روش شناسایی گاز ازت| شناسایی N2 | شناسایی نیتروژن

جهت خرید نیتروژن و سایر گازها و مایعات صنعتی و آزمایشگاهی با خلوص بالا و قیمت مناسب از سپهر گاز کاویان، دارنده گواهینامه ISO17025، با شماره ­های 02146837950 و 02146835980 تماس حاصل فرمایید.

 

ازت، N₂، فراوان ترین عنصر در جو زمین و یکی از اجزای تشکیل دهنده همه موجودات زنده است.

نیتروژن (N)، عنصری غیرفلزی از گروه 15 جدول با عدد اتمی 7 است. این یک گاز بی رنگ، بی بو و غیر قابل اشتعال است که به همراه اکسیژن، تقریباً 99٪ جو زمین را تشکیل می دهد. یک عنصر ضروری برای زندگی است و در بسیاری از ترکیبات آلی و معدنی یافت می شود.

اثرات N₂ بر سلامتی

بر خلاف گازهای خفه کننده که باعث خفگی می شوند و جایگزین اکسیژن در خون می شوند، نیتروژن یک گاز بدون اکسیژن است. این بدان معنی است که جایگزین اکسیژن در خون نمی شود، اما مقدار آن را کاهش می دهد که منجر به خفگی مغز و اختلال در عملکرد اندام های اصلی می شود.

با وجود 78 درصد در هوای قابل تنفس، افزایش آن بدون تجهیزات مناسب، مطلقاً قابل تشخیص نیست. به همین دلیل این گاز بسیار خطرناک و تشخیص آن بسیار حائز اهمیت است.

نحوه آزمایش گاز ازت

گاز ازت بی رنگ، بی بو و بی مزه است، بنابراین برای تشخیص وجود آن باید از روش های دیگری استفاده کرد. گاز N₂ همچنین می تواند با عناصر دیگر ترکیب شود و ترکیباتی مانند نیترات (^–NO₃)، نیتریت (^–NO₂) و آمونیوم (⁺NH₄) را تشکیل دهد.

روش های شناسایی نیتروژن، به سه دسته کلی زیر تقسیم می شوند:

• تست شیمی فیزیکی: این روش شامل استفاده از خواص فیزیکی N₂ مانند نقطه جوش، نقطه ذوب و چگالی است.
• تست شیمیایی: این روش شامل استفاده از واکنش های شیمیایی برای شناسایی نیتروژن است.
• تست طیف سنجی: این روش شامل استفاده از طیف سنجی برای شناسایی وجود نیتروژن است.

در ادامه به توضیح هر یک از این دسته ها می پردازیم:

1. تست شیمی فیزیکی

همانطور که گفته شد، N₂ یک گاز بی رنگ، بی بو و غیر قابل اشتعال است و نقطه جوش آن -195.8 درجه سانتیگراد و نقطه ذوب آن -210.0 درجه سانتیگراد است. چگالی نیتروژن در دمای 20 درجه سانتیگراد و فشار یک اتمسفر 1.2506 گرم در لیتر است.

برای شناسایی N₂ با استفاده از روش شیمی فیزیکی، می توان از خواص فیزیکی آن مانند نقطه جوش، نقطه ذوب و چگالی استفاده کرد. به عنوان مثال، می توان از یک دماسنج برای تعیین نقطه جوش یک ماده استفاده کرد. اگر نقطه جوش ماده برابر با نقطه جوش ازت باشد، می توان نتیجه گرفت که ماده حاوی N₂ است.

2. تست شیمیایی

ازت در واکنش های شیمیایی خاصی شرکت می کند که می تواند برای شناسایی آن استفاده شود.

به عنوان مثال، نیتروژن با هیدروژن واکنش می دهد و آمونیاک تولید می کند. این واکنش را می توان با اضافه کردن یک نمونه از ماده مورد نظر به یک محلول اسید هیدروکلریک و یک محلول سدیم هیدروکسید انجام داد. اگر گاز آمونیاک تولید شود، می توان نتیجه گرفت که ماده دارای N₂ است.

3. تست طیف سنجی

N₂ دارای طیف جذبی مشخصی است که می تواند برای شناسایی آن استفاده شود. این طیف جذبی را می توان با استفاده از طیف سنج اندازه گیری کرد. اگر طیف جذبی یک ماده با طیف جذبی نیتروژن مطابقت داشته باشد، می توان نتیجه گرفت که ماده حاوی ازت است.

علاوه بر روش های ذکر شده، روش های دیگری نیز برای شناسایی Nitrogen وجود دارد. به عنوان مثال، می توان از روش های کروماتوگرافی گازی یا طیف سنجی جرمی برای شناسایی N₂ استفاده کرد.

روش های شناسایی Nitrogen

شناسایی با کاتارومتر

دستگاه کاتارومتر قادر است وجود گازهای مختلف را با اندازه گیری هدایت حرارتی یک گاز در مقایسه با گاز مرجع با رسانایی حرارتی بالا مانند هیدروژن تشخیص دهد.

مطمئن شوید که سلول اول گاز مرجع را در خود دارد. این گاز اغلب نیاز به جریان آزاد در سلول دارد. دستگاه همچنین باید دارای یک باتری برای تولید شارژ در هر سلول باشد.

سلول دوم را در معرض گازی که می خواهید آزمایش کنید قرار دهید. خوانش هدایت حرارتی دستگاه را بین گاز کنترل و گازی که در حال آزمایش هستید مقایسه کنید. با توجه به گاز کنترلی مورد استفاده برای مقایسه دقیق خوانش ها، به دفترچه راهنمای همراه دستگاه مراجعه کنید.

به طور کلی، عدد قرائت شده برای Nitrogen بسیار کمتر از گاز کنترل خواهد بود، زیرا رسانایی آن به طور قابل توجهی کمتر از گازهای آزمایشی مانند هیدروژن است. یک نمونه کنترل که اغلب استفاده می شود، هلیوم در لوله مرجع با دبی 40 میلی لیتر در دقیقه است.

شناسایی با لیتموس

یک تکه کاغذ تورنسل قرمز را با آب مقطر مرطوب کنید. تکه کاغذ تورنسل قرمز مرطوب شده خود را در یک لوله آزمایش قرار دهید. لوله آزمایش را با گازی که می خواهید آزمایش کنید پر کنید و درب آن را ببندید.

چند دقیقه صبر کنید. اگر کاغذ تورنسل قرمز رنگ آبی شود، به این معنی است که لوله آزمایش حاوی گاز اصلی است. اگر رنگ کاغذ تغییر نکند، هیچ گاز اساسی در لوله وجود ندارد. سپس می توانید آزمایش را با کاغذ تورنسل آبی تکرار کنید. اگر قرمز شود، نشان دهنده وجود گاز اسیدی در لوله آزمایش است.

اگر هر دو نوع کاغذ تورنسل تغییر رنگ ندهند، این نشان می دهد که یک گاز عنصری خالص مانند ازت در لوله وجود دارد.

شناسایی با احتراق

همچنین با پر کردن یک فلاسک بزرگ ته پهن و گردن باریک با گاز مورد آزمایش، می­توان مشخص کرد کدام گاز عنصری احتمالاً در لوله وجود دارد. سپس یک چوب کبریت یا تراشه چوب روشن کرده و آن را داخل فلاسک قرار دهید و ببینید چه اتفاقی می افتد.

اگر شعله خاموش شود، در این صورت هیچ اکسیژنی در لوله وجود ندارد و گازی بی اثر نسبت به سوختن، به عنوان مثال، گاز Nitrogen است. گاز نیتروژن واکنش پذیری نسبت به شعله ندارد زیرا بی اثر است.

همچنین در صورت در اختیار نداشتن فلاسک های بزرگتر، می توانید یک چوب کبریت شعله ور را در یک لوله آزمایش معمولی بیندازید و واکنش های فوری آن را قبل از خروج گاز مشاهده کنید.

شناسایی با دتکتورها یا آشکارسازها

دتکتورهای شناسایی Nitrogen دستگاه هایی هستند که برای شناسایی وجود نیتروژن در یک محیط استفاده می شوند. این دتکتورها در صنایع مختلف، از جمله صنایع غذایی، نفت و گاز، و پزشکی کاربرد دارند.

آشکارسازهای نیتروژن ابزار مهمی برای انواع صنایع هستند. آنها به اطمینان از ایمنی، کیفیت و کارایی عملیات کمک می کنند.

انواع مختلفی از دتکتورهای شناسایی Nitrogen وجود دارد که هر کدام از آنها بر اساس یک اصل کار می کنند. برخی از انواع رایج دتکتورهای شناسایی نیتروژن عبارتند از:

• دتکتورهای شیمی فیزیکی: این دتکتورها بر اساس خواص فیزیکی ازت مانند نقطه جوش، نقطه ذوب و چگالی کار می کنند. به عنوان مثال، دتکتوری که بر اساس نقطه جوش کار می کند، دمای یک ماده را اندازه گیری می کند. اگر دمای ماده برابر با نقطه جوش نیتروژن باشد، می توان نتیجه گرفت که ماده حاوی نیتروژن است.
• دتکتورهای شیمیایی: این دتکتورها بر اساس واکنش های شیمیایی Nitrogen کار می کنند. به عنوان مثال، دتکتوری که بر اساس واکنش با آمونیاک کار می کند، یک ماده را با اسید هیدروکلریک و یک محلول سدیم هیدروکسید ترکیب می کند. اگر گاز آمونیاک تولید شود، می توان نتیجه گرفت که ماده حاوی نیتروژن است.
• دتکتورهای طیف سنجی: این دتکتورها بر اساس طیف جذبی ازت کار می کنند. به عنوان مثال، دتکتوری که بر اساس طیف جذبی کار می کند، طیف جذبی یک ماده را اندازه گیری می کند. اگر طیف جذبی ماده با طیف جذبی نیتروژن مطابقت داشته باشد، می توان نتیجه گرفت که ماده حاوی نیتروژن است.

اهمیت استفاده ازدتکتورهای شناسایی نیتروژن در صنایع مختلف

• در صنایع غذایی، دتکتورهای شناسایی نیتروژن برای اطمینان از کیفیت مواد غذایی استفاده می شوند. به عنوان مثال، دتکتورهای شناسایی ازت می توانند برای شناسایی مواد غذایی فاسد یا آلوده استفاده شوند.
• در صنایع نفت و گاز، دتکتورهای شناسایی ازت برای اطمینان از ایمنی تجهیزات استفاده می شوند. به عنوان مثال، دتکتورهای شناسایی Nitrogen می توانند برای شناسایی نشت گاز نیتروژن استفاده شوند.
• در آزمایشگاه، نیتروژن برای حفظ نمونه ها در شرایط بی اثر استفاده می شود. برای این کار، نمونه ها در یک محفظه پر از گاز نیتروژن نگهداری می شوند.
• در پزشکی، دتکتورهای شناسایی نیتروژن برای تشخیص بیماری ها استفاده می شوند. به عنوان مثال، دتکتورهای شناسایی ازت می توانند برای تشخیص بیماری های ریوی استفاده شوند.

فاکتورهای مؤثر بر اتنخاب دتکتور

انتخاب دتکتوری مناسب برای یک کاربرد خاص به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

• حساسیت: حساسیت دتکتور نشان می دهد که دتکتور می تواند چه مقدار ازت را تشخیص دهد.
• دقت: دقت دتکتوری نشان می دهد که دتکتورا چقدر دقیق می تواند مقدار Nitrogen را اندازه گیری کند.
• سرعت پاسخ: سرعت پاسخ دتکتور نشان می دهد که دتکتور چقدر سریع می تواند وجود نیتروژن را تشخیص دهد.
• هزینه: هزینه دتکتور نیز یک عامل مهم در انتخاب دتکتوری مناسب است.