氮氣與氬氣保護(hù)有什么區(qū)別

氮氣與氬氣都是惰性氣體。只是氮氣沒氬氣惰，想知道化學(xué)反應(yīng)中，氮氣和氬氣保護(hù)有何不同？我們一起看看吧。

氮氣

物理性質(zhì)：

單質(zhì)氮在常況下是一種無色無臭的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)情況下的氣體密度是1.25g·dm-3，氮氣在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冷卻至-195.8℃時，變成沒有顏色的液體，冷卻至-209.86℃時，液態(tài)氮變成雪狀的固體。

氮氣在水里溶解度很小，在常溫常壓下，1體積水中大約只溶解0.02體積的氮氣。它是個難于液化的氣體。在水中的溶解度很小，在283K時，一體積水約可溶解0.02體積的N2。氮氣在極低溫下會液化成白色液體，進(jìn)一步降低溫度時，更會形成白色晶狀固體。通常市場上供應(yīng)的氮氣都盛于黑色氣體瓶中保存。

化學(xué)性質(zhì)：

氮氣分子的分子軌道式為 ,對成鍵有貢獻(xiàn)的是三對電子，即形成兩個π鍵和一個σ鍵。對成鍵沒有貢獻(xiàn)，成鍵與反鍵能量近似抵消，它們相當(dāng)于孤電子對。由于N2分子中存在叁鍵N≡N，所以N2分子具有很大的穩(wěn)定性，將它分解為原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的雙原子分子中最穩(wěn)定的。

氮的用途：

氮主要用于合成氨，由此制造化肥、硝酸和炸藥等，氨還是合成纖維（錦綸、腈綸），合成樹脂，合成橡膠等的重要原料。由于氮的化學(xué)惰性，常用作保護(hù)氣體。以防止某些物體暴露于空氣時被氧所氧化，用氮氣填充糧倉，可使糧食不霉?fàn)€、不發(fā)芽，長期保存。液氨還可用作深度冷凍劑。

氬氣

化學(xué)性質(zhì)：

氬是單原子不具化學(xué)活性的氣體。它不會與其它元素或化合物反應(yīng)。雖然有報道稱已經(jīng)制備出紅及其它稀有氣體的少數(shù)化合物，但可以認(rèn)為，此種研究只具有科學(xué)意義。對所有實際應(yīng)用來說，每一試圖把復(fù)化合為常見類型化合物的努力均告失敗。這些努力包括用氧化劑和還原劑處理氬。氬之所以很穩(wěn)定，是由于它的所有電子已完全配對，并且不存在任何成鍵軌道。

氬的用途：

氬是目前工業(yè)上應(yīng)用很廣的稀有氣體。它的性質(zhì)十分不活潑，既不能燃燒，也不助燃。在飛機(jī)制造、造船、原子能工業(yè)和機(jī)械工業(yè)部門，對特殊金屬，例如鋁、鎂、銅及其合金和不銹鋼在焊接時，往往用氬作為焊接保護(hù)氣，防止焊接件被空氣氧化或氮化。

在金屬冶煉方面，氧、氬吹煉是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的重要措施，每煉1t鋼的氬氣消耗量為1～3m3。此外，對鈦、鋯、鍺等特殊金屬的冶煉，以及電子工業(yè)中也需要用氬作保護(hù)氣。

在空氣中含有的0.932%的氬，沸點在氧、氮之間，在空分裝置上塔的中部含量最高，叫氬餾分。在分離氧、氮的同時，將氬餾分抽出，進(jìn)一步分離提純，也可得到氬副產(chǎn)品。對全低壓空分裝置，一般可將加工空氣中30%~35%的氬作為產(chǎn)品獲得(最新流程已可將氬的提取率提高到80%以上)；對中壓空分裝置，由于膨脹空氣進(jìn)下塔，不影響上塔的精餾過程，氬的提取率可達(dá)60%左右。但是，小型空分裝置總的加工空氣量少，所能生產(chǎn)的氬氣量有限，是否需要配置提氬裝置，要視具體情況確定。

氬氣為惰性氣體，對人體無直接危害。但是，如果工業(yè)使用后，產(chǎn)生的廢氣則對人體危害很大，會造成矽肺、眼部損壞等情況。

雖然是惰性氣體，同時也是窒息性氣體，大量吸入會產(chǎn)生窒息。生產(chǎn)場所要通風(fēng)，并且，從事與氬氣有關(guān)的技術(shù)人員，每年定期進(jìn)行職業(yè)病體檢，確保身體健康。

氬本身無毒，但在高濃度時有窒息作用。當(dāng)空氣中氬氣濃度高于33%時就有窒息的危險。當(dāng)氬氣濃度超過50%時，出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀，濃度達(dá)到75%以上時，能在數(shù)分鐘內(nèi)死亡。液氬可以傷皮膚，眼部接觸可引起炎癥。

選擇

化學(xué)中，當(dāng)然不局限于有機(jī)化學(xué)了，處于某種目的，比如隔絕氧氣，或水汽的目地，需要惰性氣體的氛圍，比如氮氣或氬氣。條件好的可以用手套箱，不好的可以用三通系統(tǒng)代替，最簡單的可以用三通塞套個氣球也可以直接用。反應(yīng)到底用氮氣還是氬氣，這個也是有選擇的，除了氬氣比氮氣貴以外，還有化學(xué)方面的原因。

高純氬比高純氮更惰性。一般的金屬有機(jī)反應(yīng)比如Suzuki偶聯(lián)等在高純氮下反應(yīng)就沒問題。當(dāng)有金屬或金屬有機(jī)化合物會和氮氣反應(yīng)時這時就需要用高純氬，比如金屬鋰的有關(guān)反應(yīng)就需要在高純氬下進(jìn)行，因為氮氣會和鋰反應(yīng)。只要你的反應(yīng)物或產(chǎn)物不和氮氣反應(yīng)，即使文獻(xiàn)用氬氣，你用氮氣也沒問題。

編輯：黃飛