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窒素

窒素

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

窒素
地球の大気の約78パーセントを占める、無色・無味・無臭で化学的に非常に安定した非金属元素

解説

窒素(元素記号N)は、空気中に最も多く含まれる気体です。窒素分子(N2)は、2つの窒素原子が非常に強力な「三重結合」によって結びついているため、他の物質と反応しにくいという極めて安定した性質を持っています。このため、通常の状態では燃えたり、他の物質を酸化させたりすることはありません。

自然界においては、タンパク質や核酸(DNAなど)を構成する生命維持に不可欠な元素です。しかし、多くの生物は空気中の窒素を直接取り込むことができないため、土壌中の根粒菌などが窒素を植物が利用可能な形に変える「窒素固定」のプロセスを経て、食物連鎖の中に取り込まれていきます。

項目 窒素 (N2) 酸素 (O2)
大気中の割合 約78%(約5分の4) 約21%(約5分の1)
化学的性質 非常に安定(反応しにくい) 反応性が高い(酸化させる)
主な用途 食品の酸化防止・冷却剤 呼吸燃焼の助長
コラム

工業分野では、その反応しにくさを利用して、ポテトチップスなどのスナック菓子の袋に充填ガスとして封入され、油の酸化や品質の劣化を防いでいます。また、沸点がマイナス196.1度と非常に低いため、液体窒素として医療用の細胞保存や超電導リニアの研究など、強力な冷却剤としても多用されています。20世紀初頭に開発されたハーバー・ボッシュ法によるアンモニア合成は、空気中の窒素から化学肥料を作ることを可能にし、世界の食糧生産を劇的に向上させました。

小学生のみなさんへ

窒素(ちっそ)は、わたしたちのまわりにある「空気」の中に一番たくさん入っている気体だよ。空気の約8割(約5分の4)がこの窒素なんだ。においも色もなく、ほかのものと反応しにくいのが特徴だよ。たとえば、ポテトチップスの袋の中には、中身がつぶれないように、そして中身がくさらないように窒素がつまっているんだ。また、とっても冷たい「液体窒素(えきたいちっそ)」は、バラの花などを一瞬で凍らせる実験や、食べものを冷やすのにも使われているよ。

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