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    氮是地球上第30大最豐富的元素。考慮到氮氣佔大氣量的4/5,即佔大氣的78%以上,我們幾乎可以使用無限量的氮氣。氮也以硝酸鹽形式存在於多種礦物質中,例如智利硝石(硝酸鈉),硝石或硝石(硝酸鉀)和含有銨鹽的礦物質。氮存在於許多複雜的有機分子中,包括存在於所有活生物體中的蛋白質和氨基酸中。

    氮的製備方法

    1、液態空氣分餾法

    氮氣主要是從大氣中分離或含氮化合物的分解制得的。每年透過液化空氣生產超過3,300萬噸的氮氣,然後使用分餾的方法在大氣中生產氮氣以及其他氣體。

    2、深冷分離法

    深冷分離法又稱為低溫精餾法,利用空氣中氮氣與氧氣的沸點不一致來分離氧氣和氮氣。由於氮氣的沸點(-196℃) 低於氧氣(-183℃),在液態空氣的蒸發過程中,液氮比液氧更容易變成氣態,而在空氣液化過程中,氧氣比氮氣更容易變成液態。由於氮氣與氧氣的沸點相差不大,液態空氣與氣態空氣需經過反覆多次的蒸發、冷凝、再蒸發過程(該過程稱為低溫精餾過程),最終在精留塔頂部氣相餾分中就可以過得較高高純度的氮氣,氮氣的純度取決於精餾塔的塔板級數和精餾效率。

    3、膜分離法

    膜分離技術是基於薄膜對氣體組分具有選擇性滲透和擴散的特性,以達到氣體分離和純化的目的。氣體中各種組分透過膜的速度不同,每種組分透過膜的速度與該氣體的性質、膜的特性和膜兩面的分壓差有關。透過膜的氣體組分不可能達到 100%的純度。氣體分離膜通常可分為多孔材質和非多孔材質,它們無機物(多孔玻璃、陶瓷、金屬、電子導電性固體和鈀合金等)或有機高分子(微孔聚乙烯、多孔醋酸纖維、均質醋酸纖維、聚矽氧烷橡膠和聚碳酸脂)組成。

    4、變壓吸附法(PSA法)

    該方法是以壓縮空氣為原料,一般以分子篩為吸附劑,在一定的壓力下,利用空氣中氧氣和氮氣分子在不同分子篩表面吸附量的差異,在一定時間內氧在吸附相富集, 氮在氣體相富集,實現氧、氮分離;而卸壓後分子篩吸附劑解析再生,迴圈使用。吸附劑除了分子篩之外,還可應用活性氧化鋁、矽膠等。

    5、實驗室方法

    實驗室最常用的是亞硝酸銨的分解,實際上是將亞硝酸鈉飽和溶液慢慢加到熱的飽和氯化銨溶液中:

    NH4Cl+NaNO2=NaCl+2H2O+N2↑

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