你應該要知道的食事

氮氣具有無色無味無臭以及價格便宜的特性,因此被廣泛運用於工業與食品業,此外用氮氣取代原本的空氣,填充於食品包裝內,可以防止食品氧化、變質。

撰文=黃宜稜

若要說到在日常生活中運用最為廣泛的氣體,應該非氮氣莫屬了。氮氣在標準狀態下是無色無味無臭的雙原子氣體分子,在地球大氣中約佔總體積的78%,由於其具有性質穩定,不容易起化學反應的特性,加上價格便宜,因此被廣泛運用在工業與食品業。

氮氣的發現者之一丹尼爾·盧瑟福(Daniel Rutherford)誕生於1749年11月3日,是一位蘇格蘭的化學家,其父親為愛丁堡大學醫學系教授。受到父親的影響,丹尼爾自幼便對醫學與科學展現出非常濃厚的興趣,並在16歲時追隨父親的腳步,進入愛丁堡大學就讀,主修醫學系,輔修化學系。

當時丹尼爾在協助指導教授約瑟夫·布拉克(Joseph Black,蘇格蘭物理學家、化學家,第一個提出「比熱」概念的人)研究二氧化碳時,進一步讓他發現了在密閉空間中放置燃燒的蠟燭與動物,最終蠟燭會熄滅,而動物也會死亡,但是容器中仍有非常大部分的空氣。

由於當時丹尼爾與教授約瑟夫並不清楚這個氣體是什麼,只知道它無法協助動物生存與呼吸,所以便將這個氣體稱為「有害氣體」,其實這就是現在我們所知道的氮氣。由於當時科學家相信「燃素說」,也就是當東西燃燒時會產生一種氣體,稱為燃素,當燃素達到飽和時,東西就會停止燃燒,而他們推測這個「有害氣體」就是燃素,不過這其實是氮氣不可燃也不可助燃的特性。

雖然現在「燃素說」已經被推翻了,但丹尼爾與約瑟夫的研究,仍是推動科學界持續研究氮氣的重要推手,目前氮氣被廣泛地運用於許多地方。舉例來說,膨膨的零食包裝裡面就是填充了氮氣,利用填充氮氣來取代原本的空氣,讓包裝內的氧氣減少,可以避免裡面的食品氧化、變質。此外,由於氮氣在標準狀態下為氣體,但若是使用高壓讓氮氣凝結成液態氮,此時液態氮的溫度為-196℃,將欲冷卻的物質放入其中,就能達到急速冷凍的效果,這都是液態氮目前的應用方式之一。

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參考資料:
Scientist of the Day - Daniel Rutherford
Daniel Rutherford – discoverer of nitrogen gas