Рідкий азот: температура, кипіння, агрегатні стани

Він непридатний для дихання, не має запаху і кольору, не вступає в реакції з лужними речовинами і не підтримує процес горіння. При цьому навколишній повітря складається як мінімум на дві третини саме з нього. Знайомтеся: його величність Азот!

Першовідкривачі

У азоту немає конкретного вченого, який вважався б першовідкривачем цього елемента. Точніше є, але кілька. З’ясувати, кому саме належать лаври відкриття, зараз уже неможливо.

1772 рік — важливий рік для хімічного елемента. Відразу четверо вчених впритул наблизилися до відкриття азоту. Це і британський хімік Генрі Кавендіш, і першовідкривач кисню Джозеф Прістлі, і шведський хімік-фармацевт Карл Шеєле, і шотландський хімік Даніель Резерфорд. Всі вони в один і той же час проводили різноманітні дослідження й експерименти з газами. Ці люди близько підійшли до відкриття нового хімічного елемента. Але виділити когось із них в якості однозначної першовідкривача не можна.

Що таке азот?

Азот — хімічний елемент 15 групи другого періоду таблиці Менделєєва під атомним номером 7. Найпоширеніший газ в складі атмосфери. У нього немає кольору, смаку і запаху. Позначається латинським символом N. Назва «азот» походить від грецького azoos — неживий.

Агрегатні стани

Азот може існувати в трьох видах: твердому, рідкому і газоподібному. У твердому стані він має вигляд яскраво-білих кристалів великих розмірів. Температура азоту в твердому вигляді становить 209,86 °C.

В газоподібному стані представлена велика частина азоту на планеті Земля. Це двоатомний газ, не відчутний для людини. У нього немає кольору, запаху, смаку. Він безпечний у плані загорянь, т. к. не бере участь в процесі горіння. Хімічно інертний. Для промисловості азот у газоподібному стані незамінний при отриманні аміаку і наповнення камер шин шасі в літальних апаратах.

У азот рідкий стан переходить при згущенні газу. Процес неекономний. Так, щоб отримати один літр рідкого азоту, потрібно використовувати більше 700 літрів газу. Температура рідкого азоту — 196 градусів. Але тут є один цікавий момент: якщо при такій температурі помістити азот у вакуум, він перейде у твердий стан.

Рідкий азот: цікаві властивості та застосування

У рідкому стані азот виділяє колосальну кількість холоду, що пояснює інтерес до цього агрегатним станом речовини.

Температура кипіння азоту, як правило, нижче -120 C. Якщо подивитися на цю речовину в рідкому стані, то можна відзначити його схожість з водою — це безбарвна, прозора рідина. Але на відміну від води — рухлива рідина.

Температура рідкого азоту низька, 196 градусів, тому зберігати його потрібно в спеціальних резервуарах — судинах Дьюара. Зовні вони нагадують великі термоси з подвійними стінками, між стінками — вакуум. Завдяки такому пристрою судини мають гарну теплоізоляцію, однак далеко не ідеальною. Тому вічно зберігати в собі азот в рідкому стані судини Дьюара не можуть. Максимально затримати процес випаровування вони здатні на кілька тижнів.

Низька температура рідкого азоту дозволяє використовувати цей елемент в різних галузях промисловості: харчової, металургійної, нафтохімічної. Популярний рідкий азот естетичної косметології: з його допомогою видаляють бородавки, родимки, гемангіоми. У кулінарії з його застосуванням можна швидко охолодити продукти і зробити приголомшливо красиве морозиво. В електроніці рідкий азот допомагає запобігти окислення в процесі виробництва напівпровідників. Його використовують при гасінні пожеж і при постановці трюків в кіно.

Азотні моря і озера — реальність

Однак не на Землі. У планети Сатурн є супутник під назвою Титан. Завдяки особливим кліматичним умовам на його поверхні азот не випаровується, як на нашій планеті, а знаходиться в твердому і рідкому станах. Космічний зонд «Кассіні» констатував нещодавно цікавий факт: на Титані, в північній його частині, йде процес танення льодовиків з твердого азоту. В результаті утворюються численні моря і озера, що повністю складаються з рідкого азоту.

Кріоніка — наука майбутнього чи шарлатанство?

Екстремально низька температура рідкого азоту дала життя розділу медицини під назвою «кріоніка». Ця технологія являє собою вивчення процесу заморожування людей і тварин за допомогою глибокого охолодження. Є величезна кількість як прихильників, так і противників даної методики. Супротивники, в першу чергу, спираються на той факт, що неможливо заморозити людину або тварину настільки швидко, щоб не пошкодити життєві функції. Процес заморозки займає час. Чим більший об’єкт, тим більше часу потрібно. В результаті такого неоднорідного «замерзання» внутрішні тканини пошкоджуються кристалами замерзлої води — організм гине.

Прихильники даної методики не здаються, сподіваючись на те, що надалі вдасться вирішити цю проблему. Так, людство зробить величезний крок вперед. На даний момент понад 70 вчених світу підписали відкритого листа на захист кріоніки. Популярність в масах цього підходу повільно, але зростає. Метод дорогою, що йде врозріз з традиційними уявленнями про поховання померлих і однозначно не опрацьований, але у світі процесу «заморожування» зазнали вже понад 2000 людей. До речі, перший пацієнт, вчений Джеймс Бедфорд, заморожений вже більше 50 років. Що стосується нашої країни, то у нас крионированы 55 чоловік і більше 20 тварин. Хто знає, можливо, через десятки або навіть сотні років вони стануть першими «воскресіння» на планеті Земля.