Dusík vytváří dvojatomové molekuly (se vzorcem N2), složené ze dvou atomů spojených trojnou vazbou. Díky stálosti této trojné vazby je dusík dosti nereaktivní plyn. Donutit jeho molekulu, aby se rozpojila na atomy a zreagovala s nějakým činidlem, je opravdu obtížné.
Atomy nejběžnějšího izotopu dusíku označovaného 14N mají relativní atomovou hmotnost 14 a jádro ze 7 protonů a 7 neutronů. V malé míře (asi 0,5 %) je v dusíku přítomen také izotop 15N se 7 protony a 8 neutrony v jádře.
Kapalný dusík je chemicky úplně stejný jako plynný dusík ze vzduchu. Jde o kapalinu s hustotou trochu menší, než má voda: 1 ml váží zhruba 0,81 g, zatímco 1 ml vody váží 1,00 g. Kapalný dusík je ale mnohem studenější. Za atmosférického tlaku se vaří už při teplotě −196 °C, tedy 77 K (kelvinů).
Proto bychom ani neviděli, že „plave“ na vodě. Když jej nalijeme do vody, okamžitě se odpaří a strhne s sebou spoustu vodní páry, takže vytvoří pěknou mlhu. Toho s oblibou využívají tvůrci filmů i speciálních efektů třeba na koncertech.
Kapalný dusík slouží jako chladící médium, například při skladování potravin nebo dlouhodobém uchovávání živých buněk a tkání v biologii či medicíně.
Doma v kuchyni kapalný dusík nevyrobíte. Jeho příprava je totiž komplikovaná. Nejprve je nutné zkapalnit vzduch. Toho se docílí prudkým rozepnutím (expanzí) stlačeného vzduchu. Při běžném stlačování se vzduch ohřívá – proto je čerstvě po nafouknutí kola pneumatika dost horká, jak si asi všiml každý, kdo někdy pracoval s pumpičkou. Expanze je děj obrácený, během něj se tedy plyn ochlazuje.
Zeptejte se vědcůNeumíte si vysvětlit některé zákony přírody? Zajímá vás proč je obloha modrá, nebo proč si sova nemůže ukroutit krk? Zeptejte se vědců prostřednictvím rubriky serveru Lidovky.cz. Otázky posílejte na e-mail internet@lidovky.cz a do předmětu napište: otázka pro vědce a nebo položte otázku přes Twitter s hashtagem # otazkaprovedce. |
Zkapalňovač vzduchu je důmyslné zařízení. Vzduch se v něm pod tlakem žene do trysky. Po průchodu tryskou dojde ke snížení tlaku a ochlazení rozepnutého vzduchu. Tento studený vzduch se použije pro chlazení nového stlačeného vzduchu, který opět expanduje, a pak je o něco chladnější než původní rozepnutý vzduch.
Celý postup probíhá kontinuálně, až se vzduch po expanzi z trysky ochladí natolik, že začne kondenzovat na kapalinu. Vznikající kapalina obsahuje hlavně dusík a kyslík, které mají různé teploty varu (dusík zmíněných 77 K, kyslík 90 K). Proto je lze od sebe oddělit destilací – v principu stejným postupem, jakým se z kvasu (pro jednoduchost předpokládejme, že jde o směs vody s trochou lihu) získává slivovice (nebo čistý líh).
