Stickstoff: Was ist Stickstoff?
Wussten Sie, dass der größte Teil der Luft, die wir atmen, Stickstoff ist? Jeder braucht Sauerstoff, um zu überleben, aber Luft besteht zu 78% aus Stickstoff, nur zu 21% aus Sauerstoff und zu einer geringen Menge anderer Gase. Obwohl der menschliche Körper diesen Stickstoff nicht verwendet, ist er für verschiedene industrielle Anwendungen sehr nützlich.
Einfach ausgedrückt, es gibt eine leicht zugängliche, unbegrenzte Stickstoffquelle, mit der Sie zu einem Bruchteil Ihrer derzeitigen jährlichen Stickstoffkosten den Reinheitsgrad erreichen können, den Sie benötigen.
Was ist Stickstoff?
Stickstoff ist hauptsächlich ein Inertgas. Es ist geruchlos, farblos und man kann darin nicht überleben. Es ist jedoch wichtig für das Pflanzenwachstum und ein Hauptbestandteil von Düngemitteln. Seine Verwendung erstreckt sich jedoch über den Garten hinaus. Stickstoff ist normalerweise in flüssiger oder gasförmiger Form erhältlich (obwohl es möglich ist, Stickstoff als Feststoff zu erzeugen). Flüssiger Stickstoff wird als Kältemittel verwendet, mit dem Lebensmittel schnell eingefroren und Objekte in der Medizin- und Reproduktionstechnologie untersucht werden können. In dieser Erklärung halten wir uns jedoch an Stickstoffgas.
Stickstoff ist weit verbreitet, hauptsächlich weil er im Gegensatz zu hochreaktivem Sauerstoff nicht mit anderen Gasen reagiert. Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung benötigen Stickstoffatome mehr Energie, um sie abzubauen und mit anderen Substanzen zu reagieren. Andererseits zersetzen sich Sauerstoffmoleküle leichter, so dass das Gas viel besser reagiert. Das Gegenteil gilt für Stickstoffgas, sodass bei Bedarf eine nicht reaktive Umgebung bereitgestellt werden kann.
Die wichtigste Eigenschaft ist eine unzureichende Stickstoffreaktivität. Das Gas wird daher verwendet, um eine langsame oder schnelle Oxidation zu verhindern. Die Elektronikindustrie ist ein perfektes Beispiel dafür, wie langsam Oxidation in Form von Korrosion bei der Herstellung von Leiterplatten und anderen kleinen Bauteilen auftreten kann. Langsame Oxidation ist auch ein Problem in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, wo Stickstoff verwendet wird, um Luft zu verdrängen oder zu ersetzen und somit die Haltbarkeit des Endprodukts zu verbessern. Explosionen und Brände sind gute Beispiele für schnelle Oxidation, da sie Sauerstoff benötigen. Wenn Stickstoff verwendet wird, um Sauerstoff zu verdrängen, wird die Wahrscheinlichkeit solcher Unfälle verringert.
Wenn die Anwendung Stickstoff benötigt, gibt es drei Hauptwege, um Gas zu erhalten. Der erste ist ein gemieteter Stickstofftank vor Ort und eine Gasversorgung. Das zweite ist Stickstoffgas in Hochdruckflaschen. Die letzte Möglichkeit besteht darin, Stickstoff mit Druckluft zu erzeugen. Der Kauf oder die Miete von Stickstoff kann sehr umständlich, ineffizient und teuer sein, da hierfür Dritte erforderlich sind. Aus diesen Gründen haben sich viele Unternehmen gegen eine Vermietung entschieden und beschlossen, ihren eigenen Stickstoff zu produzieren, auch weil sie damit Menge, Reinheit und Druck für eine bestimmte Anwendung kontrollieren können. Weitere Vorteile sind ein stabiler Preis, keine Transport- oder Verzögerungskosten, keine mit der kryogenen Lagerung verbundenen Gefahren und keine Verluste durch Verdunstung oder Rückgabe von Hochdruckzylindern, die nicht vollständig entleert werden können.
Es gibt zwei Arten von Stickstoffgeneratoren: Membranstickstoffgeneratoren und Generatoren, die mit PSA (Pressure Swing Adsorption) arbeiten. Diese ermöglichen eine sehr hohe Reinheit von 99,999% oder 10 ppm (ppm) und mehr. Erfahren Sie hier mehr darüber.
Kurze Beschreibung der Stickstoffeigenschaften
Stickstoff Stickstoff hat das Elementsymbol N mit der Ordnungszahl 7 (Periodensystem). Das Atomgewicht beträgt 14.0067, der Schmelzpunkt -210 ° C und der Siedepunkt -196 ° C. Wert +1 bis +5 und -3.
Aussehen:
- kostenlos als Hauptbestandteil der Landluft, 78,1 Vol .-%, ca. 3 - 1015 Tonnen.
- Nicht organisch gebunden in Natriumnitrat NaNO3, Kaliumnitrat KN03 und in Ammoniak (Zersetzung von Proteinsubstanzen)
- Organisch gebunden in allen Organismen der Erde (Proteine, Nukleinsäuren und in den Endstoffprodukten Harnstoff und Harnsäure) und in Kohle. Siehe auch Stickstoffgase.
Eigenschaften: Stickstoff ist farblos, geruch- und geschmacksneutral, selbst in flüssigem und festem Zustand farblos. Es ist sehr inert und verbindet sich nur mit Lithium bei normaler Temperatur und mit Calcium und Magnesium bei höheren Temperaturen unter Bildung von Nitriden. Technisch wird atmosphärischer Stickstoff durch die Synthese von Ammoniak nach Haber-Bosch (Bindung an Wasserstoff) und die Synthese von Calciumcyanamid nach Frank-Car (Bindung an Calciumcarbid) verwendet.
Anwendung: Ausgangsmaterial für viele chemische Verbindungen, Ammoniak und Salpetersäure, das als Rohstoff für die Herstellung von Düngemitteln, Sprengstoffen, Farbstoffen, Desinfektionsmitteln, Polyester, Cellulose, Schutzgas, Kältemitteln und vielem mehr verwendet wird.
Biologische Bedeutung: Nur wenige Bakterien können Luftstickstoff direkt binden, alle anderen Organismen sind auf die Zufuhr von Stickstoffverbindungen angewiesen. Pflanzen entfernen Nitrate, Ammoniumverbindungen aus dem Boden, Tiere verwenden organisch gebundenen Stickstoff in ihrer Nahrungsaufnahme, siehe auch den Stickstoffkreislauf.
Bedeutung für den Bau: Stickstoff ist Bestandteil vieler Kunststoffe und Farben und dient als Schutzgas beim Schweißen. Es kommt jedoch auch als Salz in Mauerwerk vor, wie Magnesiumnitrat und Calciumnitrat (echtes Wandnitrat).
Nitratausblühungen sind relativ selten, meist aus Carbonaten, Sulfaten oder sogar Chloriden.
