Номер 6, страница 7, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Чем полезна относительная инертность азота?

Решение

Относительная инертность азота обусловлена строением его молекулы ($N_2$). Два атома азота в молекуле соединены очень прочной тройной ковалентной связью ($N \equiv N$). Энергия разрыва этой связи чрезвычайно высока (около $945$ кДж/моль), что делает молекулярный азот очень стабильным и малоактивным при обычных условиях. Эта химическая неактивность (инертность) находит множество полезных применений в различных отраслях промышленности и в быту.

Основное применение инертности азота — создание защитной (инертной) атмосферы, которая вытесняет более активный кислород, предотвращая нежелательные химические реакции, в первую очередь окисление и горение. Вот конкретные примеры пользы инертности азота:

Пищевая промышленность

Азот используется для упаковки пищевых продуктов (например, чипсов, кофе, орехов) в модифицированной газовой среде. Он вытесняет кислород, что замедляет окисление жиров и витаминов, а также подавляет рост аэробных микроорганизмов. Это позволяет значительно продлить срок годности продуктов и сохранить их вкусовые качества.

Химическая и нефтехимическая промышленность

Азот применяется для обеспечения безопасности процессов. Им продувают резервуары, трубопроводы и реакторы для удаления кислорода, что предотвращает возможность возгорания и взрывов при работе с легковоспламеняющимися веществами.

Электроника

При производстве полупроводников и печатных плат азот создает бескислородную среду, которая необходима для предотвращения окисления в процессах пайки (например, волновая пайка и пайка оплавлением). Это повышает качество и надежность электронных компонентов.

Металлургия

В процессах термообработки металлов (отжиг, закалка), сварки и литья азот используется для защиты расплавленного или нагретого металла от контакта с кислородом воздуха. Это предотвращает образование оксидов на поверхности, улучшая качество изделий.

Пожаротушение

В системах газового пожаротушения (например, для защиты серверных, архивов, музеев) азот используется для снижения концентрации кислорода в помещении до уровня, при котором горение становится невозможным. Такой метод не повреждает оборудование и ценности, в отличие от воды или пены.

Накачка шин

Заполнение шин (особенно в авиации и автоспорте) чистым азотом вместо воздуха имеет преимущества. Молекулы азота крупнее молекул кислорода, поэтому они медленнее просачиваются через резину, и давление в шинах дольше остается стабильным. Кроме того, в газообразном азоте отсутствует водяной пар, что предотвращает коррозию дисков и уменьшает колебания давления при изменении температуры.

Фармацевтика и медицина

Инертная атмосфера из азота используется для хранения и транспортировки чувствительных к окислению лекарственных препаратов, а жидкий азот — для криоконсервации биологических образцов.

Таким образом, относительная инертность азота — это ценное свойство, которое позволяет использовать его как безопасную и экономически эффективную среду для защиты материалов и веществ от окисления и горения, что нашло широкое применение во многих технологических процессах.

Ответ: Относительная инертность азота полезна тем, что позволяет создавать защитную бескислородную среду. Это используется в пищевой промышленности для увеличения срока годности продуктов, в химической промышленности для предотвращения взрывов, в металлургии и электронике для предотвращения окисления материалов, а также в системах пожаротушения и для накачки шин.