Kväve

Wikipedia

kol - kväve - syre N P    Periodiska systemet
Allmänt
Namn, kemiskt tecken, nummer	kväve, N, 7
Kemisk serie	icke-metaller
Grupp, period, block	15 (VA), 2, p
Densitet	1,2506 kg/m3 (273 K)
Hårdhet	-
Utseende	färglös
Atomens egenskaper
Atommassa	14,0067 u
Atomradie (beräknad)	65 (56) pm
Kovalent radie	75 pm
van der Waalradie	155 pm
Elektronkonfiguration	[ He ]2s22p3
e− per energinivå	2,5
Oxidationstillstånd (oxid)	±3, 5, 4, 2 (starkt sur)
Kristallstruktur	hexagonal
Ämnets fysiska egenskaper
Materietillstånd	gas
Magnetiska egenskaper	icke magnetisk
Smältpunkt	63,14 K (-210 °C)
Kokpunkt	77,35 K (-196 °C)
Molvolym	13,54·10- m3/mol
Ångbildningsvärme	2,7928 kJ/mol
Smältvärme	0,3604 kJ/mol
Ångtryck	-
Ljudhastighet	334 m/s vid 293,15 K
Diverse
Elektronegativitet	3,04 (Paulingskalan)
Värmekapacitet	1 040 J/(kg·K)
Elektrisk ledningsförmåga	___·106 S/m (Ω−1·m−1)
Värmeledningsförmåga	0,02598 W/(m·K)
1a jonisationspotential	1 402,3 kJ/mol
2a jonisationspotential	2 856 kJ/mol
3e jonisationspotential	4 578,1 kJ/mol
4e jonisationspotential	7 475,0 kJ/mol
5e jonisationspotential	9 444,9 kJ/mol
6e jonisationspotential	53 266,6 kJ/mol
7e jonisationspotential	64 360 kJ/mol
8e jonisationspotential	{{{joniseringspot-8}}} kJ/mol
9e jonisationspotential	{{{joniseringspot-9}}} kJ/mol
10e jonisationspotential	{{{joniseringspot-10}}} kJ/mol
Mest stabila isotoper
Isotop Förekomst Halv.tid Typ Energi Prod. 13N syntetisk 9,965 min ε 2,220 MeV 13C 14N 99,634 % N, stabil isotop med 7 neutroner 15N 0,336 % N, stabil isotop med 8 neutroner
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Kväve är ett atomslag och ett icke-metalliskt grundämne. Kväve förekommer som kvävgas (N₂) rikligt i atmosfären där den står för cirka 78 % av volymen. Som en internationell anpassning till ämnets namn i olika språk, talar man numera i ökande omfattning hellre om nitrogen än om kväve. Namnet nitrogen visar ju också bättre än kväve sammanhanget med exempelvis nitrösa gaser eller nitrering av ämnen.

Kvävgas är färglös och kemiskt trögreaktivt beroende på att dess två atomer bindes med en trippelbindning som är svår att lösa upp. Vid hög energitillförsel, t ex elektriska urladdningar, sönderdelas kvävgasmolekylen dock till enskilda atomer som lätt reagerar - vid elektrisk urladdning i luft (kväve, syre och spår av andra gaser) bildas flera kväveoxider, bl a kväve(mon)oxid NO och kvävedioxid NO₂. Dessa bildas också vid flera typer av förbränning och kemiskt industriella processer. Vid reaktion med vatten bildar dessa gaser salpetersyrlighet HNO₂ och salpetersyra HNO₃, vilka kan ge ett stort bidrag till försurning av miljön vid nederbörd.

Kväve framställs industriellt främst genom fraktionerad destillation av flytande luft.

Kvävets viktigaste föreningar är:

• Ammoniak (NH₃) en färglös giftig och illaluktande gas med kokpunkt -33°C, som används i kemiindustrin för bl a framställning av gödselmedel och sprängämnen. Vidare används ammoniak som kylmedium i större kylanläggningar.

• Ammoniumsalter - Ammoniak bildar tillsammans med syror ammoniumsalter, vilka då innehåller den positiva jonen NH₄⁺, vilken kemiskt påminner om en alkalimetalljon. Ett exempel är den högexplosiva ammoniumnitraten NH₄NO₃, vilken förr användes som gödselmedel.

• Salpetersyra (HNO₃) en färglös vätska som stelnar vid -42°C och kokar vid +84°C, är en stark syra som vid reaktion med metaller bildar nitrater innehållande den negativa jonen NO₃^-.

• Aminosyrorna, med en amino-grupp NH₂ kopplad till kolvätekedjor, utgör de viktigaste byggstenarna för livet - kväve är således av yttersta vikt för den organiska kemin.

Innehåll 1 Användning 2 Förekomst&framställning 3 Historia 4 Se även

[redigera] Användning

Kväve används på grund av sin reaktionströghet som skyddsgas vid metallurgiska processer, och i vissa lampor ofta blandat med argon. Flytande kväve som har en temperatur på cirka -195°C används till många saker som behövs kylas snabbt och hållas väldigt kallt, bland annat för att frysa mat så att inga iskristaller bildas och förstör matens celler och inom kryologi för att frysa levande organismer.

Kväve används som förpackningsgas i livsmedel för att bevara varan man förpackar och har E-nummer E 941. Till exempel är luftrummet i en ölburk mellan ölen och locket oftast fyllt med kväve och inte luft.

Den används också i däck i stället för luft vilket förhindrar luftläckage genom gummit i däcket, kvävet kyler däcket vilket har stor betydelse inom motorsporten och för flygt. På grund av sin reaktionströghet så påverkas inte däcktrycket i däcket som det gör med luft när temperaturen stiger och sjunker under dygnet.

En av kvävets största användning är vid tillverkning av ammoniak, ammoniaken produceras genom sammanslagning av kväve och väte i en process som kallas Haber-Boschprocessen. I Haber-Boschprocessen blandas kväve och väte i proportionerna 1:3 och utsätts för 200 atmosfärer och leds vid 400°C förbi en katalysator av järnoxid och ammoniak bildas.

N₂ + 3H₂ –> 2NH₃

Ammoniaken kan sedan användas för att bilda salpetersyra genom att ledas över en koppar eller platina katalysator tillsammans med syrgas.

[redigera] Förekomst&framställning

Kväve är den vanligaste gasen i atmosfären följd av syre, men i jordskorpan är kväve ganska ovanligt med en halt av 25 gram per ton.

Gas	Kokpunkt	Volymprocent i luften
Kväve	-195°C	78,073%
Syre	-183°C	20,947%
Koldioxid	-78°C	0,04%
Ädelgaser	varierar	0,94%

Kväve framställs genom fraktionerad destillation av flytande luft.

[redigera] Historia

Svensken Carl Wilhelm Scheele visade 1772 att luft består av två komponenter kallade eldsluft (syre) och skämd luft (resten, d v s mest kväve) - fransmannen Lavoisier döpte om den skämda luften till azote. Engelsmannen John Dalton presenterade azote som ett grundämne i sin publicerade atomteori av år 1807. Det internationella namnet nitrogene/nitrogenium tillkom 1790 på grund av upptäckta samband mellan kväve och salpetersyra (νίτρον grek. salpeter). Det svenska namnet kväve föreslogs av Afzelius och Ekeberg år 1795 för dess eld-kvävande egenskaper.

[redigera] Se även

• Periodiska systemet