ازت چیست؟ | ماهیت نیتروژن | N2

شرکت سپهر گاز کاویان: 02146835980 – 02146837072 – 09022734708

ازت یا نیتروژن یک عنصر شیمیایی است که با نماد شیمیایی N و عدد اتمی 7 شناخته می‌شود. این گاز بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌مزه است و به طور طبیعی به صورت گازی دو اتمی (N₂) یافت می‌شود. ازت حدود 78 درصد جو زمین را تشکیل می‌دهد و یکی از فراوان‌ترین عناصر روی کره زمین است.

اهمیت ازت

ازت برای حیات روی زمین بسیار مهم است. این عنصر یکی از اجزای اصلی پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA) و بسیاری از ترکیبات آلی دیگر است. با این حال، اکثر موجودات زنده نمی‌توانند از نیتروژن موجود در هوا به طور مستقیم استفاده کنند. باکتری‌های خاصی در خاک قادر به تبدیل نیتروژن موجود در هوا به ترکیباتی هستند که گیاهان بتوانند از آن‌ها استفاده کنند. این فرایند را تثبیت نیتروژن می‌نامند.

خواص فیزیکی و شیمیایی ازت

1. حالت فیزیکی: در شرایط استاندارد (دما و فشار اتاق) گاز است.
2. بو و رنگ: بی‌بو و بی‌رنگ است.
3. چگالی: کمی سبک‌تر از هوا است.
4. حلالیت در آب: بسیار کم محلول است.
5. واکنش‌پذیری: در شرایط عادی نسبتاً بی‌اثر است و به آسانی با سایر عناصر واکنش نمی‌دهد.

کاربردها

کاربردهای مختلف انواع ازت در صنعت عبارتند از:

• صنعت غذایی: برای ایجاد جو بی‌اثر در بسته‌بندی مواد غذایی، حفظ تازگی محصولات و جلوگیری از رشد باکتری‌ها و اکسید شدن مواد غذایی به کار می رود.
• صنعت الکترونیک: برای ایجاد جو خنثی در تولید قطعات الکترونیکی، جلوگیری از اکسیداسیون و افزایش عمر مفید محصولات. همچنین ازت مایع برای خنک کردن قطعات الکترونیکی حساس در حین تولید استفاده می‌شود.
• صنعت شیمیایی: به عنوان یک گاز محافظ در فرآیندهای شیمیایی، جلوگیری از انفجار و آتش‌سوزی به کار می رود.
• صنعت پزشکی: ازت مایع برای نگهداری نمونه‌های بیولوژیکی، بافت‌ها و سلول‌ها در دمای بسیار پایین استفاده می‌شود.
• صنعت نفت و گاز: برای پاکسازی خطوط لوله، مخازن و تجهیزات، ایجاد فشار در چاه‌های نفت و گاز و جلوگیری از خوردگی استفاده می‌شود.
• صنایع فلزی: برای ایجاد جو خنثی در عملیات حرارتی فلزات، جلوگیری از اکسیداسیون و افزایش کیفیت محصولات استفاده می‌شود.
• صنعت کشاورزی: ازت یکی از اجزای اصلی کودهای شیمیایی است که برای افزایش تولید محصولات کشاورزی استفاده می‌شود.

انواع نیتروژن

از نظر خلوص

• نیتروژن با خلوص بالا (Ultra-High Purity Nitrogen): این نوع نیتروژن دارای خلوصی بسیار بالا (اغلب بیش از 99.99%) است و در صنایع الکترونیک، پزشکی و تولید مواد نیمه‌رسانا کاربرد دارد.
• نیتروژن با خلوص بالا (High Purity Nitrogen): این نوع نیتروژن خلوصی بین 99.9% تا 99.99% دارد و در صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی کاربرد دارد.
• نیتروژن صنعتی (Industrial Grade Nitrogen): این نوع نیتروژن خلوصی بین 95% تا 99% دارد و در صنایع فلزی، نفت و گاز، و برای پر کردن تایرهای خودروهای سنگین استفاده می‌شود.

از نظر حالت‌ فیزیکی

1. گاز نیتروژن (Nitrogen Gas):
   • رایج‌ترین حالت نیتروژن در شرایط محیطی است.
   • بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌مزه است.
   • حدود 78 درصد جو زمین را تشکیل می‌دهد.
   • در بسیاری از صنایع مانند بسته‌بندی مواد غذایی، تولید کود و جوشکاری استفاده می‌شود.
2. نیتروژن مایع (Liquid Nitrogen):
   • با سرد کردن ازت گازی تا دمای بسیار پایین (حدود -196 درجه سانتی‌گراد) به دست می‌آید.
   • به صورت مایعی بی‌رنگ و بسیار سرد است.
   • در صنایع مختلفی مانند پزشکی (برای حفظ نمونه‌های بیولوژیکی)، الکترونیک (برای خنک‌کاری قطعات) و غذایی (برای انجماد سریع) کاربرد دارد.
   • به دلیل دمای بسیار پایین، در تماس با پوست باعث سوختگی شدید می‌شود.
3. نیتروژن جامد (Solid Nitrogen):
   • با کاهش بیشتر دما، نیتروژن مایع به جامد تبدیل می‌شود.
   • نیتروژن جامد یک ماده سفید و نرم است.
   • به دلیل دمای بسیار پایین، کاربردهای محدودی دارد و عمدتاً در تحقیقات علمی استفاده می‌شود.

جدول خلاصه حالت‌های فیزیکی ازت:

حالت	دما (تقریبی)	ویژگی‌ها	کاربردها
گاز	دمای اتاق	بی‌رنگ، بی‌بو، بی‌مزه	بسته‌بندی، تولید کود، جوشکاری
مایع	-196 درجه سانتی‌گراد	بی‌رنگ، بسیار سرد	پزشکی، الکترونیک، غذایی
جامد	کمتر از -210 درجه سانتی‌گراد	سفید، نرم	تحقیقات علمی

از نظر روش تولید

• نیتروژن تولید شده از طریق تقطیر هوای مایع: این رایج‌ترین روش تولید نیتروژن است. در این روش، هوا را سرد کرده و سپس آن را به مایع تبدیل می‌کنند. با تقطیر جزئی این مایع، نیتروژن خالص به دست می‌آید.
• نیتروژن تولید شده از طریق جذب سطحی نوسانی فشار (Pressure Swing Adsorption – PSA): در این روش، از جاذب‌های مولکولی برای جداسازی نیتروژن از هوا استفاده می‌شود. این روش برای تولید نیتروژن با خلوص متوسط مناسب است.
• نیتروژن تولید شده از طریق غشای نفوذپذیر (Permeation Membrane): در این روش، از غشاهای خاصی استفاده می‌شود که اجازه عبور اکسیژن را داده و نیتروژن را نگه می‌دارند. این روش برای تولید نیتروژن با خلوص متوسط تا بالا مناسب است.

روش‌های تولید نیتروژن

تقطیر هوای فشرده: رایج‌ترین روش تولید نیتروژن است. در این روش، هوا را فشرده و سپس سرد می‌کنند تا به مایع تبدیل شود. سپس با تقطیر جزئی، نیتروژن را از سایر اجزای هوا جدا می‌کنند.

جذب نوسانی فشار (Pressure Swing Adsorption): در این روش، از جاذب‌های مولکولی برای جداسازی نیتروژن از هوا استفاده می‌شود.

تولید نیتروژن با استفاده از ژنراتورهای نیتروژن: این ژنراتورها از روش‌های مختلفی مانند غشایی یا جذب نوسانی فشار برای تولید نیتروژن استفاده می‌کنند.

خطرات و ایمنی نیتروژن

نیتروژن به عنوان یکی از فراوان‌ترین گازهای موجود در جو زمین، به طور کلی بی خطر تلقی می‌شود. با این حال، در شرایط خاص و هنگام استفاده نادرست، می‌تواند خطراتی را به همراه داشته باشد.

خطرات نیتروژن

1. خفگی: یکی از مهم‌ترین خطرات ازت، جابجایی اکسیژن موجود در هوا و ایجاد محیطی با کمبود اکسیژن است. اگر غلظت نیتروژن در یک محیط بسته افزایش یابد، می‌تواند باعث خفگی شود. این خطر به ویژه در فضاهای بسته و محصور مانند مخازن، تانکرها و اتاق‌های کوچک بیشتر است.
2. سوختگی ناشی از سرما: نیتروژن مایع بسیار سرد است و تماس مستقیم با آن می‌تواند باعث سوختگی شدید پوست و بافت شود.
3. انفجار: نیتروژن به خودی خود قابل انفجار نیست، اما اگر در یک محیط بسته و تحت فشار قرار گیرد، می‌تواند منجر به انفجار شود.
4. آسیب به ریه‌ها: تنفس مستقیم نیتروژن مایع می‌تواند باعث آسیب به ریه‌ها شود.

اقدامات ایمنی هنگام کار با نیتروژن

• تهویه مناسب: در محیط‌هایی که از نیتروژن استفاده می‌شود، باید سیستم تهویه قوی وجود داشته باشد تا هوای تازه به طور مداوم تامین شود و از تجمع نیتروژن جلوگیری شود.
• استفاده از تجهیزات حفاظت فردی: هنگام کار با نیتروژن مایع، استفاده از دستکش، عینک ایمنی، لباس محافظ و ماسک تنفسی ضروری است.
• نگهداری در ظروف ایمن: نیتروژن مایع باید در ظروف مخصوص و عایق نگهداری شود تا از نشت و تبخیر آن جلوگیری شود.
• آموزش کار با نیتروژن: افرادی که با نیتروژن کار می‌کنند باید آموزش‌های لازم را در مورد خطرات نیتروژن و روش‌های کار ایمن با آن ببینند.
• در صورت بروز هرگونه حادثه، باید به سرعت اقدامات لازم برای اطمینان از ایمنی افراد و محیط انجام شود.

نکات مهم:

نیتروژن گازی بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌مزه است: این ویژگی باعث می‌شود که تشخیص نشت نیتروژن دشوار باشد.

نیتروژن مایع بسیار سرد است: حتی تماس کوتاه مدت با نیتروژن مایع می‌تواند باعث سوختگی شدید شود.

نیتروژن سنگین‌تر از هوا است: در صورت نشت نیتروژن، این گاز در قسمت‌های پایین‌تر سطح زمین تجمع می‌یابد.

خرید نیتروژن

نکاتی که باید در نظر داشته باشید:

1. نوع نیتروژن: نیتروژن در دو نوع آزمایشگاهی و صنعتی موجود است. نیتروژن آزمایشگاهی معمولاً با خلوص بالاتری نسبت به نیتروژن صنعتی ارائه می شود.
2. حجم: ازت را می توان در کپسول های مختلف با حجم های مختلف خریداری کرد.
3. شرایط تحویل: برخی از تامین کنندگان، نیتروژن را به صورت حضوری ارائه می دهند، در حالی که برخی دیگر امکان ارسال را نیز دارند.
4. قیمت: قیمت نیتروژن می تواند بسته به نوع، حجم، شرایط تحویل و سایر عوامل متفاوت باشد.

تهیه و تامین

شرکت سپهر گاز کاویان – دارنده گواهینامه ISO17025، آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد، مجهز به آزمایشگاه کالیبراسیون و آزمایشگاه آزمون – تامین کننده گاز ازت مطابق جدول زیر می باشد: 

نام گاز	درصد خلوص	حجم lit	فشار (بار)
نیتروژن	99.995Mol%	5	60-70 Bar
نیتروژن	99.995Mol%	10	100 Bar
نیتروژن	99.995Mol%	20	100 Bar
نیتروژن	99.995 Mol%	40	140-150 Bar
نیتروژن	99.995 Mol%	50	180+10% Bar
نیتروژن	99.9992 Mol%	5	60-70 Bar
نیتروژن	99.9992 Mol%	10	100 Bar
نیتروژن	99.9992 Mol%	20	(90-100) Bar
نیتروژن	99.9992 Mol%	40	(140-150) Bar
نیتروژن	99.9992 Mol%	50	180+10% Bar
نیتروژن گرید GC	99.9995 Mol%	5	60-70 Bar
نیتروژن گرید GC	99.9995 Mol%	10	100 Bar
نیتروژن گرید GC	99.9995 Mol%	20	(90-100) Bar
نیتروژن گرید GC	99.9995 Mol%	40	(140-150) Bar
نیتروژن گرید GC	99.9995 Mol%	50	180+10% Bar
نیتروژن گرید GC	99.9999 Mol%	50	180+10% Bar

 جهت اطلاع از قیمت و خرید گاز نیتروژن خالص و ترکیبی، با شرکت سپهر گاز کاویان تماس حاصل فرمایید: 02146835980 – 02146837072 – 09022734708