تحضير غاز النيتروجين

تحضير غاز النيتروجين :

الخواص الفيزيائية:غاز عديم اللون والطعم والرائحة ، أخف من الهواء وأقل ذوبانية في الماء من الأكسجين ويصعب إسالة النيتروجين إذ أن درجته الحرجة – 147?1? م عند ضغط 33?5 جو .ودرجة انصهاره تقرب من – 210 ? م وغليان – 198 ? م. وتعود درجات تغير الحالة هذه المنخفضة والمتقاربة بعضها من بعض إلى ضعف قوى الربط الكائنة بين الجزيئات " قوى فاندرفالس " في حالات النيتروجين الثلاث الصلبة والسائلة والغازية .. وأيضاً بقوة الرابطة بين ذرات الجزيء.

وبالنسبة للتوصيل للحرارة :فهو يقترب من الأكسجين بالنسبة لتوصيله للحرارة ، ولكنه ضعيف وأقل كثيراً من توصيل الهيدروجين .

ويتمتع جزيء النيتروجين بصفة المغناطيسية المضادة " ديامغناطيسية " .

ويوجد في حالته الغازية على هيئة جزيئات N2 .. وتتميز بدرجة كبيرة من الاستقرار حتى في درجة 3000 م إلا أنه يمكن أن تتفكك هذه الجزيئات إلى ذرات في أنابيب التفريغ الكهربائي .

ويعتبر النيتروجين غاز خامل في درجات الحرارة العادية أما في الدرجات المرتفعة فإنه يتفاعل مع بعض المواد.

طريقة التحضير:

يتم تحضير غاز النيتروجين في المختبر بعدة طرق :

بالتفكك الحراري لأحد أملاحه الحاوية له . " وهذه الطريقة هي الموجودة في منهج الصف الثالث ثانوي "

وذلك بتسخين محلول مركز من نيتريت الأمونيوم أو نيتريت الصوديوم في وجود كلوريد الأمونيوم الصلب .

أما الطريقة الآخرى فهي :

من خلال الهواء الجوي :يُحضر النيتروجين من الهواء الجوي بامرار الهواء أولاً عبر محلول من هيدروكسيد الصوديوم أو البوتاسيوم لإمتصاص الكميات القليلة من ثاني أكسيد الكربون المتواجدة فيه،والبعض يضيف أيضاً دورق يحتوي على حمض الكبريتيك المركز وذلك لإزالة بخار الماء ، وأخيراً يتم امراره فوق فلز النحاس المحمَّى لإزالة الأكسجين ، والناتج هو تقريباً نيتروجين نقي تقريباً ،ومن ثم يُجمع النيتروجين فوق الماء

طريقة الكشف عن غاز النيتروجين :

1.تقريب عود ثقاب مشتعل من الغاز المتصاعد في المخبار ونلاحظ انطفاء الشظية ." إذن لا يساعد على الإشتعال "

2.اشعال شريط مغنيسيوم ومن ثم يُنكّس فوقه المخبار المحتوي على غاز النيتروجين : فنلاحظ تكون مادة بيضاء " وهي عبارة عن نيتريد وأكسيد المغنيسيوم " . ويمكن الكشف عن هذه المادة من خلال إضافة القليل من الماء : فنلاحظ تصاعد غاز له رائحة نفاذة جداً ويحول ورقة تباع الشمس الحمراء المبللة بالماء إلى اللون الأزرق ،

" وهو غاز النشادر "

الخواص الكيميائية:

1.الإتحاد مع غاز الهيدروجين :يتحد النيتروجين مع الهيدروجين عند درجات منخفضة نسبياً في وجود عامل حفز وتحت ضغط مرتفع " طريقة هابر " لتكوين الامونيا ..

2.الاتحاد مع الأكسجين :يتحد غاز النيتروجين مع الأكسجين ليتكون أكسيد النيتريك ولكن لايتم هذا التفاعل إلا عند درجات حرارة عالية جداً " 3000 م "

3.الاتحاد بالفلزات :يتحد النيتروجين بالليثيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والاسترانشيوم والباريوم في درجات الحرارة المرتفعة مكوناً النيتريدات ..

مثال ومن ثم يمكن أن تتحلل النيتريدات تحللاً مائياً حيث يتكون غاز النشادر وهيدروكسيد أو أكسيد الفلز

4.الاتحاد مع كربيد الكالسيوم :ويتحد النيتروجين مع كربيد الكالسيوم مكوناً سياناميد الكالسيوم والكربون ويعرف هذا المخلوط بالنتروليم " Nitrolim "

احتياطات يجب اتخاذها عند التجربة :

عند تحضير النيتروجين بتسخين مزيج من نيتريت الصوديوم وكلوريد الأمونيوم ، قد يحدث انفجار لو كان التسخين شديداً " وكثير ما يحدث " . لذا يجب أن يكون التسخين هيناً ، والتأكد من المحلول لا يغلي ، فإذا حدث ذلك يتم إضافة الماء عن طريق القمع لخفض درجة الحرارة ..