化学自习室移动版

氮气跟空气有很多相同点，在常温下，它们都是无色无味的，它们的密度相差也不远，氮气只是稍微比空气轻一些。但当人们把温度降到零下二百度时，氮就会变成无色的液体，如果再降低温度，它还可以变成雪花一样的白色固体。

在常温下，氮十分“老实”，既不助燃，也不能帮助呼吸，所以当初人们都把它叫做“无用的空气”，然而在高温下，氮却变得异常活泼，能和许多物质化合，氮的化合物在化学工业中十分重要，是制造炸药、氮肥、染料和硝酸的主要原料。

“懒惰”的气体

人们开始发现氮气时，都认为这是一种无用的空气，因为它既不能帮助燃烧，也不能帮助动物的呼吸，人们给它起的拉丁文名字的意思是：不能维持生命。

氮气确实很“懒”，在常温下对什么也不感兴趣，十分孤独。起初它的用途并不广泛，人们只是利用它的“懒”脾气：在电灯泡里灌上氮气，可以放慢钨丝的挥发速度，增加电灯泡的寿命。在博物馆里，那些贵重而罕有的画页、书卷，常常保存在充满氮气的圆筒里，因为蛀虫在氮气中不能生存，当然也就无法捣乱了。最近，我国还应用氮气来保存粮食，叫做“真空充氮储粮”。

然而，氮是一种脾气古怪的气体，它平时不爱管别人的闲事，一遇高温却特别活泼，一点也不“懒”。

这一下，给炼钢厂带来了不少麻烦：炼钢的时候，钢变成了火红的钢水，温度达到了。这时，氮就悄悄地藏进了钢水中，在钢锭冷却时，它又跑了出来。结果，在钢锭里形成了一个又一个的气泡。你想，这样充满小洞的钢，怎么能用来造机器呢？后来，人们想出了一个对付它的办法，炼钢工人往钢水里加进金属钛，钛能与氨化合形成渣——氮化钛，浮在钢水上面。

“笑气”

人们很早以前就会做手术了，但那时并没有麻醉药，病人要忍受很大的痛苦。到了十八世纪，人们终于发现了一种麻醉药。然而在手术过程中，却常常可以听到病人一阵阵歇斯底里的狂笑声。

这是为什么呢？

原来这种麻醉药是氮的一种氧化物，叫作一氧化二氮，它是一种无色、带有甜味的气体，对人体有特殊的麻醉作用。但如果人闻多了这种气体，就会止不住地大笑起来。

据说有一位化学家最先发现这种气体的特殊性质，于是他便想跟自己的朋友开一个玩笑。他把朋友请到了自己的实验室中，告诉他自己发现了一种非常好闻的气体。说完便拿出了一个小玻璃瓶，他的朋友十分好奇，就打开瓶塞使劲地闻了起来。这位化学家问他的朋友觉得味道怎么样，他的朋友刚张开口，便不由自主地大声笑了起来，好一会儿时间才止住。于是人们就把这种气体叫做“笑气”。

植物离不了的三兄弟

氮是生命的基础，植物离不开氮。如果缺少了氮，庄稼便长得又瘦又小，叶子发黄，花也开不大，果实很小。同时，植物也离不开磷和钾，缺少了它们，植物就不会成熟，还容易发生病虫害。氮、磷、钾对农业十分重要，因此农民叔叔亲热地把它们称为自己的好帮手。

在这“三兄弟”中，植物对氮的需要最多，据统计，全世界的庄稼，在一年之内，要从土壤里吸收四千多万吨的氮，远远超过磷和钾。但土壤中的氮含量很少，这怎么办呢？

人们利用氢气在高温高压下与氮气化合生成氨，然后就可以制成各种氮肥，农民叔叔在播种的时候把氮肥撒在地里，这就弥补了土壤中氮的不足。

有些豆科植物能够直接从空气中吸收氮气，自己制造氮肥。原来这些植物的根部，常常长着许多小疙瘩——根瘤，根瘤里住着一种叫根瘤菌的东西，它能把氮气变成氮肥，因此，在种植豆类植物时，人们常常不施氮肥。

不但植物离不开氮，动物和人同样也离不开氮。氮是蛋白质的重要成分，蛋白质又是细胞的主要成分，所以，只要有生命的东西，都离不开氮。比如动物的毛皮、鸟的羽毛、人的头发和指甲，这些都是蛋白质。

看不见的敌人

随着化学工业的发展，人类制造了各种各样的氮的化合物，它们可以用来制造食品、药物、衣服、染料等各种东西。这些东西中的氮的化合物与人体健康有着十分重要的关系。

就拿食品来说吧：硝酸盐本来是无毒的，但食品中积累的硝酸盐，在一些细菌的作用下，会被还原成有毒的亚硝酸盐。它能把血液中携带氧气的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，使血液失去携带氧气的功能，因而出现一系列缺氧的中毒病状，严重时可以使人死亡。人们平常说的“食物中毒”就是这样发生的。

还有一些含氮的化合物能引发人的身体各部位的癌症，比如亚硝胺是目前公认的一种致癌物质，不但长期少量接触它可以慢慢地发病，而且一次大量接触也可使人死亡，有时还可以通过乳汁传给下一代。

这些含氮化合物是我们人类看不见的敌人，它们严重地危害着人类的身体健康。由于这些化合物与无害的硝酸盐在一定条件下会发生转化，所以你们在生活中要特别注意不要吃腐烂的食物。

炸药是什么制成的

小朋友，你们爱看战斗片吗？你看，董存瑞在战友牺牲后，抓住炸药包就向敌人占领的桥头堡跑去，他机智地爬到了敌人的碉堡下，可是，他发现炸药包没地方放。快要发起大规模进攻了，敌人的机枪还在喷出火舌。怎么办？这时只见他用手托起炸药包，毅然拉着了导火线，只听“轰”地一声巨响，董存瑞和敌人的雕堡都不见了……

看完电影，你们在敬佩董存瑞的献身精神之后想没想过这样一个问题：即炸药包是由什么作成的呢？

当今的炸药已经有很多种类，它们大部分都是由含氮的化合物做成的。“黑色火药”是我们人类最古老的炸药，它是由硫黄、木炭和硝酸钾按一定的比例混合而成的。点火后，在百分之几秒内迅速发生反应，产生大量的气体，主要是氮气和二氧化碳，同时放出大量的热。于是体积一下子增大了一千倍左右，形成爆炸。

我们在电影中看到的炸药包指的是“黄色炸药”，它有个学名叫“梯恩梯（ＴＮＴ）”，它是现代军事上使用最广泛的炸药，也是由氮的化合物制成的。一公斤梯恩梯完全爆炸，只需十万分之一秒，体积猛增几万倍，可以产生十万个大气压那么大的压强，足以摧毁坚固的碉堡和工事。

还有一种著名的超爆药雷汞也是一种含氮化合物。雷汞的爆炸实际上就是一个非常强烈的化学反应。一分子雷汞分解后，生成一分子汞、一分子氮气和二分子一氧化碳，同时放出大量的热，使体积在百万分之一秒内突增几万倍，形成爆炸。

身手不凡的液氮

氮气在极低的温度下可以变成无色的液体，别看液态的氮“貌不惊人”，才能却很出众。在今日的新技术中有不少鲜为人知的应用。

液氮是火箭燃料的推送剂，大量的液氮用高压把火箭燃料推向燃烧室，安全性能良好。英国一家化学公司试验成功了一项液氮冷却混凝土技术，用液氮来给混凝土降温，不消除混凝土凝固时出现的裂痕。

用液氮还可以来治病，它的疗效远胜于干冰。外科手术中的“冷刀”实际上应用的就是液氮。液氮是目前为止发现的一种最好的制冷剂，把它注入低温医疗器内，就像手术刀一样，可以做任何手术。它既不需要麻醉，也不会发生感染，并且在手术中不会流血、无疼痛，伤口愈合后也不会出现疤痕。

癌症在以前是一种不治之症，现在，人们发现，液氮可以治愈早、中期癌症，安全可靠，治愈率高，避免了因手术造成的器官损伤，被冻死的癌细胞进入人体血液后，还可以刺激人体产生相对应的抗体，进而消灭残存在人体内的癌细胞。

利用液氮低温可使肉类、水产等在几秒钟内速冻。这种方法能保持原有食品的滋味、颜色和细胞组织，可贮存６～１６个月，这是其他冷冻剂望尘莫及的。

液氮可以来对付石油污染。石油是液体，因而当它泄漏在海上时很难清除。美国的科学家们发明了一种迅速简便的除污方法，即向石油喷发液氮，把它冷冻成颗粒状固体后装进驳船，再运往炼油厂。而且，这种方法对海洋生物无害。不过，需要一种特别设计的船，能在上游刚低于水面的地方喷射液氮，这样有污染的水面就被冻结了。

氮肥除污

氮肥不但可以促使庄稼增产，在清除石油污染上也大有用武之地。美国埃克森石油公司的专家们发现，含氮丰富的氮肥是清除石油污染的良好的清洁剂。

在１９８９年，该公司的一艘油轮在远洋航行途中出了意外事故，把１０００万吨的原油泄露到了阿拉斯加的附近海域。

该公司的专家们在１９８９～１９９２年的三年之中，先后把大约１１万磅氮肥和１万吨磷肥撒在石油污染十分严重的海滩上，来加速石油的分解，效果良好，那里的石油污染基本上已被清除。

趣话氮肥

有这样一个笑话：一个农村妇女不懂化学，她看到自己买的一袋碳酸氢铵受了潮，就在太阳出来后，把氮肥晒到晾谷坪里。等到她下午五点钟去收时，一点氮肥也没剩下。于是她就破口大骂：“哪个没良心的，该千刀万剐的贼，把我的肥料偷走了。”

小朋友，谁偷走了她的化肥呢？

对了，学过化学的小朋友就会知道，碳酸氢铵稍一受热，就会发生分解，生成氨气、水和二氧化碳，所以氮肥是不能晒的。

除了碳酸氢铵之外，常用的氮肥还有硝酸铵，它不但含氮量高，肥效大，“脾气”也非常暴躁，当它在高温或受到猛烈撞击的情况下，会迅速分解，产生大量气体而引起爆炸。

据说有一位农民看到自己买来的硝酸铵受潮结成了块，不好施肥，于是就拿了一把铁锤去砸，结果引起了爆炸。

无独有偶，在１９２１年时，德国一家化工厂的仓库里堆放着一大批待包装的硝酸接，由于当时的天气多雨，空气很潮湿，加之长期存放，原来颗粒状的晶体受潮粘成了整块的坚硬固体。为了粉碎它，有人建议用小型炸药把它炸碎。厂长觉得这个建议很好，就按照这个办法做。不料小型炸药竟引起了空前的大爆炸，不但整个仓库给炸没了，在那里还留下了一个长１６５米，深８０米，宽１００米的深坑。