窒素は固体ですか、液体ですか、それとも気体ですか? (+ 知っておくべき 3 つのこと)

窒素は、標準的な室温および大気圧では気体です。沸点は -195.79°C (-320.42°F)、融点は -209.86°C (-345.77°F) です。したがって、窒素は通常の状態では気体として存在します。しかし、高圧、低温下では液化することがあります。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

なぜ窒素は室温で気体として存在するのでしょうか?

窒素は沸点が比較的低く、二原子分子としての安定性が高いため、室温では気体として存在します。

窒素 (N2) は、三重共有結合を共有する 2 つの窒素原子で構成されます。この絆は非常に強いので、それを壊すには多大なエネルギーが必要です。したがって、窒素ガスは非常に安定しており、他の元素や化合物と容易に反応しません。

窒素の沸点は約摂氏 -196 度 (華氏 -321 度) で、室温よりもはるかに低くなります。その結果、窒素は室温および標準大気圧では気体状態のままになります。

ただし、液体窒素は気体窒素を非常に低い温度で冷却することによって得られることに注意してください。

全体として、N2 分子の安定性と沸点の低さが、窒素が室温で気体として存在する主な理由です。

はい、窒素は特定の条件下では液体状態と固体状態の両方で存在できます。

液体窒素は、窒素ガスが通常の大気圧で -196°C (-321°F) の温度に冷却されると形成される、無色、無臭、無味の液体です。液体窒素は、極低温学、食品加工、科学研究など、多くの実用的な用途があります。

一方、固体窒素はあまり一般的ではなく、生成するにはさらに低い温度が必要です。大気圧では、窒素は約 -210°C (-346°F) の温度で固体として凍結します。固体窒素は、一部の科学実験で使用される半透明の結晶固体です。

液体窒素または固体窒素の取り扱いは、極度に低い温度のため危険を伴う可能性があることに注意することが重要であり、それらを扱う際には適切な安全対策を講じる必要があります。

窒素ガス、液体窒素、固体窒素はすべて同じ元素である窒素 (N2) の形態ですが、物質の状態が異なるため、物理的性質は異なります。

窒素ガスは、空間内を自由かつ独立して移動する二原子窒素 (N2) 分子から構成される無色、無臭、無味のガスです。

標準大気圧での沸点は -196°C (-321°F)、融点は -210°C (-346°F) です。

液体窒素は、気体窒素が標準大気圧で -196°C (-321°F) の温度まで冷却されると形成されます。

無色、無臭、無味の液体で、密度は水の約80％です。

液体窒素は沸点が非常に低いため、冷凍保存、食品の冷凍、医療などのさまざまな用途に使用できます。

固体窒素は、気体窒素が標準大気圧でさらに低い温度 -210°C (-346°F) まで冷却されると形成されます。

六方格子構造を持つ半透明の結晶固体です。固体窒素は比較的まれであり、主に、低温で電気絶縁体として機能する能力など、その独特の特性について研究されてきました。

要約すると、窒素ガスは独立した二原子窒素分子で構成される気体ですが、液体窒素は窒素ガスが非常に低温に冷却されると形成される無色、無臭、無味の液体です。固体窒素は、窒素をさらに低い温度まで冷却すると形成される半透明の結晶性固体です。