Nitrogén

Nitrogén

A nitrogén tulajdonságai

A nitrogént minden nap, mindannyian „használjuk”, hiszen a belélegzett levegő 78%-a ebből a gázból áll. A nemesfémek közé tartozó elem a periódusos rendszerben is előkelő helyet foglal el, méghozzá a 7-et (vegyjele az N). A hetes szám a nitrogén szempontjából máshol is előkerül. A kutatók szerint ugyanis az egész univerzumban is a 7. leggyakoribb elemnek minősül, keletkezése pedig a szupernóvákhoz köthető.

1772-es felfedezése óta (a skót Daniel Rutherfordnak köszönhetjük) rengeteg tényt tudtunk meg a nitrogénről. Színtelen, szagtalan és íztelen, és elsősorban gázhalmazállapotban találkozhatunk vele természetes körülmények között. Tisztában vagyunk azzal is, hogy az egykor fojtó levegőként ismert elem mennyire nélkülözhetetlen az élővilág számára. Minden élő szervezetben megtalálható, az emberi test például 3 tömegszázalék nitrogént tartalmaz. Elenengedhetetlen az aminosavak, fehérjék, valamint a DNS és az RNS megfelelő működéséhez is.

A nitrogén előállítása

• A nitrogéngázt leggyakrabban cseppfolyós levegőből nyerik ki speciális desztilláció útján.
• Egy másik megoldás során az ammónium-klorid vizes oldatát nátrium-nitrittel vegyítik, így nitrogén szabadul fel.
• A végfelhasználókhoz cseppfolyós vagy gáz formájában jut el, amihez tartálykocsit, Dewar edényt, vagy nitrogén palackokat használnak. Ezek után már nincs más hátra, mint a legkülönfélébb célokra alkalmazni a gázt.

A nitrogén felhasználása az iparban

Világítástechnika

Bár manapság egyre elterjedtebbek a halogén és LED izzók, a hagyományos izzók bizony elképzelhetetlenek nitrogén nélkül. A nagyobb teljesítményű termékeknél találkozhatunk ezzel a megoldással, és általában az argon olcsóbb alternatívájaként használják a gyártók. A nitrogén ebben az esetben védőgázként funkcionál, hiszen kémiailag közömbös anyag, vagyis segít elkerülni az elektromos ívkisüléseket.

Elektronikai alkatrészek

Modern berendezéseink gyártásához mindenképp szükség van nitrogénre. Számítógépünk, tévénk vagy éppen okostelefonunk ugyanis telis-tele van diódákkal, tranzisztorokkal és persze integrált áramkörökkel. Ezek gyártásánál különösen fontos a precíz forrasztási minőség, ezért a szakemberek oxigénszegény forrasztási atmoszférát alkalmaznak. Erre a célra a nitrogén rendkívül alkalmas, mert zárt térben képes kiszorítani az oxigént. A végeredmény: kevesebb hiba és jobb minőség a forrasztás során.

Acélipar

Bár az acélgyártás során a nitrogén jelenléte kifejezetten káros (öregedésre és elridegedésre hajlamossá teszi az anyagot), a rozsdamentes acélok vágásánál nagyon is fontos szerep jut neki. A pontosság és az oxigénmentes környezet a plazma- és lézersugaras vágásnál is meghatározó, a nitrogén pedig ilyenkor vágó- és védőgázként vesz részt a folyamatban. Sokszor hidrogén-nitrogén keveréket használnak, amivel még nagyobb precizitás érhető el.

Vegyipar

A vegyipar szó szerint működésképtelen lenne nitrogén nélkül. Felsorolni is nehéz, hány esetben alkalmazzák ezt a gázt: előkerül a műanyag öntésénél és préselésénél, bizonyos kémia reakciók hőmérséklet-szabályozásánál vagy éppen a robbanóanyagok elkészítésénél. A nitrogén-műtrágyát aligha kell bemutatni a kertészeknek, hiszen a legelterjedtebb megoldásnak számít. Az ún. inert atmoszféra a vegyipar számára elengedhetetlen: a nitrogén bevonásával könnyedén kialakítható az oxigénmentes környezet.

Élelmiszeripar

Az inert atmoszféra kiválóan alkalmas az oxidáció megakadályozására, erre pedig az élelmiszerek csomagolásánál is hatalmas szükség van. Hogy a termékek ne romoljanak vagy ne avasodjanak meg hosszabb távon sem, tiszta nitrogént, esetleg szén-dioxiddal kevert nitrogént használnak. Ennek az eljárásnak a hétköznapi, jól ismert elnevezése a védőgázas csomagolás. A nitrogént, mint élelmiszer-adalékanyagot az Európai Unióban az E941-es E-szám jelöli.

Hűtés

Az élelmiszeripar nem kizárólag csomagolástechnikai szempontból hasznosíthatja a nitrogént. A kriogenikus berendezések (fagyasztóalagutak, fagyasztószekrények) élelmiszerek gyors hűtésére és fagyasztására alkalmasak, és akár a -90 °C-ot is elérhetik. Ezek a berendezések számos előnnyel bírnak: gyors hőelvonó képesség, folyamatosan kiváló minőség, minimális helyigény, minimális kálóveszteség, a hűtési fagyasztási paraméterek gyors változtatása. Az élelmiszeriparban főleg a húsipar, sütőipar, cukrászat, készétel gyártás, sajtgyártás területén találkozhatunk ezekkel a berendezésekkel.

Gyógyszeripar

A gyógyszerek gyártása különösen precíz és bonyolult folyamat, ahol minden apróságnak nagy jelentősége van. Így például a megfelelő légkör kialakításának is, ami adott esetben oxigénmentes klímát is jelenthet. Erre azért van szükség, hogy minimálisra csökkentség a tűzveszélyt – erre pedig a nitrogén tökéletesen alkalmas. Az injekciós ampullákban emellett nitrogén segítségével hoznak létre inert környezetet, de a gyógyszerek csomagolásánál is hasznát veszik a szóban forgó elemnek.

Egyéb

• Reaktorok és a tárolótartályok inertizálása


• Tartályok és csővezetékek átöblítése


• Gumiabroncsok fújása (növeli az abroncsok élettartamát)


• Zsugorkötés (cseppfolyós nitrogén)


• Biológiai minták konzerválása


• Fémek/fémötvözetek egyes hőkezelési eljárásai során védőgázként alkalmazzák

A nitrogén előnyei

A nitrogén forráspontja -196 °C, ezért az egyik legjobb megoldásnak számít, ha hűtésről van szó. Külön előnye, hogy csak kevés vegyülettel reagál szobahőmérsékleten, így ellenáll például savaknak és bázisoknak is. A nitrogéngáz alapvetően biztonságosan használható, hiszen nem számít mérgező anyagnak, ráadásul nem is gyúlékony. Épp ellenkezőleg: képes elfojtani az égési folyamatokat az oxigén kiszorításával. Ebben rejlik ugyanakkor a veszélye is: önmagagában nem belélegezhető, ezért fulladást okoz. Cseppfolyós állapotban pedig az égési sérülésekhez hasonló fagyási sérülést eredményez.

A nitrogén szállítása és tárolása jellemzően cseppfolyós állapotban történik, ami költséghatékony megoldás (a sűrűbb gáz kevesebb helyet foglal). Ehhez a termoszhoz hasonló, duplafalú palackokra van szükség, hiszen a gáz ebben az állapotban extrém hideg.

Webáruházunkban különböző méretű és tisztaságú nitrogéngázok közül válogathat palackos és cseppfolyós változatban egyaránt!