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温度特别低的液氮和液氧

温度特别低的液氮和液氧

书名:令人着迷的化学作者名:左卷健男本章字数:1306更新时间:2024-06-14 14:08:50

使空气冷却成液态

空气,是由体积分数约为78的氮气、21的氧气及1的其他气体混合而成的。

把空气进行冷却,就可以得到液态空气。从液态空气中,可以进一步分离出液氮和液氧。

液态空气的温度,介于氮气的沸点-196℃和氧气的沸点-183℃之间。因为,氮气的沸点比氧气的要低,所以氮气会先从液态空气中跑出来。如果把液态空气持续放在那里的话,液氮就会变得越来越少,最后就主要剩液氧了。这时,把蒸发出的那些氮气重新冷却,就可以得到液氮了。就是按照这样的方法,液态空气里的液氮和液氧才被成功地分离了出来。

什么地方会用到液氮、液氧呢?

首先我们要知道,对于液氮和液氧来说,它们可以通过蒸发分别轻松地变成氮气和氧气。

对于氮气而言,它的化学性质不活泼,一般不和其他物质反应,所以它可以用于食品的保存。那些罐装饮料瓶和食品袋里面充的气体,并不是氧气,而是氮气。把氮气密封在里面,就可以很好地保存食品和饮料,使它们不被氧气氧化了。

液氮,也有很多用途。比如:在科学研究的低温实验中,它可以使物体冷却;在渔船上,可以立即用液氮将刚刚捕捞上来的金枪鱼冷冻起来,保持新鲜。除此以外,液氮还可用于家畜精子的冷冻保存、皮肤增殖部分的摘除治疗,等等。

氧气,可以用于医疗急救,供给呼吸。氧气不能燃烧,但能助燃,所以它还可以用在能够喷射出高温火焰的燃烧器里。医院里供病人呼吸的氧气,其实就是从液氧里蒸发出来的。液氧还可以和液氢一起,用于火箭发射呢。

用液氮来做低温实验

保存液氮的罐子一般有两层,两层之间还有一个夹层。为了不让夹层传热,人们把它抽成真空状态。如果不这样的话,液氮就会在很短的时间内蒸发掉。

把液氮从保存罐中倒入桌上的空烧杯里,它可能会像水一样平静吧。如果真这么想的话,那就大错特错了。其实,烧杯里的液体啊,正气势汹汹地沸腾着呢。

让我们试着把一个橡皮球放到液氮中观察一下吧。当把橡皮球从液氮中取出来时,你会发现它竟然变得像一块石头一样。让橡皮球从高处掉落,结果伴随着巨大的响声,它碎成了好多块。如果敲一下碎片的话,它会发出金属的响声,然后裂开。用铁锤敲打的话,碎片就会像打破的陶瓷碗一样碎裂开呢。

我们再试着将花瓣放入液氮中看一看。花瓣在里面就好像是炸天妇罗一样,一边发出吱吱的响声,一边翻滚沸腾着。取出来的花瓣,用手轻轻一碰,就沙沙地化成碎片飘散了。

过一会儿再来看,你会发现橡皮球碎片竟然恢复了之前的弹性,花瓣也重新变得柔软起来了。

把乙醇放入液氮中的话,它会先变成黏糊糊的液体,之后变成啫喱状,成为固体。如果将这个固态的酒精放到液态酒精中去的话,它就会沉下去。

将充有二氧化碳的小袋子放入液氮中冷却的话,里面就会产生白色粉末——干冰就这样形成了。

液氧与可燃物放在一起被点燃容易发生爆炸

液氮是无色的,液氧却是淡蓝色的。液氧的温度低于-183℃,以上的实验虽然也可以使用液氧来完成,但是考虑到液氧具有非常危险的性质,所以必须要多加注意。

液氧和碳粉、棉毛制品等可燃物放到一起,一旦着火的话,可燃物就会剧烈燃烧。如果这种情况发生在密闭空间里,就会引发大爆炸。过去,人们就利用液氧的这一特殊性质,制作过代替普通炸药的“液氧炸药”呢。在大学或研究所里的化学和物理实验室中,这样的危险也时有发生。