Sobre o Nitrogênio
O nitrogênio é um gás não reativo incolor e inodoro que forma cerca de 78% da atmosfera da Terra. O nitrogênio líquido (feito pela destilação do ar líquido) ferve a 77,4 kelvins (-195,8 °C) e é usado como refrigerante.
Resumo
| Elemento | Nitrogênio |
| Número atômico | 7 |
| Categoria do elemento | Não Metálico |
| Fase em STP | Gás |
| Densidade | 0,00125 g/cm3 |
| Resistência à tração | N/D |
| Força de rendimento | N/D |
| Módulo de elasticidade de Young | N/D |
| Escala de Mohs | N/D |
| Dureza Brinell | N/D |
| Dureza Vickers | N/D |
| Ponto de fusão | -209,9 °C |
| Ponto de ebulição | -195,8 °C |
| Condutividade térmica | 0,02598 W/mK |
| Coeficiente de Expansão Térmica | N/D |
| Calor específico | 1,04 J/gK |
| Calor de fusão | (N2) 0,7204 kJ/mol |
| Calor da vaporização | (N2) 5,56 kJ/mol |
| Resistividade elétrica [nanoOhm meter] | N/D |
| Suscetibilidade Magnética | −1,2e-5 cm3/mol |
Aplicações de Nitrogênio
O nitrogênio em várias formas químicas desempenha um papel importante em um grande número de questões ambientais. As aplicações de compostos de nitrogênio são naturalmente extremamente variadas devido ao enorme tamanho desta classe: portanto, apenas aplicações de nitrogênio puro serão consideradas aqui. Dois terços do nitrogênio produzido pela indústria é vendido como gás e o terço restante como líquido. Na metalurgia, a nitretação é um processo de cementação em que a concentração de nitrogênio na superfície de um ferroso é aumentada por difusão do ambiente circundante para criar uma superfície cementada. A nitretação produz uma superfície dura e altamente resistente ao desgaste (profundidades de caixa rasas) do produto com boa capacidade de carga de contato, boa resistência à fadiga de flexão e excelente resistência ao desgaste. A amônia e os nitratos produzidos sinteticamente são fertilizantes industriais essenciais, e os nitratos de fertilizantes são os principais poluentes na eutrofização dos sistemas hídricos. Além de seu uso em fertilizantes e reservas de energia, o nitrogênio é um constituinte de compostos orgânicos tão diversos quanto o Kevlar usado em tecidos de alta resistência e o cianoacrilato usado em supercola.
Produção e Preço do Nitrogênio
Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Nitrogênio puro estavam em torno de 4 $/kg.
O dinitrogênio forma cerca de 78% da atmosfera da Terra, tornando-o o elemento não combinado mais abundante. O gás nitrogênio é um gás industrial produzido pela destilação fracionada de ar líquido, ou por meios mecânicos usando ar gasoso (membrana de osmose reversa pressurizada ou adsorção por oscilação de pressão). Geradores de gás nitrogênio usando membranas ou adsorção de oscilação de pressão (PSA) são tipicamente mais eficientes em termos de custo e energia do que o nitrogênio fornecido a granel. O nitrogênio comercial é frequentemente um subproduto do processamento de ar para concentração industrial de oxigênio para fabricação de aço e outros fins.
Fonte: www.luciteria.com
Propriedades Mecânicas do Nitrogênio
Força do Nitrogênio
Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.
Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.
Veja também: Resistência dos Materiais
Força de tração final do Nitrogênio
A resistência à tração final do Nitrogênio é N/A.
Força de Cedência de Nitrogênio
A força de rendimento do Nitrogênio é N/A.
Módulo de Elasticidade do Nitrogênio
O módulo de elasticidade de Young do Nitrogênio é N/A.
Dureza do Nitrogênio
Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.
A dureza Brinell do Nitrogênio é aproximadamente N/A.
O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.
A dureza Vickers do Nitrogênio é aproximadamente N/A.
A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.
O Nitrogênio tem uma dureza de aproximadamente N/A.
Veja também: Dureza dos Materiais
Nitrogênio – Estrutura Cristalina
Uma possível estrutura cristalina do Nitrogênio é a estrutura hexagonal.
Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.
Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais
Estrutura Cristalina do Nitrogênio
Força dos Elementos
Elasticidade dos Elementos
Dureza dos Elementos
Propriedades Térmicas do Nitrogênio
Nitrogênio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
O ponto de fusão do Nitrogênio é -209,9 °C.
O ponto de ebulição do Nitrogênio é -195,8 °C.
Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.
Nitrogênio – Condutividade Térmica
A condutividade térmica do Nitrogênio é 0,02598 W/(m·K).
As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.
Coeficiente de Expansão Térmica do Nitrogênio
O coeficiente de expansão térmica linear do Nitrogênio é N/D.
A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.
Nitrogênio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização
O calor específico do Nitrogênio é 1,04 J/gK.
A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.
O calor latente de fusão do Nitrogênio é (N2) 0,7204 kJ/mol.
O calor latente de vaporização do Nitrogênio é (N2) 5,56 kJ/mol.
Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.
Ponto de fusão dos elementos
Condutividade Térmica dos Elementos
Expansão Térmica dos Elementos
Capacidade de Calor dos Elementos
Calor de Fusão de Elementos
Calor de Vaporização dos Elementos
Nitrogênio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética
A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.
Veja também: Propriedades Elétricas
A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são conseqüência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.
Veja também: Propriedades Magnéticas
Resistividade Elétrica do Nitrogênio
A resistividade elétrica do Nitrogênio é N/D.
A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o nitrogênio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.
Suscetibilidade Magnética do Nitrogênio
A suscetibilidade magnética do Nitrogênio é -1,2e-5 cm3/mol.
No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do Nitrogênio em resposta a um campo magnético aplicado.
Resistividade Elétrica dos Elementos
Suscetibilidade Magnética dos Elementos
Outras propriedades do Nitrogênio
