Weitere Bestandteile der Luft

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Nichtmetalle - und deren Oxide

Stickstoff

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Hauptbestandteil der Luft (78%)

am .

Eigenschafften

  • Siedet bei -196°C
  • nicht brennbar
  • reaktionsträge (inert)
  • in Wasser kaum löslich.

Verwendung

  • Füllung von Flugzeugreifen
  • In Getränkezapfanlagen, wenn ein hoher Zapfdruck nötig ist
  • Verwendung von flüssigem Stickstoff siehe weiter unten.

Vorkommen

  • Hauptbestandteil der Luft
  • Pflanzen, Düngemittel, Eiweißstoffe (Proteine) und viele Sprengstoffe enthalten Stickstoff-Atome, also gebundenen Stickstoff. 

Stickstoff - ein inertes Gas

am .

Bisher kannten wir nur Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidationen) wie zum Beispiel:

Wortreaktionsschema:

Magnesium + Sauerstoff   Magnesiumoxid / exotherm

oder:

Eisen + Sauerstoff   Eisenoxid / exotherm

 

Stickstoff ist reaktionsträge (inert) und reagiert mit anderen Stoffen erst unter besonderen Umständen.

 

Verbrennt man Magnesium in einem geschlossenen Gefäß, so reagiert das Magnesium nach Verbrauch des Sauerstoffs mit dem Stickstoff der Luft weiter. Es entsteht eine grünlich-graue Masse: Magnesiumnitrid.

 

Wortreaktionsschema:

Magnesium + Stickstoff   Magnesiumnitrid / exotherm

Stickstoffoxide

am .

Bei sehr hohen Temperaturen, wie z.B. im Brennraum eines Benzinmotors, reagiert der sonst so reaktionsträge Stickstoff mit Sauerstoff. Autoabgabe enthalten Stickstoffoxide, umgangssprachlich auch Stickoxide genannt.

"Steckbrief" (Schülerinnen-Produkt)

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Flüssiger Stickstoff

am .

  • flStickstoff-2
  • flStickstoff
  • Leidenfrost
  • Flüssiger Stickstoff verdampft sofort bei Raumtemperatur.
  • In einem Dewargefäß bleibt der Stickstoff einige Stunden flüssig.
  • Flüssiger Stickstoff wurde in eine Metallschale gegossen, die mit heißem Wasser gefüllt war.

 

Flüssiger Stickstoff (-196°C) verändert die Eigenschaften von Stoffen bzw. Gegenstände:

  • Eine Rose, ein Gummischlauch oder eine Banane werden in flüssigem Stickstoff brüchig: Man kann diese Materialien dann zerschlagen. Man kann mit der stickstoffgekühlten Banane sogar einen Nagel in ein Holzbrett schlagen.

  • Bei einer Glocke oder einer Stimmgabel verändert sich der Klang.

  • Ein Flummi springt nicht mehr.

Tropfen springen bzw. "tanzen" auf heißen Oberflächen (Leidenfrost-Effekt) wenn der Temperaturunterschied sehr groß ist, da sich ein Dampfpolster bildet.

  • Wassertropfen auf einer heißen Herdplatte
  • Flüssiger Stickstoff auf dem Fußboden (Zimmertemperatur) oder auf heißem Wasser




  • Ein anderer sehr spektakulärer Effekt ist das ''Laufen über glühende Kohlen''. Auch hier schützt der Leidenfrost-Effekt unter anderem vor Verbrennungen.

 

Verwendung von flüssigem Stickstoff

  • In der Medizin zur Entfernung von Warzen
  • In der Lebensmittelindustrie. Durch Schockgefrieren mit flüssigem Stickstoff bleiben die Aromastoffe in den Zellen. Küchenkräuter können problemlos zerkleinert werden.
  • Der Transport von Gasen ist im flüssigen Zustand effizienter, da sich beim Verflüssigen das Volumen der Gase auf ungefähr ein Achthundertstel verringert.
  • In der Computer-Tuning Szene zum Kühlen der CPU

 

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