氮气的发现和性质

氮气的发现和性质


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-11-17 编辑:xuzhiping 浏览次数: 6198

标签:

摘要: 1771年,瑞典药剂师谢勒在密闭的玻璃钟罩内进行燃烧白磷的实验,发现熄火以后钟罩内的水面约上升了1/4~1/3的体积。由此断定空气由两种成分组成:一种是能够维持生命与燃烧的“火空气”(氧气),另一种则被称为“池空气”或“无效空气”。 第二年(1772年),英国...

1771年,瑞典药剂师谢勒在密闭的玻璃钟罩内进行燃烧白磷的实验,发现熄火以后钟罩内的水面约上升了1/4~1/3的体积。由此断定空气由两种成分组成:一种是能够维持生命与燃烧的“火空气”(氧气),另一种则被称为“池空气”或“无效空气”。

第二年(1772年),英国医生卢瑟福做了类似的实验,并发表了论文。他把不能维持动物生命的“浊空气”称为“恶臭的空气”(mephiticair)。

18年以后(1790年),法国化学家查普塔证实空气中的浊空气就是由硝石(NaN03)点燃后分解所产生的气体。因此他将这种气体元素命名为Nitrogen(N,氮),词根的原意是“硝石”。

氮气是一种无色、无味的气体,约占空气体积的78%(空气质量的75%)。因此我国清末翻译家徐寿最早将它译为“淡气”,意思是“它冲淡了空气中的氧气”。氮气也是氮元素的单质,它是一种双原子分子。氮气的化学性质很不洁泼,因此可与氖等惰性气体制成混合气体,用来充填灯泡,或者作为焊接金属时的保护气体。氮气在压强为1.01X105帕、温度为一195°C时,可转化为液体,称为液氮。液氮常作为深度冷冻剂之用。例如,生物和医学上用的实验材料(组织器官、血液制品、精液、生化试剂等),可以放在液氮中储存。

空气中的氮气虽然含量很多,但是人和动物都无法利用它。它往往随着呼吸被吸人体内,随即又被呼出体外,只有极少一部分的氮气溶解和滞留在血液中(常温下,1体积的水中可以溶解0.02体积的氮气,即每升水中可溶解氮气20毫升)。但是我们千万不要小看这一丁点儿溶解在血液中的氮气,因为它有时会给人的健康带来不小的麻烦。例如,潜人水下作业的潜水员从水下几十乃至几百米处返回水面时,常常会发生肌肉和关节疼痛、皮肤发痒,甚至出现皮内渗血、昏厥、瘫痪和死亡,这种奇怪的病曾被称为“潜水病”。

后来通过医学家和化学家的共同研究,终于揭开了“潜水病”之谜,原来这是氮气在作祟。潜水员潜入水中时,每下潜10米,压强就增加0.1兆帕(105帕),在高压下氮气在血液中的溶解度成倍地增加。当潜水员从深水处上浮时,由于压强突然减小,原来溶解在血液中的氮气就会以极小的气泡逸出,这些小小的氮气泡可能造成血管的堵塞,由此引发潜水病。

弄明了潜水病的病因以后,防治潜水病也就有了办法。一般可以选用一种对人体无害、并且在水(血液)中溶解度很小(即使在压强很大时,它在水中的溶解度仍然极小)的气体来替代氮气,用它与氧气按一定比例混合,制成供潜水员呼吸专用的“人造空气”。潜水员吸人这种“人造空气”以后,从水下上浮到水面,压强骤然减小时,血液中不会因溶解的气体逸出而产生微小的气泡,堵塞血管,由此避免发生潜水病。目前,配制人造空气用的气体主要选用氦气,因为它是最难溶于水的气体(0°c时,每升水中可溶解氦气9.4毫升)。实践也证明,潜水员吸入了氦与氧的混合气体以后,确实能有效地防止潜水病的发生。

关注公众号
获取免费资源

随机推荐


Copyright © Since 2014. 开源地理空间基金会中文分会 吉ICP备05002032号

Powered by TorCMS

OSGeo 中国中心 邮件列表

问题讨论 : 要订阅或者退订列表,请点击 订阅

发言 : 请写信给: osgeo-china@lists.osgeo.org