Er war der Erste, der den Unterschied zwischen Kohlenstoffdioxid und Stickstoff erkannte. Heute ist Stickstoff auch unter dem Namen Nitrogenium bekannt. Das setzt sich aus den griechischen Begriffen nitros = "Salpeter" und gennáo = "bilden" zusammen und bedeutet "Salpeterbildner". Unter Salpeter verstehst du die Salze, die mit Stickstoff gebildet werden. Der deutsche Name Stickstoff kommt daher, da das Gas alleine eine erstickende Wirkung hat. Eigenschaften von Stickstoff im Video zur Stelle im Video springen (00:59) Eine besondere Eigenschaft des Elements ist, dass es sich verflüssigen kann. Dafür musst du das Stickstoffgas auf ca. -195°C abkühlen. Dann erhältst du flüssigen Stickstoff. Linde-Verfahren – Chemie-Schule. Wenn du Gegenstände wie beispielsweise eine Rose in flüssigen Stickstoff hältst, kannst du sie danach zerschlagen. Das liegt daran, dass sie durch die extreme Abkühlung tiefgefroren ist. Gießt du die Flüssigkeit in eine mit heißem Wasser gefüllte Metallschale, kannst du ein spektakuläres Phänomen beobachten: Der Stickstoff bildet eine Dampfschicht, die sich über eine große Fläche ausbreitet.
Dies geschieht in der Regel mit flüssiger Luft. Das schließlich erhaltene flüssige Helium siedet unter Atmosphärendruck bei 4, 2 K. Dies ist der niedrigste Siedepunkt aller Elemente. Produkte > Reingase in Tankwagen und Trailern > Stickstoff flüssig 5.0. Durch Abpumpen des Helium-Gases über dem siedenden Helium wird letzterem Verdampfungswärme entzogen, so dass sich seine Temperatur weiter senken lässt. Da der Dampfdruck mit der Temperatur aber sehr stark abfällt, erreicht man mit diesem Verfahren keine tiefere Temperatur als 0, 84 K; zu ihr gehört der Dampfdruck 0, 033 mbar. Physikalische Grundlagen Das Linde-Verfahren beruht auf dem Joule-Thomson-Effekt: Im idealen Gas üben die Teilchen keine Wechselwirkung aufeinander aus, weshalb die Temperatur des idealen Gases nicht vom Volumen abhängt. Reale Gase sind jedoch nicht ideal: Es gibt Wechselwirkungen, die sich in den Konstanten a und b der Van-der-Waals-Gleichung ausdrücken. Der Energiegehalt des realen Gases ändert sich also auch bei adiabatischer (ohne Wärmeaustausch) Entspannung, ohne dass äußere Arbeit geleistet wurde.
Das Linde-Verfahren ist eine 1895 von Carl von Linde entwickelte technische Methode, welche die Verflüssigung von Gasgemischen, wie Luft, und einzelnen atmosphärischen Gasen, wie Sauerstoff, Stickstoff und Argon, in großen Mengen ermöglicht und in diesem Sinne der Kälteerzeugung im Temperaturbereich von 77 bis 100 Kelvin (K) dient. Obwohl anfangs nur für akademische Zwecke verwendet, kam es bereits 1902 zur ersten echten industriellen Anwendung als wichtiger Teil der ebenfalls von Carl von Linde entwickelten Luftzerlegungsanlage (technische Abkürzung: LZA). Auch heute noch werden Luftzerlegungsanlagen großtechnisch genutzt, um gasförmigen und flüssigen Sauerstoff (GOX und LOX), Stickstoff (GAN und LIN) und Edelgase herzustellen. Produkte > Reingase in Tankwagen und Trailern > Stickstoff flüssig 2.8. Zur Kälteerzeugung wird das Linde-Verfahren in seinem ursprünglichen Aufbau hingegen nicht mehr verwendet, da inzwischen effizientere technische Umsetzungen (Hubkolbenexpander oder Entspannungsturbinen) entwickelt wurden. Deren Kälteerzeugung basiert aber wie das Linde-Verfahren auf dem Joule-Thomson-Effekt.
(Bild: Linde) Hier kommt der Gasespezialist Linde ins Spiel, mit dem das Unternehmen seit über 30 Jahren zusammenarbeitet. "Immer, wenn wir Gase benötigen, haben wir bei Linde den richtigen Ansprechpartner", so Sarah Taubert. Und zumindest vom Stickstoff benötigen die Oberflächenspezialisten eine ganze Menge. Der Stickstoff verdrängt im Prozess die umgebende atmosphärische Luft und damit den darin enthaltenen Sauerstoff. Das schließt eine Oxidation bei hohen Temperaturen aus und stellt die Oberflächenqualität sicher. "Die Temperaturen in dem Prozess dürfen nicht allzu sehr schwanken, diese liegen etwa zwischen 20 und 23 Grad Celsius. Sind die Temperaturen zu niedrig, kommt es zu Kondenswasser", hebt Kilian Tenorth, Projektentwicklung bei Wilhelm Taubert, die Bedeutung einer konstanten Wassertemperatur hervor. Generell sind die Mengen an benötigtem Stickstoff im Laufe der Jahre erheblich gestiegen. "Zum einen sind unsere produzierten Mengen mehr geworden und die Arbeitsbreite ist von 500 auf 1.
Im Mittelpunkt steht dabei die Elektronenstrahl-Technologie (ESH), die vor 35 Jahren von der Wilhelm Taubert GmbH, der Muttergesellschaft des Unternehmens, weiterentwickelt wurde. Diese sorgt dafür, dass die elektronenstrahlgehärteten Oberflächen (Elesgo) nicht nur ästhetisch ansprechend, sondern auch robust und langlebig sind. Dabei ist der Prozess für die Herstellung der kratzfesten Oberflächen hochkomplex. "Neben langjähriger Erfahrung erfordert dies viel Know-how, das Ergebnis ist jedoch eine hohe Qualität", so Sarah Taubert. In dem Verfahren werden Elektronen beschleunigt und auf die zu beschichtende Oberfläche geschossen. Da dabei hohe Temperaturen entstehen, ist eine Kühlung der Produktionsanlagen notwendig. Hinzu kommt die Notwendigkeit einer Inertisierung des Reaktionsraums. Die Inertisierung erfolgt über Begasung mit Stickstoff (N2). Komplexe Prozesse umweltfreundlich gestalten Aufgrund der guten Erfahrungen setzt DTS das Verfahren auch am Standort Wesel ein. Beim Cumulus-RE-Verfahren wird die im Wasser enthaltene Wärme mithilfe eines Prozesswasserkühlers (in der Bildmitte) zur Verdampfung des flüssigen Stickstoffs genutzt und das Gas in die bestehende Versorgungsleitung eingeleitet.
Spülgas in der Metallurgie, Elektroindustrie und beim Abdrücken und Ausblasen von Rohrleitungen und Behältern. Schneidgas beim Laserschmelzschneiden.
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