فوائد استخدام غاز النيتروجين: دليل الاستخدام والتطبيقات

النيتروجين

يعدّ غاز النيتروجين غازاً لا لون له ولا طعم ولا رائحة، ورمزه الكيميائي هو (N)، وعدده الذري 7، ويحتوي على خمسة إلكترونات في غلافه الخارجي، وهو غاز غير نشط كيميائياً ولا يميل إلى التفاعل مع العناصر الأخرى، وغير قابل للاشتعال، وصعب الذوبان في الماء، ويعدّ من اللافلزات، كما يوجد في الطبيعة على شكل غاز في درجات الحرارة والضغط القياسيين. يشكل النيتروجين النسبة الأكبر من الغلاف الجوي للأرض؛ حيث يشكل النيتروجين نسبة 78% من الهواء المحيط بنا، وهو يوجد عادة على شكل جزئ مكوّن من ذرتين N₂، ويعدّ النيتروجين أهم جزء في البروتينات في أجسام الكائنات الحية؛ فهو يدخل في تركيب الأحماض الأمينية، وتم اكتشاف النيتروجين وعزله على يد طبيب اسكتلندي اسمه دانيال رذرفورد. ¹

النيتروجين السائل

يتحول النيتروجين إلى الحالة السائلة عند درجات حرارة منخفضة جداً، ويعرف وقتها باسم النيتروجين السائل، الذي يستخدم في تطبيقات واسعة في الحياة العملية، وهو عبارة عن سائل بلا لون ولا رائحة، وكثافته أقل من الماء، وبعرف بأنّه من الكيماويات الباردة للغاية، ويجمد هذا السائل على بشكل فوري أي شئ عند لمسه، ويؤدي لمسه بواسطة الجلد مباشرة إلى الإصابة بتثليج الأنسجة، لذلك يجب الانتباه عند التعامل معه وارتداء قفازات في اليدين.²

استخدامات النيتروجين

لغاز النيتروجين العديد من الاستخدامات في الصناعة والحياة العملية، وهو يُستخدم في شكليه الغازي، والسائل، أو يدخل في إنتاج بعض المركبات الكيميائية المهمة، وفيما يأتي بيان لبعض هذه الاستخدامات:³

• يستخدم غاز النيتروجين في تعبئة إطارات الطائرات وسيارات السباق، بسبب خموله الكيميائي وعدم ميله للتفاعل والاحتراق، وبالتالي يقلل خطر الاشتعال بسبب الاحتكاك.
• يستخدم النيتروجين كمادة أساسية في بعض أنواع الأدوية مثل المضادات الحيوية.
• يستخدم النيتروجين في صناعة بعض الأجزاء الإلكترونية مثل الصمامات الإلكترونية، والديود، وفي تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ (الستانستيل)؛ لتقويته وزيادة مقاومته للتآكل.
• يخزن البترول والمواد الأخرى القابلة للاشتعال في الخزانات في جو من النيتروجين.
• تحضر الأمونيا أو ما يعرف باسم النشادر (NH₃) عن طريق تفاعل الهايبر بوش، والتي تستخدم في تصنيع الأسمدة، ومخصبات التربة، وغيرها من الصناعات، وفي تحضير حمض النتريك الذي يدخل في صناعة المتفجرات.
• يعدّ غاز النيتروجين مادة حافظة للأغذية المعلبة أو المغلفة للحفاظ عليها طازجة.
• يستخدم النيتروجين في شكله الغازي في ملء بعض أنواع المصابيح المتوهجة بدلاً من غاز الآرغون؛ كبديل أرخص في الثمن.
• يستخدم النيتروجين السائل في علاج الثآليل الجلدية فينما يعرف بالعلاج بالتبريد، وفي حفظ عينات الأجزاء الحيوية مثل الحيوانات المنوية والبويضات والدم بالتجميد.
• يستخدم النيتروجين السائل في عمليات صناعة الأغذية لغايات التجميد السريع.
• تستخدم مادة نترات البوتاسيوم KNO₃ في صناعة البارود.
• يستخدم أكسيد النيتروز N₂O أو ما يعرف باسم غاز الضحك كغاز مخدر في بعض العمليات الجراحية وخاصة في طب الأسنان.