گاز نیتروژن با علامت اختصاری N است که عدد اتمی آن در جدول تناوبی برابر با ۷ می‌باشد. گاز نیتروژن را می‌توان عنصر اصلی در هواکره و موجودات زنده به شمار آورد. معمولا نیتروژن موجود در هوا (آزاد) گازی بی رنگ و بدون بو و مزه است. به همین دلیل است که این گاز در دسته گازهای بی اثر قرار می‌گیرد.

گاز نیتروژن موجود در هوا میزان گازهای اکسید کننده را کاهش می‌دهند در نتیجه از سوختن و خوردگی خودبخودی فلزات ممانعت می‌کند. ساختارهای ملکولی مهمی در بدن موجودات زنده وجود دارد مانند آمینو اسیدها، پروتئین ها که بخشی از این ساختار‌ها را نیتروژن تشکیل می‌دهد. گاز نیتروژن در صنعت کاربرد‌های زیادی دارد از جمله می‌تواند جایگزین هوا در بسته بندی مواد غذایی شود. آمونیاک نیز از ترکیبات نیتروژن می‌باشد که در کودهای شیمیایی و تولید نیتریک اسید کاربرد دارد. گفتنی است که نیتروژن در تولید باروت و بمب های TNT نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گاز نیتروژن حدودا ۷۸% از حجم هوا و ۵% از جرم هوا را شامل می‌شود. رایج ترین ایزوتوپ نیتروژن به نیتروژن ۱۴ معروف است که از همجوشی هسته ای در ستاره ها به وجود می‌آید.
تهیه گاز نیتروژن

یکی از روشهای تولید نیتروژن روش COLD BOX می‌باشد در این شیوه ی تولید بطور معمول نیتروژن با خلوص ۹۹.۹۹% تولید و تهیه می‌گردد در واقع امکان تولید نیتروژن خالص برای اهدافی که نیاز به خلوص بالا دارند وجود دارد. گفتنی است که نیتروژن مایع را تنها از این روش می‌توان تهیه نمود.

مراحل تولید گاز نیتروژن به روش COLD BOX:

ابتدا دمای هوای فشرده ورودی توسط چیلر آبی ۱۰ درجه کاهش می‌یابد، و وارد مرحله بعد، درایو می‌شود که در آنجا ناخالصی ها و روغن و رطوبت آن گرفته و خشک می‌شود و وقتی وارد COLD BOX می‍‌‌‌شود دمای آن تا ۱۹۶ درجه سانتیگراد کم می‌شود و به مایع تبدیل می‌گردد. این هوای مایعی که تولید شده است به قسمت پایین برج وارد می‌شود و با اختلافی که در نقطه شبنم اکسیژن و نیتروژن وجود دارد نخست نیتروژن خارج می‌شود و سپس اکسیژن.

خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد گاز نیتروژن:

همانطور که از قبل می‌دانید گاز نیتروژن در گروه پنجم جدول تناوبی وجود دارد و در حقیقت هر کدام از خانه های جدول تناوبی خواص خاص خود را دارند از این رو تصمیم گرفتیم تا اطلاعاتی در راستای شناسایی خواص فیزیکی و شیمیایی گاز نیتروژن در اختیار شما عزیزان قرار دهیم:

گاز نیتروژن دارای عدد اتمی ۷ و جرم اتمی ۱۴.۰۰۶۷۴ می‌باشد. نقطه ذوب و جوش گاز نیتروژن به ترتیب ۲۱۰.۰- و ۱۹۵.۷- است. نیتروژن دارای شعاع اتمی ۰.۷۵ آنگستروم می‌باشد. از آنجایی که گاز نیتروژن در گروه ۵ جدول تنابی قرار دارد دارای ظرفیت ۵ می‌باشد. گاز نیتروژن گازی بی رنگ است و در حالت معمول و استاندارد در حالت گازی است.

گاز نیتروژن دارای انرژی یونیزاسیون ۱۴۰۲.۳ کیلو ژول بر مول است .اگر بخواهیم شکل الکترونی این گاز را بگوییم به صورت ۱S۲ ۲S۲ ۲P ۳ می‌باشد. گاز نیتروژن دارای چند ایزوتوپ پایدار و نیمه پایدار است که دو ایزوتوپ پایدار گاز نیتروژن N-۱۴ , N-۱۵ هستند.
روش‌های شناسایی گاز نیتروژن:

برای شناسایی گاز نیتروژن دو راه وجود دارد: روش اول استفاده از کاتارومتر می‌باشد که در این روش با اندازه گیری هدایت حرارتی گاز، نوع گاز را مشخص می‌شود. روش دوم استفاده از کاغذ لیتموس قرمز است که باید آن ‌را مرطوب کنید و داخل لوله آزمایش قرار دهید و سپس لوله آزمایش را با گاز مجهول مورد نظر پر کنید. اگر کاغذ به رنگ آبی تغییر رنگ داد، نشان می‌دهد که گاز خاصیت بازی دارد. اگر رنگ آن قرمز شد یعنی گاز اسیدی است و اگر دچار هیچ تغییر رنگی نشد به این معناست گاز عنصری مانند نیتروژن در داخل لوله آزمایش است که می‌توان با آزمایش شعله مشخص کرد که این گاز اکسیژن یا نیتروژن است.

در ارتباط با انفجار گاز نیتروژن باید گفت که این گاز قابل اشتعال و انفجار نمی‌باشد. اما در صورت قرار گرفتن مخازن آن در آتش و دمای بالا امکان ترکیدن وجود دارد. گفتنی است در صنایع غذایی از گاز نیتروژن برای جلوگیری از فساد حاصل از اکسیداسیون ، کپک زدن یا حشرات استفاده می‌شود.
کاربرد نیتروژن:

یکی دیگر از گازهای پرکاربرد و مهم در زندگی بشر و موجودات زنده دیگر، گاز نیتروژن است. که در اینجا یک سری از کاربردهای مهم نیتروژن را بیان می‌کنیم.

اگر بخواهیم از کاربرد نیتروژن یا ازت در صنعت بگوییم استفاده از گاز نیتروژن برای خشک کردن حلال اضافی می‌باشد که یکی از روش‌های تحقیقاتی است.

نیتروژن در صنایع داروئی هم بسیار کاربرد دارد که در ترکیب و ذخیره‌سازی مخلوط‌های تقسیم بندی شده پزشکی از نیتروژن تصفیه شده استفاده می‌کنند به همین دلیل گاز نیتروژن در صنایع داروئی بسیار حیاتی است.

در صنایع غذایی، گازی که برای جابه‌جایی هوا دربسته بندی مواد غذایی تاثیرگذار است گاز نیتروژن می‌باشد این کار فساد مواد غذایی را کاهش می‌دهد از این رو گاز نیتروژن در صنایع غذایی هم کاربردی و مهم می‌باشد.

یکی دیگر از موارد استفاده از نیتروژن برای تولید فلزاتی است که لازم است در محیطی تولید شوند که هیچگونه اکسیژنی در آن محیط نباشد تا از اکسیداسیون و نیز تولید فلزات مختلف جلوگیری شود از این رو از نیتروژن استفاده می‌کنند.

کاربرد دیگر گاز نیتروژن در صنعت نفت است که از نیتروژن (ازت) به عنوان عنصری مهم در جداسازی گازها و آماده‌سازی آن‌ها برای ذخیره‌‌سازی نفت استفاده می‌شود؛ زیرا نیتروژن با نفت واکنش نمی‌دهد.

گفتنی است که در عصر جدید به جای این که لاستیک خودروهای سواری را با هوا پر کنند از گاز نیتروژن استفاده می‌کنند استفاده از نیتروژن در لاستیک باعث کاهش مصرف سوخت، افزایش ایمنی، افزایش دوام رینگ و... می‌شود و جالب‌تر این که با استفاده از گاز نیتروژن در لاستیک نیازی نیست تا چند ماه باد لاستیک را چک کنید.
نکات ایمنی نیتروژن:

گفتنی است اساسی ترین نکته در رابطه با سیلندر گاز نیتروژن که به صورت فشرده استفاده می‌شود، توجه به تاریخ تست سیلندر، سال ساخت آن و نیز آرم سیلندر است که آیا شرکت سازنده معتبر می‌باشد یا نه، در واقع باید استاندارهای ساخت سیلندر رعایت شده و به آن توجه شود سپس با اطمینان خاطر می‌توان از آن سیلندر استفاده کرد. البته لازم به ذکر است که معمولا سیلندرهای مصرفی در ایران وارداتی هستند (شرکت سپهر گاز کاویان یکی از شرکت های تامین کننده این سیلندرها می‌باشد).

شیر سیلندرها باید استاندارد باشد و شیر نشتی نداشته باشد .

مانومتری که استفاده می‌شود باید سالم و معتبر باشد.

نکته‌ی حائز اهمیت دیگر این است که محل تزریق نیتروژن باید دارای تهویه‌ی مناسب باشد و یا اگر قرار است در محیطی نیتروژن انباشته شود باید در آن محیط موجود زنده‌‌ای نباشد چرا که نیتروژن فشار مثبت در محیط ایجاد می‌کند و محیط به تدریج خالی از اکسیژن می‌شود.

هنگام استفاد از نیتروژن مایع باید از دستکش و لباس مناسب که در برابر سرما مقاوم باشد استفاده کرد (نیتروژن در دمای منفی ۱۹۶ درجه سانتی گراد به مایع تبدیل می‌شود) و همچنین استفاده از عینک ضروری است تا قطره‌ای از آن بر سر و صورت پاشیده نشود.
عوارض استشمام نیتروژن :

همانطور که می‌دانید مقدار مولکول‌های گاز نیتروژن در هوا زیاد می‌باشد و تقریبا ۷۸ درصد از حجم هو را تشکیل می‌دهد. لازم به ذکر است که نيتروژن در آب و خاک به صورت نيترات و نيتريت پيدا مي‌شود.گفتنی است که کليه اين‌ عناصر بخشي از چرخه نيتروژن به حساب مي‌آيند، لازم به ذکر است که همه این اشکال نيتروژن با يکديگر در ارتباط هستند. نکته جالب این است که انسان خصوصيات نيترات و نيتريت طبيعي را تغيير داده است.

یک از تغییراتی که توسط انسان صورت گفته است در مورد کودهای شیمیایی نیتروژن دار می‌باشد. چیزی که در ارتباط با شرکت های صنعتی باید بدانید این است که شرکت‌هاي صنعتي با تولید نیتروژن ميزان نيترات و نيتريت خاک و آب را که نتيجه چرخه نيتروژن مي‌باشند تغيير مي‌دهند در نتیجه این فعاليت‌ها غلظت نيترات در آب آشاميدني افزايش مي يابد.
تاثیر گاز نیتروژن بر بدن انسان :

نیتروژن از مهم‌ترین، اساسی‌ترین و کاربردی‌ترین عناصر در زندگی ما و سایر موجودات روی کره زمین می‌باشد و نیز گاز نیتروژن در حفظ سلامت بدن انسان و سایر موجودات زنده نقش مهمی دارد. گاز نیتروژن به فراوانی در محیط اطراف ما وجود دارد و حدود ۸۰ درصد از هوا را گاز نیتروژن تشکیل می‌دهد و با هر تنفس ما گاز نیتروژن وارد بدن می‌شود. نکته قابل ذکر این است که با وجود تمام این‌ها بدن انسان توانایی استفاده از گاز نیتروژن که به صورت مستقیم از هوا یا خاک دریافت می‌شود را ندارد و نیتروژن قابل استفاده برای بدن انسان از گیاهان سبز و نیز میکروب‌ها بدست می‌آید. نقش نیتروژن در بدن انسان بسیار زیاد است. نیتروژن در عملکرد بسیاری از سیستم‌های بدن نقش بسیار مهمی دارد به عنوان مثال تولید پروتئین یکی از مهم‌ترین نقش‌های نیتروژن در بدن انسان است. بدن انسان به نیتروژن نیاز دارد زیرا ساخت پروتئین در ماهیچه‌ها، پوست، مو، ناخن‌ها و DNA به کمک نیتروژن در بدن انسان صورت می‌گیرد. از نیتروژن در اسید آمینه‌ها برای تولید اسید آمینه‌هایی که برای سنتز پروتئین بدن انسان استفاده می‌شود بهره می‌برند.

حضور نیتروژن در بدن بسیار مهم است زیرا پروتئین برای بدن انسان بسیار مهم و ضروری است و علاوه بر این که بافت‌های مختلف بدن حاوی پروتئین هستند گفتنی است که فرایندهای متابولیکی بدن نیز به آنزیم‌هایی که شامل انواع پروتئین‌ها می‌باشند نیازمند هستند.

جالب است بدانید که نوکلئیک‌های DNA ک همان ژن را تشکیل می‌دهند و RNA که در سنتز پروتئین نقش دارند حاوی نیتروژن می‌باشند. نیتروژن در عملکرد بسیاری از اندام‌های بدن نقش دارد. در عملکرد هورمون‌ها، عملکرد مغز و سیستم ایمنی بدن نیتروژن بسیار مهم است و نیز رشد طبیعی بدن، جایگزینی سلول‌ها و ترمیم بافت‌ها همه برای تولید سلول‌های جدید به حضور نیتروژن نیاز دارند. گفتنی است که در بدن انسان‌ها بازیافت نیتروژن از اسید آمینه‌ها به طور دائم اتفاق می‌افتد و در صورتی که اسید آمینه‌ها در سنتز پروتئین مصرف نشوند به ترکیبات سازنده خود که یکی از مهم‌ترین آن‌ها نیتروژن است تجزیه می‌شوند و این امر به تولید انرژی در بدن کمک می‌کند. همچنین لازم به ذکر است که نیتروژن بدن انسان برای ساخت ترکیبات غیر پروتئینی مانند ماده "هِم" در هموگلوبین که کار آن انتقال اکسیژن به گلبول‌های قرمز خون است استفاده می‌شود.
نیاز روزانه بدن به نیتروژن چه مقدار می‌باشد؟

همانطور که می‌دانید بدن انسان به نیتروژن بسیار نیازمند می‌باشد. در تمام مواد غذایی پروتئین‌دار نیتروژن حضور دارد و برای تامین نیتروژن مورد نیاز بدن می‌توان از مواد غذایی پروتئین‌دار مانند گوشت، ماهی، حبوبات، آجیل‌ها، تخم مرغ، شیر و سایر فراورده‌های لبنی استفاده شود. یک فرد بزرگسال سالم روزانه تقریبا ۱۰۵ میلی گرم نیتروژن به ازای هر کیلو گرم وزن بدن نیاز دارد و پروتئین که نیاز است تا این مقدار نیتروژن تامین شود تقریبا برابر ۰.۸۳ گرم پروتئین به ازای هر کیلوگرم وزن بدن است به بیان دیگر هر فرد سالم با وزن تقریبا ۱۰۰ کیلو گرم لازم است روزانه ۸۳ گرم پروتئین برای تامین نیتروژن مورد نیاز بدن خود استفاده کند. با تجزیه پروتئین در بدن آمونیاک تولید می‌شود که یک محصول حاوی نیتروژن می‌باشد که بدن انسان آن را به اوره تبدیل می‌کند و از طریق ادرار دفع می‌شود و به این طریق نیتروژن به محیط زیست باز می‌گردد.