Näin ilma muuttuu kiinteäksi (video)

Julkaistu: 09.03.2016 / Jari Mäkinen
Typpi muuttuu kiinteäksi


Kuten tiedetään, on aineella kolme olomuotoa: kiinteä, neste ja kaasu. Listaan voisi lisätä vielä superkuuman plasman ja erittäin kylmät kondensaatit, mutta selvästi ympärillämme olevia olomuotoja on nämä kolme. Mutta milloin olet nähnyt viimeksi ilmassa olevia kaasuja kiinteinä? Et varmaan koskaan.


Päivän kuvaTänään vuonna 1893 professori James Dewar kertoi kuuluisan brittiläisen tiedeyhdistyksen Royal Societyn tapaamisessa, että hän oli onnistunut muuttamaan ilmaa kiinteäksi.

Hän sanoi pakastaneensa ilmaa kirkkaaksi, läpinäkyväksi jääksi.

Kyseessä oli omituinen havainto, koska jään tarkkaa koostumusta ei kyetty sanomaan ja jäätyminen oli tapahtunut kummallisesti.

"Se on kuin hyytelöä, missä on kiinteää typpeä ja mukana hieman nestemäistä happea samaan tapaan kuin lihahyytelössä voi olla nestemäistä vettä kiinteän liivatteen seassa."

"Tai se voi olla oikeaa, kiinteää ilmaa, missä happi ja typpi ovat kumpikin kiinteissä muodoissaan."

1800-luvun loppu oli jännittävää aikaa fysiikassa tässäkin suhteessa, koska tuolloin tekniikka oli sillä tasolla, että tutkijat pystyivät saavuttamaan typen ja hapen nesteyttämiseen vaadittavia matalia lämpötiloja.

Typpi kehuu -195,8°C:n lämpötilassa ja jäätyy -210°C:n lämpötilassa, hapen sulamispiste on -218,8°C ja kiehumislämpötila -182,9°C. Ne ovat siis hyvin saman kaltaisia ja voivat olla samanaikaisesti niin nesteenä kuin kiinteässäkin muodossa.

1800-luvun puolivälissä Michael Faraday onnistui nesteyttämään suuren osan kaasuista, paitsi kuusi hankalinta, joita hän kutsui pysyviksi kaasuiksi. Näitä olivat happi, vety, typpi, hiilidioksidi, metaani ja typpioksidi.

Heliumista ei tuolloin tiedetty vielä mitään (ja sen löytäminen ja nesteyttäminen on aivan oma tarinansa).

Ranskalainen Louis Paul Cailletet ja sveitsiläinen Raoul Pictet tekivät vuonna 1877 ensimmäiset pisarat nesteytettyä ilmaa, mutta ilman muuttaminen kiinteäksi jäi vielä odottamaan.

Ja 123 vuotta sitten professori Dewar onnistui siinä, mikä on mahdollista tehdä melkein missä tahansa kemianlaboratoriossa nykyisin. Tästä esimerkki on päivän kuvana oleva malja kiinteää ilmaa.

Kuva on kaappaus alla olevalta videolta, jolla temppu tehdään kätevästi painekammiossa painetta vähentämällä.

Ja tässä toinen video, jolla tehdään kiinteää typpeä: