질소의 물리 / 화학적 특성

  무색 ·무미 ·무취의 기체로 액체나 고체상태에서도 무색이다. 임계온도 －147.09℃,임계압력 33.5atm이다. 0℃, 0.1atm에서 1ℓ의 물에 23.6mℓ 녹는다. 산소보다 물에 녹기 어렵다. 상온에서는 화학적으로 비활성이며, 연소를 돕지 않고 호흡을 조장하지 않지만 유독하지는 않다. 고온에서는 다른 원소와 직접 반응하여 암모니아 ·산화질소 등 많은 질소화합물을 만든다.

  

액체질소는 대기 압력 하에서 -196℃에서 액체로 존재한다. 임계온도는 -147.21℃이며, 임계압력은 33.5atm이다. 끓는점은 latm 하에서 -196℃이다. 질소는 2원자 분자로서 공기 부피의 80%를 차지하는 기체 원소로서 공업적으로는 공기의 분별액화(分別液化)로 얻을 수 있으며, 화학적으로는 염화암모늄과 아질산나트륨의 혼합액을 70℃로 가열하여 분별증류로 얻는다. 이렇게 하여 얻은 질소를 -196℃까지 냉각하여 액체질소를 제조한다.


  액체질소는 무색 투명하며 유동성이 크다. 또한 기본적인 용도인 암모니아의 합성 원료 이외에도 그 비활성과 저온액체라는 점 등의 성질이 주목되어 화학·철강·전자공업 분야 등에서 그 수요가 증가하고 있다. 또 식품공업에서는 안전한 냉동용 액체로서도 사용된다.


질소의 제법

  공업적으로는 공기를 액화시킨 액체공기로부터 분류(分溜)에 의해서 얻는 방법이 널리 이용되고 있다. 실험실에서는 아질산암모늄의 진한 용액 NH4NO2, 또는 염화암모늄과 아질산나트륨의 혼합물을 약 70℃로 가열하여 얻는다. NH4NO2 → 2H2O＋N2 또한 공기 중의 질소를 분리 ·고정시켜서 질소화합물을 만드는 공업을 질소공업이라 한다.

질소의 광물자원으로서는 칠레초석이 유명하지만 19세기 말엽에 공중질소고정법(空中窒素固定法)이 발명되어 칠레초석의 공업적 가치는 떨어졌고 질소공업은 공중질소고정공업을 뜻하게 되었다.


 질소기체의 용도

 불활성 분위기가스 : 철강,금속,석유,화학,섬유,반도체,의약품등의
                              제조공정.
 각종금속열처리가스,분위기가스.
 화학프랜드,배관,탱크등의 퍼지가스.
 각종 분석기의 캐리어 가스.
 판유리 제조.
 용제회수.비료,촉매,신소재.
 비료,촉매,신소재 등의 원료.
 가스배관 수리 등의 안전공학.

 질소액체의 용도

 초전도체 연구
 식품냉동 및 보관: 아이스크림,껌,분유,육가공,식품 등.
 유전공학: 혈액,정액보존 등.
 저온공학: 플라스틱,고무,금속,사료 등.
 콘크리트 냉각.
 토양 동결.
 저온 결합.
의약분야: 외과,정형,인체공학.


 질소전용용기