司空见惯的氮气能有啥用？

说起氮气的作用，大概主要还是稀释氧气。

试想，如果空气中氧气的量100%，发生火灾时咋扑救？人的器官也会因氧化过快而损坏， 寿命还会这么长吗？

其次，工业上采取氮气为原料合成氨，进而制得各种氮肥、硝酸，进而获得炸药TNT等。

除以上外，氮气还有一些大家司空见惯、甚至感觉不到的应用。

1. 灯泡（灯管）内为什么要填，充氮气与氩气的混合物？

灯泡（管）内靠金属钨丝导电、发光的，为防止高温下钨丝的氧化，就必须把其中的空气排出。

早期也有这样的真空灯泡，但是后来人们发现真空状态下钨丝的挥发很快，一方面缩短了灯泡的寿命，另一方面挥发的金属钨原子沉积在灯泡内壁形成一薄层黑色物质影响灯泡发光强度，加之真空灯泡要承受外界压力，相对易碎，所以后来就采取充入N₂、Ar混合气体的生产工艺了。

说N₂、Ar混合气体，其实并不一定是刻意为之，也许只是把普通空气除去O₂之后的剩余气体回充到灯泡内而已。

利用氮气的化学稳定性，工业上在焊接一些比较活泼的金属时，也用氮气作为保护气。就是在焊接部位持续通入N₂，利用N₂驱赶走周围的空气，避免焊接过程中金属件的氧化。

2. 在大型粮仓内充入N₂有何好处？

粮仓内充入氮气的目的是排出其中的空气。

这样一来，由于N₂不支持呼吸，一方面可以使粮仓内的老鼠等噬食粮食的小动物无法生存，藏身于粮食中的各种昆虫也会窒息死亡；

另一方面也抑制了粮食（本身是植物种子，会呼吸消耗自身养分）的呼吸，延长其保存期且保持住营养成分。

当然，充氮粮仓在一定程度上还具有防止火灾的作用。

食品加工业上，为防止包装在塑料袋内的蛋糕、饼干等受到外界挤压，也有采取充氮包装的工艺。

为什么不是充入空气呢？是为了防止食物中的油脂被氧气氧化。

通过氮气的这些特殊用途我们看到，对于气体来说，支持呼吸（燃烧）有支持呼吸（燃烧）的用途（如O₂），不支持也可以有不支持的应用。

这就是辩证法。

3. 为什么科学上把高温超导体的超导温度定义为高于N₂的沸点（-196℃）？

自从科学家发现在极低温度下某些金属具有超导效应以来，超导材料研究是近几十年来的热门领域，这是因为运用超导输电可以做到输送过程中能量几乎无损耗。

我们知道，金属材料导电靠的是自由电子的定向移动，金属材料通常因电子、金属离子的热运动而产生电阻，所以导电的同时会发热，从而导致能量损耗。

在极低的温度下，金属离子在晶格上的震动幅度大为降低，对自由电子的阻碍作用大为减弱，所以导电能力大大增强。

要使超导材料真正能够投入实际应用，就需要设法制造出它形成超导能力所需的低温，低温介质在实验室里可以不计成本，比如运用液态氦等。

而要使低温介质投入实用则必须考虑取材方便、价格合理、以及泄漏时对环境的影响诸多方面。

N₂ 作为大气的主要成分，是比较合适的低温介质。

所以人们认为只有获得临界温度跟液氮温度匹配甚至高于N₂ 沸点的超导材料，超导才能真正走上应用的轨道。

除了超导低温介质外，液氮在现代物理、化学、生物学、医学诸多研究领域也有极为广泛的应用。

如利用液氮的低温，医疗上设计了液氮冷冻法去除皮肤表面生长的疣等赘物的简易手术；还有人提出利用液氮替代干冰进行人工降雨的设想。

4. N₂很不活泼，能不能由此说明氮元素非金属性不强？

首先我们要明确，元素跟单质不是一个概念。

单质的性质可在一定程度上反映出元素的某些方面的性质，但也不尽然。

元素的非金属性一般根据元素的电负性判断，常见非金属元素中，氟的电负性最大，为4.0，其次是电负性为3.5的氧，再其次则当属氯元素和氮元素了，它俩的电负性均为3.0。

这说明氮元素是一种非金属性非常强的元素。从氮的气态氢化物NH₃ 的稳定性、以及氮的最高氧化物水化物HNO₃的酸性也可判断氮元素的非金属性很强。

N₂ 之所以性质稳定，主要跟其分子结构有关。

N₂分子内两个氮原子之间形成了三对共用电子（共价三键）。一般情况下，N₂ 要参加化学反应，则必须先打开这个三键，这需要极高的能量（N≡N的键能946 kJ·mol^-1），即N₂参与化学反应时需要的活化能非常高。

像合成氨反应，虽然从热力学的角度看是放出能量的自发反应，但是动力学要求却很高，以至于需要“高温、高压、催化剂”这样十分严苛的条件。

5. 实验室如何制取N₂？

目前，大多数实验室所用纯N₂ 都是购买工业产品——储存在钢瓶里的氮气。