化学反应中，氮气和氩气保护有何不同？

  氮气与氩气都是惰性气体。只是氮气没氩气惰，想知道化学反应中，氮气和氩气保护有何不同？我们一起看看吧。

氮气

物理性质：

     单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，在标准情况下的气体密度是1.25g·dm-3，氮气在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。



     氮气在水里溶解度很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小，在283K时，一体积水约可溶解0.02体积的N2。氮气在极低温下会液化成白色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。通常市场上供应的氮气都盛于黑色气体瓶中保存。



化学性质：

     氮气分子的分子轨道式为 ,对成键有贡献的是三对电子，即形成两个π键和一个σ键。 对成键没有贡献，成键与反键能量近似抵消，它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。



氮的用途：

     氮主要用于合成氨，由此制造化肥、硝酸和**等，氨还是合成纤维（锦纶、腈纶），合成树脂，合成橡胶等的重要原料。由于氮的化学惰性，常用作保护气体。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存。液氨还可用作深度冷冻剂。



氩气

化学性质：

     氩是单原子不具化学活性的气体。它不会与其它元素或化合物反应。虽然有报道称已经制备出红及其它稀有气体的少数化合物，但可以认为，此种研究只具有科学意义。对所有实际应用来说，每一试图把复化合为常见类型化合物的努力均告失败。这些努力包括用氧化剂和还原剂处理氩。氩之所以很稳定，是由于它的所有电子已完全配对，并且不存在任何成键轨道。



氩的用途：

      氩是目前工业上应用很广的稀有气体。它的性质十分不活泼，既不能燃烧，也不助燃。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门，对特殊金属，例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢在焊接时，往往用氩作为焊接保护气，防止焊接件被空气氧化或氮化。



    在金属冶炼方面，氧、氩吹炼是生产优质钢的重要措施，每炼1t钢的氩气消耗量为1～3m3。此外，对钛、锆、锗等特殊金属的冶炼，以及电子工业中也需要用氩作保护气。

     在空气中含有的0.932%的氩，沸点在氧、氮之间，在空分装置上塔的中部含量最高，叫氩馏分。在分离氧、氮的同时，将氩馏分抽出，进一步分离提纯，也可得到氩副产品。对全低压空分装置，一般可将加工空气中30%~35%的氩作为产品获得(最新流程已可将氩的提取率提高到80%以上)；对中压空分装置，由于膨胀空气进下塔，不影响上塔的精馏过程，氩的提取率可达60%左右。但是，小型空分装置总的加工空气量少，所能生产的氩气量有限，是否需要配置提氩装置，要视具体情况确定。



     氩气为惰性气体，对人体无直接危害。但是，如果工业使用后，产生的废气则对人体危害很大，会造成矽肺、眼部损坏等情况。



     虽然是惰性气体，同时也是窒息性气体，大量吸入会产生窒息。生产场所要通风，并且，从事与氩气有关的技术人员，每年定期进行职业病体检，确保身体健康。



     氩本身无毒，但在高浓度时有窒息作用。当空气中氩气浓度高于33%时就有窒息的危险。当氩气浓度超过50%时，出现严重症状，浓度达到75%以上时，能在数分钟内死亡。液氩可以伤皮肤，眼部接触可引起炎症。

选择

     化学中，当然不局限于有机化学了，处于某种目的，比如隔绝氧气，或水汽的目地，需要惰性气体的氛围，比如氮气或氩气。条件好的可以用手套箱，不好的可以用三通系统代替，最简单的可以用三通塞套个气球也可以直接用。反应到底用氮气还是氩气，这个也是有选择的，除了氩气比氮气贵以外，还有化学方面的原因。


     高纯氩比高纯氮更惰性。一般的金属有机反应比如Suzuki偶联等在高纯氮下反应就没问题。当有金属或金属有机化合物会和氮气反应时这时就需要用高纯氩，比如金属锂的有关反应就需要在高纯氩下进行，因为氮气会和锂反应。只要你的反应物或产物不和氮气反应，即使文献用氩气，你用氮气也没问题。

氮气和氩气在化学反应中的主要区别在于他们的化学性质和用途：

氮气的化学惰性较差，特别是在高温下会与一些金属发生反应，这在一些化学反应中是不可接受的。因此，氮气通常用作保护气体，以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化。另外，由于氮气能够吸收大量的热量，因此也用于制冷等应用。

相比之下，氩气的化学惰性更好，几乎不与其他元素发生化学反应，因此在需要极高纯度和稳定性的环境中，如高温焊接、冶炼等工业应用，通常会选择使用氩气作为保护气体。此外，由于氩的密度大于氮，它可以更有效地防止空气中的氧气和水分进入反应区域。

总的来说，氮气和氩气的选择取决于具体的化学反应条件和目标。并且，由于氩气的成本更高，因此在经济上允许的情况下，才会选择使用氩气。
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