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突然にきになったのですが、液体窒素はどのようにしてつくっているのですか?

A 回答 (3件)

液体窒素は、空気から酸素を取り出した残りのもので、わざわざ液体窒素を作っているものではありません。


その方法は、空気を圧縮し液体空気を作ります。
その後気化させてゆくと、気化温度の違いにより先に酸素が気化してでてきます。
この様にして酸素をとった残りのものが液化窒素です。

この回答への補足

空気にはいろいろな気体が微妙にはいっているとおもうのですが、この方法で作っても純粋なものといえるのですか?

補足日時:2005/04/14 21:27
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通常液体窒素は液体空気から分留により酸素を取り除くことで得ていますが, 御指摘の通り不純物も当然含まれます. その中で最も多いのが

アルゴンですが, アルゴンが発見された理由は「空気から酸素を取り除いて得られる『窒素』」と, 「科学的に作った『窒素』」とで比重に差があるというものでした.
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この回答へのお礼

そうなんですか
ありがとうございました

お礼日時:2005/04/17 12:34

「女心と液体窒素」



変な題名を勝手に付けましたが,液体窒素の製法はなんとなく男女の駆け引きに似ていると思います。

気体の窒素は液体の窒素より密度が高い。
そう言うわけで,気体の窒素を圧縮!
取りあえず押して押して押しまくりましょう。
だんだん密度が高くなり,液体に近づいて来ます。
ところがどっこい,圧縮した分温度が上がるので,
反発力だけ増して,一向に液体になろうとしません。

圧縮したままの状態で,熱が冷めるのを待ちます。
熱か下がったところを見計らってさらに圧縮!
押して押して押しまくる。
でも結果は先ほどと大して変わらず,一向に窒素は液体になってくれません。

ここでまたしばらく熱が冷めるのを待ちます。
「押してダメなら弾いてみな。」
というわけで,圧縮している力をシューと抜きます。
また押してくると思っていた窒素にとっては不意打ち。
あれれあれれと言う間に,自分自身の温度が下がって,
とうとう-195.82℃まで急降下。
超寂しい状態になってはんなりと液体になってしまいます。

たとえ話が変過ぎましたかね。
イソップ童話の「北風と太陽」にも通じるところがあると思います。
ますます,変ですか。

たとえ話が多すぎましたので,反省して参考URL↓。
(最初からそれを出せって?)

参考URL:http://suchi.srs.ne.jp/today/LN2.html
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この回答へのお礼

つまり液体窒素も恋も駆け引きが大事ということですね。
ありがとうございました。

お礼日時:2005/04/14 21:19

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中1のものです。いま学校の理科の授業で気体の発生方法について調べ学習をしています。
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Aベストアンサー

 気体の発生・製法は,それを実験室でやるのか,工業的にやるのかで違う場合があります。

【窒素の製法】
 工業的には,空気の分留です。空気は窒素約 8 割,酸素約 2 割,残りがいろいろ,なのですが,成分それぞれで沸点が違いますから,この沸点の違いで各成分を分けられます。
 実験室では,亜硝酸アンモニウムを加熱して得ます。
  NH4NO2 → N2 + 2H2O
このとき,水が発生しますから,「炭酸水素ナトリウムの加熱分解」の実験と同じように,亜硝酸アンモニウムを試験管に入れたら,試験管の口を下げて加熱します。
 窒素は,水に溶けにくいので,水上置換で集めます。

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 工業的には,コークスと水を高温で反応させて得ていました。
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この,一酸化炭素と水素の混合気体は,「水性ガス」と呼ばれます。
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  HCOOH → CO + H2O
このとき,硫酸は反応の前後で変化しません。
 一酸化炭素も,水に溶けにくいので,水上置換で集めます。

 気体の発生・製法は,それを実験室でやるのか,工業的にやるのかで違う場合があります。

【窒素の製法】
 工業的には,空気の分留です。空気は窒素約 8 割,酸素約 2 割,残りがいろいろ,なのですが,成分それぞれで沸点が違いますから,この沸点の違いで各成分を分けられます。
 実験室では,亜硝酸アンモニウムを加熱して得ます。
  NH4NO2 → N2 + 2H2O
このとき,水が発生しますから,「炭酸水素ナトリウムの加熱分解」の実験と同じように,亜硝酸アンモニウムを試験管に入れたら,試験管の口を...続きを読む

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 高山等の気圧の低い所では、水が100℃以下で沸騰するのと同様に、液体ヘリウムを入れた密閉容器に真空ポンプを繋いで、容器内部を減圧すると、液体ヘリウムが4.2K以下で沸騰して、更に温度が下がります。
 しかし、温度が2.17K以下になると、液体ヘリウムは超流動という、粘度が極端に低い状態になります。
 超流動状態の液体ヘリウムは、熱伝導率が極端に高くなったり、重力に逆らって薄い膜となって高速で容器や配管の内側全体に広がったりします。
 超流動状態になった液体ヘリウムは、真空ポンプに繋がっている配管を通って、急速に容器の外に逃げてしまいます。
 又、超流動ヘリウムの膜が温度の高い所まで広がると、その熱はあっという間に低温容器の中に伝わってしまいます。
 このため、液体ヘリウムを減圧する方法では、温度を1K以下にする事にはあまり向いていません。

【参考URL】
 超流動 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E6%B5%81%E5%8B%95

 尚、普通のヘリウムは原子核の中に陽子が2個、中性子が2個あるヘリウム4と呼ばれるものですが、ヘリウムの中には原子核の中に陽子が2個、中性子が1個あるヘリウム3と呼ばれるものもあります。
 ヘリウム3は超流動状態になる温度が、34気圧で2.6mK(ミリケルビン)、0気圧でおよそ1mKとヘリウム4と比べて非常に低いため、液体ヘリウム3を減圧する事で、0.3K程度の極低温を得る事が出来ます。
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 この事を利用した希釈冷凍法という、0.005K程度まで冷却可能な方法が存在します。

【参考URL】
 超低温物理学への招待|希釈冷凍器
  http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/phys/ult/invitation/cryo/dr.html

 更に温度を下げる場合には、常磁性物質に磁場をかけた状態で、他の方法で冷却して極低温した後で、磁場を無くす事で、磁場によって生じていたエントロピーの低さを、熱運動のエントロピーの低さに転換して、千分の1Kクラスの極低温を得る、断熱消磁法が使用されます。

【参考URL】
 断熱消磁 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%96%AD%E7%86%B1%E6%B6%88%E7%A3%81

 常磁性物質を用いた断熱消磁法は、電子のスピンによる磁気モーメントを利用した方法ですが、現在は銅などを用いて、原子核のスピンによる磁気モーメントを利用して、百万分の1Kクラスの極低温を得る、核断熱消磁法が使用されます。

【参考URL】
 超低温の世界 - 金沢大学 理学部
  http://www.s.kanazawa-u.ac.jp/phys/physics_MC/ult_html/world.html

 超低温物理学への招待|核断熱消磁冷凍法
  http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/phys/ult/invitation/cryo/demag.html

 又、特殊な冷却方法として、少数の気体状の原子しか冷却する事が出来ませんが、レーザー冷却法があります。
 高真空状態に保った容器の中に、冷却対象の物質を極少量だけ気体にして入れ、冷却対象の原子が吸収し易い波長よりも僅かに長い波長のレーザーを、前後左右上下から当てると、ドップラー効果により、レーザーの光源に近づいて行く原子のみがレーザーを吸収する確率が高まり、レーザーを吸収した原子は、光の圧力で原子の移動している方向とは逆向きの力を受けて、運動速度が遅くなります。
 熱エネルギーとは原子や分子の運動エネルギーの事ですから、原子の運動が遅くなるという事は、熱が失われて温度が下がるという事です。
 レーザー冷却法で得られる低温は、百万分の1Kでです。

【参考URL】
 レーザー冷却 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%BC%E5%86%B7%E5%8D%B4

 高山等の気圧の低い所では、水が100℃以下で沸騰するのと同様に、液体ヘリウムを入れた密閉容器に真空ポンプを繋いで、容器内部を減圧すると、液体ヘリウムが4.2K以下で沸騰して、更に温度が下がります。
 しかし、温度が2.17K以下になると、液体ヘリウムは超流動という、粘度が極端に低い状態になります。
 超流動状態の液体ヘリウムは、熱伝導率が極端に高くなったり、重力に逆らって薄い膜となって高速で容器や配管の内側全体に広がったりします。
 超流動状態になった液体ヘリウムは、真空ポンプに繋...続きを読む

Q液体窒素の価格

液体窒素(LGC 107㎥)を2~3本/週購入していますが、1㎥の価格が300円台後半は高いような気がするのですが、一般的な相場はどれくらいですか

Aベストアンサー

書き忘れましたが
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