• Registrace
  • Přihlášení
  • Katalog pro učitele
  • Zeptejte se přírodovědců
  • Razítková samoobsluha
  • Pro média


   Ztráta hesla

košík je prázdný
 
Zobrazit košík
Celkem Kč
0,-
  • Kalendář akcí
  • Magazín
  • Video
  • Fotogalerie
  • Ke stažení
  • E-shop
Nacházíte se na: Úvod Zeptejte se přírodovědců Co je kapalný dusík a k čemu se používá? Je možné ho vyrobit doma?
Jakub Bernad

Dotaz

Co je kapalný dusík a k čemu se používá? Je možné ho vyrobit doma?

Odpověď

Pondělí, 14.01.2013
doc. RNDr. Jan Kotek, Ph.D., Katedra anorganické chemie PřF UK

Dusík – jako hlavní složka vzduchu, který ho obsahuje téměř 80 % – je všude kolem nás.

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.

alt: Vědci často používají kapalný dusík pro skladování biologických vzorků. Aby se dusík co nejméně odpařoval, skladuje se ve speciálních nádobách, které jsou vlastně velkými termoskami. Zdroj Wikimedia Commons, autorka Matylda Sęk, licence Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

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.

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).

alt: Kapalný dusík je bezbarvý a extrémně studený. Zdroj Wikimedia Commons, autor Robin Müller, licence Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

9x
  • Tweet

Podobné dotazy

Proč „kousnutí“ od některých krev sajících živočichů bolí a od jiných ne?

22.04.2025

Hematofagie (neboli sání krve) je rozšířená potravní strategie. Najdeme ji jak u řady členovců (klíšťata, komáři, ovádi, blechy, muchničky, tiplíci aj.), tak u mnoha dalších živočichů (pijavky, měchovci, klubáci, upíři aj.)

5x

V jaké vzdálenosti se doporučuje sázet platan od budovy?

03.04.2025

Obecně se u stromů udává, že objem, který zaujímá nad zemí koruna, odpovídá zhruba objemu kořenů, tj. dá se i říct že kam dosahují větve, tam dosahují kořeny pod zemí.

8x

+ Načíst další

Proč je obloha modrá? Umí žirafa plavat? Mohou mít ryby žízeň? Vy to nevíte?

My vám to řekneme, zeptejte se přírodovědců!

Zajímá vás nějaký přírodní jev, který byste chtěli objasnit a vysvětlit? Dejte nám pár dní a my váš dotaz zodpovíme zde na webu, případně vám odpověď pošleme mailem.

Chcete-li určit rostlinu, zvíře nebo třeba houbu, pošlete nám kvalitní, ostrou fotku, na které budou vidět detaily těla. Napište nám také přesné místo nálezu.

Položit dotaz

Pro položení otázky se prosím přihlašte jako přírodovědec nebo jako učitel či zvolte možnost anonymního dotazu

Získej kartu přírodovědce

Je to hrozně jednoduché, stačí se zaregistrovat, vyplnit o sobě všechny údaje a my ti pošleme Kartu přírodovědce s tvým jménem, na kterou můžeš čerpat mnoho výhod.

Zaregistrovat se a získat kartu

Vybíráme z e-shopu

Deník přírodovědce

149 Kč

Placka Šimpanz

15 Kč

Předplatné magazínu Přírodovědci.cz (4 vytištěná čísla)

159 Kč

Mikina Přírodovědecká fakulta UK

650 Kč

Unisex triko – Roháč Obecný

300 Kč

Pro učitele

Katalog pro učitele je nabídkový systém, kde si zaregistrovaný učitel může zapůjčit odborné přístroje, objednat praktická cvičení nebo přednášky pro studenty.

Zobrazit nabídku

Zeptejte se přírodovědců

Proč je obloha modrá? Proč má beruška sedm teček? Umí žirafa plavat? Vy to nevíte? My vám to řekneme, zeptejte se přírodovědců.

Položit dotaz

Výhody registrace

Karta přírodovědce vám zajistí volný vstup do muzeí PřF UK.

Zobrazit výhody

Archiv

Odebírat novinky


banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

banner

Přírodovědci

  • O projektu
  • Naši partneři
  • Razítková samoobsluha
  • Autoři
  • Vědci
  • Zeptejte se přírodovědců
  • FAQ
  • Výhody registrace

Učitelé

  • Registrace
  • Nabídka služeb

E-shop

  • Registrace
  • Otevírací doba
  • Vše o nákupu
  • Reklamační řád

Kontakt

Všechny kontakty
Pro média
Copyright © 2013, Prirodovedci.cz jsou komunikačním projektem Přírodovědecké fakulty UK v Praze. Vytvořilo Andweb s.r.o. Mapa stránek