氮在自然界的存在与制备
氮主要以单质分子形式(N2)存在于大气中,丰度为 78000ppm(体积)。它普遍存在生物体和其它有机物中,是所有蛋白质及其它许多有机物的组分,是生命的基础。氮的主要矿源是南美洲的智利硝石(NaNO3),地壳中的丰度为 19ppm,占所有元素第 16 位,氮有两种天然稳定同位素,氮-14 和氮
-15,其中氮-14 同位素为 99.63%,氮-15 为 0.365%。
氮是无色无味难溶于水的气体,熔点 63.29K ,沸点 77.4K ,密度1.2506g·cm-3[gas,273K]。工业上用分馏液态空气[N2=63.29K,O2=90K,Ar=83K]可得纯度为 99%的“普氮”(其余 1%的 O2 和稀有气体)。普氮经纯化得纯度为 99.99%的“高纯氮”。当氮气在加压、低温下变为液体氮,“液氮”
(liquid nitrogen)在冷冻和保存食物上有重要作用,在保存生物样品(如血、组织、精液)以及为研究超导体提供了低温的环境。
由氧化剂(亚硝酸盐、重铬酸盐、氯气、溴、水、热 CuO 等)氧化氨及铵盐可得到氮气。实验室常用加热饱和亚硝酸钠和氯化铵溶液反应制取:
NH4Cl+NaNO2—→N2+2H2O+NaCl
用氨通过溴水也可制少量氮气: 8NH3+3Br2—→4N2+6NH4Br
由叠氮化钠(Sodium azida)NaN3 热分解可得光谱纯 N2: 2NaN3(s)—→2Na(l)+3N2(g)