treh-gen) — химический элемент, существующий в форме бесцветного двухатомного газа. Обозначается химическим символом N, он принадлежит к семейству неметаллов. Это пятый по содержанию элемент в земной коре, представленный молекулярной формулой N ₂ ^{[1, 2]} . Существует 12 изотопов азота с массами от 11 до 19, из которых только N-14 и N-15 встречаются в природе ^[3] .

Обозначение азота

Где находится азот

В атмосфере Земли он составляет около 78% воздуха, который, по оценкам, составляет около 4000 триллионов тонн.Его извлекают из сжиженного воздуха фракционной перегонкой ^{[1, 2]} .

История

Происхождение названия: Оно происходит от греческих слов «нитрон» и «гены», которые означают образование нитра. ^[1] .

Кто открыл это: Дэниел Резерфорд ^[1]

Когда, где и как было обнаружено

Впервые он был получен в 1760-х годах двумя английскими учеными Генри Кавендишем и Джозефом Пристли при попытке отделить кислород от воздуха. Однако им не удалось подтвердить наличие нового газообразного элемента в атмосфере. Только в сентябре 1772 года в Эдинбурге, Шотландия, Резерфорд назвал его азотом после тщательного анализа ^[1] .

Азот

Идентификация
Атомный номер	7 [1]
Номер CAS	7727-37-9 [1]
Позиция в таблице Менделеева [1]	Группа	Период	Блок
	15	2	с.

Местоположение азота в Периодической таблице

Классификация, свойства и характеристики азота

Общая недвижимость
Относительная / средняя атомная масса	14.007 [1]
Атомная масса / вес	14,007 атомных единиц массы [5]
Молярная масса / молекулярная масса	28,014 г / моль [4]
Массовое число	14
Физические свойства
Цвет / внешний вид	Бесцветный [1]
Запах	Без запаха [4]
Температура плавления / замерзания	–210 ° C (-346 ° F) [1]
Температура кипения	-195. 795 ° C (-320,431 ° F) [1]
Плотность	0,001145 г / см 3 [1]
Стандартное / Физическое состояние вещества при нормальной комнатной температуре (твердое тело / жидкость / газ)	Газ [1]
Электропроводность	Неизвестно [3]
Теплопроводность	0,02583 Wm -1 K -1 [4]
Химические свойства
Воспламеняемость		Невоспламеняющийся [4]
Степени окисления (числа)		5, 4, 3, 2, -3 [1]

Точечная структура азота по Льюису

Атомные данные азота (элемент 14)

Валентные электроны	5 [6]
Электронная конфигурация (конфигурация благородного газа)	[He] 2s 2 2p 3 [1]
Атомная структура [3]
— Количество электронов	7
— Количество нейтронов	7
— Число протонов	7
Радиус атома
— Атомный радиус	1. 55 Å [1]
— Ковалентный радиус	0,71 Å [1]
Электроотрицательность	3,04 [3]
Заряд ионов	-3 [7]
Энергия ионизации [1] (кДжмоль -1 )	1-й	2-я	3-й	4-я	5-я	6-й	7-й
	1402.328	2856.092	4578.156	7475.057	9444.969	53266.97	33603,91

Азотная модель Бора (атомная структура)

Как обычно используется азот

• Шины, заполненные азотом, имеют более стабильное давление, чем шины, заполненные воздухом, что сводит к минимуму возможность утечки ^[1] .
• Используется при отжиге нержавеющей стали для снижения напряжения и улучшения ее общих функций ^[1] .
• Являясь инертным неметаллом, он используется для защиты полупроводниковых устройств, таких как светодиоды и транзисторы ^{[1, 2]} .
• Жидкий азот — эффективный криоген, используемый в медицинском распылительном оборудовании для удаления бородавок, доброкачественных опухолей и злокачественных новообразований, а также для лечения других проблем кожи ^[8] . Он также используется в качестве хладагента для хранения донорских органов, яйцеклеток, спермы и других клеток организма для медицинских целей и научных исследований. Кроме того, он помогает хранить продукты дольше ^[1] .
• Органический азот является важным химическим компонентом удобрений, нейлона, красителей, азотной кислоты и взрывчатых веществ ^[1] .
• Сварочные аппараты для азотной пластмассы используются при ремонте пластмассовых деталей автомобилей путем удаления кислорода ^[9] .
• Азотный иприт, разновидность иприта, состоящего из азота, используется в качестве химиотерапевтических средств при лечении рака ^[10] .

Элемент токсичен

Вдыхание большого количества N ₂ может привести к удушью, слабости и потере сознания ^[4] .Глубоководные водолазы склонны к состоянию, называемому наркозом, которое характеризуется такими симптомами, как галлюцинации, дезориентация, потеря концентрации и кратковременная память в результате повышенного давления азота в крови ^[11] . Попадание жидкой формы неметалла на кожу и в глаза может вызвать некоторые опасные эффекты, такие как обморожение, боль и ожоги. ^[4] .

Азот жидкий

Интересные факты

• Это основная составляющая белков и нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) в организме большинства живых организмов ^[4] .
• Во времена египетской цивилизации его получали путем нагревания смеси навоза, соли и мочи ^[1] .
• Азот иногда называют «дефлогистированным» или «сгоревшим», поскольку, как только весь кислород забирается из воздуха, он состоит только из бывшего ^[12] .

Стоимость азота

Так как он продается в виде баллонов, стандартный 50-литровый будет стоить около 150 долларов, в то время как цена жидкого азота колеблется где-то в пределах 0 долларов.50 и 0,60 доллара за галлон.

Список литературы

1. http://www.rsc.org/periodic-table/element/7/nitrogen
2. https://education.jlab.org/itselemental/ele007.html
3. https://www.chemicool.com/elements/nitrogen.html
4. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Nitrogen#section=Top
5. https://hobart.k12.in.us/ksms/PeriodicTable/nitrogen.htm
6. https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Inorganic_Chemistry/Supplemental_Modules_(Inorganic_Chemistry)/Descriptive_Chemistry/Elements_Organized_by_Block/2_p-Block_Elements/Group_15%_3A_Theof_Elements/Group_15%_3A_Theofit_Elements/Group_15%_3A_Theof_Nitrogen_15 %_3A_Theofit_3
7. https: // opencurriculum.org / 9436 / химические-свойства-азота /
8. https://www. aafp.org/afp/2004/0515/p2365.html
9. https://rts.i-car.com/collision-repair-news/nitrogen-hot-air-welding.html
10. http://cutaneouslymphoma.stanford.edu/community/mustargen.html
11. https://www.oughttco.com/what-is-nitrogen-narcosis-2963052
12. https://www.oughttco.com/nitrogen-facts-606568

Н. Азот. № атома Обозначение атома Атомная масса # протонов # электронов # нейтронов Состояние вещества при комнатной температуре.7 N патронов.

Презентация на тему: «Азот N. Номер атома. Символ атома. Атомная масса, количество протонов, количество электронов, количество нейтронов. Состояние вещества при комнатной температуре. 7 N 14.0067 7 7 14.0067 раундов» — стенограмма презентации:

1 N азот

2 № атома Обозначение атома Атомная масса # протонов # электронов # нейтронов Состояние вещества при комнатной температуре. 7 N 14,0067 7 7 14,0067 округляется до 14. 14-7 = 7 Газ N Азот 7 14,0067

3 Скорее всего, образуются ионы с зарядом -3, которые действуют как благородный газ Неон. Азот N 7 14.0067

4 Как и кислород, азот обычно существует парами (N 2). Азот составляет 78% нашей атмосферы — безусловно, самый распространенный элемент. Хотя азот менее реактивен, чем кислород, он необходим для многих жизненных процессов.Азот N 7 14.0067

5 Аминокислоты, строительные блоки белков и жизни, содержат азот. Хотя в воздухе много азота, он часто является ограничивающим реагентом в живых системах. Без азота органические материалы не разрушаются и недоступны для будущего роста. N необходим для удобрений и взрывчатых веществ! Азот N 7 14.0067

6

9 Азот N 7 14. 0067 N 2 — атмосферный азот N 2 O — закись азота «веселящий газ» NH 4 — — аммиак NO 3 — нитрит NH 2 CHRCOOH — аминокислоты

Уровень химии: атомная структура

Что такое атом

Атом — это наименьший компонент элемента, обладающий химическими свойствами элемента.

Базовая структура атома

Базовая структура атома

• Атом имеет ядро ​​в центре, содержащее нейтроны и протоны с одним или несколькими электронами, циркулирующими вокруг ядра в электронных оболочках или с различной энергией уровни .
• Протоны заряжены положительно.
• Нейтроны не имеют заряда.
• Электроны заряжены отрицательно.
• Электроны удерживаются электростатической силой притяжения за счет отрицательного заряда и положительного заряда протонов.
• Атом электрически нейтрален, потому что одно и то же число протонов (положительный заряд) в ядре уравновешивается числом электронов (отрицательный заряд) в оболочках.
  

Как идентифицировать атомы разных элементов

• Число протона также называют атомным номером.
• Атомный номер (число протонов) определяет идентичность элемента.
• Каждый элемент имеет разное число протонов, и никакие два разных элемента не имеют одинакового числа протонов.
• Например, у водорода одно протонное число, у углерода шесть протонов и у хлора семнадцать протонов (см. Изображение ниже).

Водород имеет один (протонное число) атомный номер

Углерод имеет шесть (протонное число) атомных номеров

Хлор имеет 17 (протонное число) атомный номер

• В Периодической таблице элементы расположены в порядке возрастания атомного номера.

Периодическая таблица

Относительные заряды и приблизительные относительные массы протонов, нейтронов и электронов

• Поскольку атом слишком легкий для измерения с помощью весов, используется относительная атомная масса (а.е.м., символ Ar ) .
• Относительная атомная масса — это средняя масса атома элемента по отношению к массе атома углерода-12.
• 1 а.е.м. = 1/12 массы атома углерода-12

Относительная масса атома углерода-12 = 12 (6 протонов + 6 нейтронов)

Относительная масса атома водорода = 1 (1 протон + 0 нейтронов)

Это означает, что средняя масса атома водорода составляет 1/12 массы атома углерода-12.

Относительная масса атома магния = 24 (12 протонов + 12 нейтронов)

Это означает, что средняя масса атома магния в два раза больше массы атома углерода-12.

• Фактически, относительная масса атома — это общее количество протонов и нейтронов в ядре.
• Электроны опущены, потому что их масса очень мала.
• Протон и нейтрон имеют почти одинаковый вес с относительной массой 1, но вес электрона составляет только 1/1837 веса протона.

• Протоны и нейтроны находятся в ядре атома, поэтому их называют нуклонами . Нуклонное число (массовое число / атомная масса) = протоны + нейтроны

• Число протонов и число нуклонов элемента часто кратко выражаются следующим образом:

Пример 1. Водородный элемент

Атомная структура водородного элемента Водородный элемент, кратко записанный Пример 2: гелиевый элемент

Список атомов первых 20 элементов Периодической таблицы, расположенный в порядке возрастания атомного номера.

		Атомный номер (протоны)			Нуклонное число (протоны + нейтроны)

Электронная конфигурация / Электронная структура

Электроны движутся очень быстро, циркулируя по ядру. Электроны могут занимать только определенные энергетические уровни (оболочки) и не могут существовать между разными уровнями (оболочками) одновременно. Каждый энергетический уровень (оболочка) может удерживать только определенное количество электронов.

Атом хлора, электронная конфигурация: 2,8,7

F Первая оболочка , ближайшая к ядру, имеет самый низкий уровень энергии, вмещает до 2 электронов.

Вторая оболочка , имеет более высокий уровень энергии, вмещает до 8 электронов.

Третья оболочка также может содержать до 8 электронов.

Чем дальше от ядра находится оболочка, тем выше уровень энергии.

Электронная конфигурация означает расположение электронов в атомах.

Для любого атома электроны заполняют уровни энергии, начиная с самой низкой энергии (самой внутренней оболочки). Когда первая оболочка заполнена двумя электронами, оставшиеся электроны начинают заполнять второй энергетический уровень (вторую оболочку) максимум до 8 электронов. Затем электроны продолжают заполнять третий энергетический уровень и так далее. Как показано на рисунке выше, атом хлора содержит 17 электронов. 2 его электрона заполняют первую оболочку, затем следующие 8 электронов заполняют вторую оболочку, а остальные семь электронов заполняют третью оболочку. Электронная конфигурация для хлора может быть записана как 2,8,7

Электронная конфигурация / электронная структура (первые 20 атомов)

Электронная конфигурация и периодическая таблица

Горизонтальный ряд определяется как период.Атомы одного периода имеют одинаковое количество оболочек.

• Все атомы периода 1 имеют одну оболочку
• Все атомы Периода 2 имеют две оболочки и так далее.

Вертикальный столбец определен как Группа. Атомы одной группы имеют одинаковое количество валентных электронов (такое же количество электронов во внешней оболочке или последней оболочке).

• Все атомы Группы 1 имеют один валентный электрон (один электрон во внешней оболочке или последней оболочке).
• Все атомы Группы 2 имеют два валентных электрона (два электрона в самой внешней оболочке или последней оболочке).

Определить изотопы

• Изотопы — это атомы одного и того же элемента с одинаковым числом протонов, но с другим числом нейтронов

или

• Атомы одних и тех же элементов с разными числами нуклонов или массовыми числами из-за разного числа нейтронов.

Изотопы водорода:

Водород Атомная масса 1 1 протон, 0 нейтронов, 1 электрон

Тритий, изотоп водорода Атомная масса 2 1 протон, 1 нейтрон, 1 электрон

Дейтерий, изотоп водорода Атомная масса 3 1 протон, 2 нейтрона, 1 электрон

Изотопы углерода:

Изотопы: идентичные химические свойства

Изотопы одного и того же элемента обладают идентичными химическими свойствами. Это связано с тем, что изотопы одного и того же элемента имеют одинаковое электронное распределение. Другими словами, у них одинаковое число протонов и одинаковое число электронов.

Есть два типа изотопов.

1. Стабильные изотопы
2. Нестабильные изотопы, называемые радиоизотопами

• нестабильных изотопов из-за дополнительных нейтронов в ядрах, которые являются радиоактивными.
• примеров: кобальт-60, используемый в лучевой терапии, и уран-235, используемый в качестве источника ядерной энергии.

Использование радиоизотопов в промышленности (Примечание: без определения углерода)

1. Обнаружение утечек
2. Монитор толщины бумажной продукции
3. Ядерное топливо для выработки электроэнергии
4. Рентгенограммы сварных швов
5. Измерительный износ
6. Стерилизация пищевых продуктов (консервирование)

Использование радиоизотопов в медицинской практике

1. Лечение рака
2. Радиотерапия
3. Лечение щитовидной железы
4. Рентгеновские лучи
5. Трейсерские исследования в теле
6. Стерилизационное оборудование
7. Локализация опухоли

На редакцию: Атомная структура — вопросы IGCSE за прошлый год, статья 1



.