Dejstva o tekočem dušiku in varnost

Uporaba, nevarnosti in varnostni ukrepi

Daniel Cattermole / EyeEm / Getty Images

Tekoči dušik je oblika elementa dušika, ki je dovolj hladen, da obstaja v tekočem stanju, in se uporablja za številna hlajenja in kriogeni aplikacije. Tukaj je nekaj dejstev o tekočem dušiku in ključnih informacij o varnem ravnanju z njim.

Ključni zaključki: tekoči dušik

• Tekoči dušik je sestavljen iz molekul čistega dušika (N_dva) v tekočem stanju.
• Pri normalnem tlaku postane dušik tekočina pod –195,8 °C ali –320,4 °F in trdna snov pri –209,86 °C ali –345,75 °F. Pri teh nizkih temperaturah je tako mrzlo, da takoj zmrzne tkiva.
• Tekoči dušik je tako kot trdni in plinasti dušik brezbarven.

Dejstva o tekočem dušiku

• Tekoči dušik je utekočinjena oblika elementa dušik ki ga komercialno proizvaja frakcijska destilacija tekočega zraka. Tako kot dušik je sestavljen iz dveh dušikovih atomov, ki si delita kovalentne vezi (N_dva).
• Včasih je tekoči dušik označen kot LN_dva, LN ali LIN.
• Številka Združenih narodov (UN ali UNID) je štirimestna koda, ki se uporablja za identifikacijo vnetljiv in škodljive kemikalije. Tekoči dušik je opredeljen kot Številka 1977.
• Pri normalnem tlaku tekoči dušik vre pri 77 K (–195,8 °C ali –320,4 °F).
• Razmerje med tekočino in plinom pri dušiku je 1:694, kar pomeni, da tekoči dušik zelo hitro zavre in napolni prostornino s plinastim dušikom.
• Dušik je netoksičen, brez vonja in barve. Je razmeroma inerten in ni vnetljiv.
• Dušikov plin je nekoliko lažji od zraka, ko doseže sobna temperatura . Je rahlo topen v vodi.
• Dušik sta 15. aprila 1883 prva utekočinila poljska fizika Zygmunt Wróblewski in Karol Olszewski.
• Tekoči dušik je shranjen v posebnih izoliranih posodah, ki so prezračevane, da se prepreči dvig tlaka. Odvisno od zasnove Dewarjeve bučke jo lahko shranjujete več ur ali do nekaj tednov.
• LN2 prikaže Leidenfrostov učinek , kar pomeni, da vre tako hitro, da obda površine z izolacijsko plastjo dušikovega plina. Zato razlite kapljice dušika polzijo po tleh.

Varnost s tekočim dušikom

choja / Getty Images

Pri delu s tekočim dušikom je najpomembnejše upoštevati varnostne ukrepe:

• Tekoči dušik je dovolj hladen, da ob stiku z živim tkivom povzroči hude ozebline. Pri ravnanju s tekočim dušikom morate nositi ustrezno varnostno opremo, da preprečite stik ali vdihavanje izjemno mrzlih hlapov. Pokrijte in izolirajte kožo, da preprečite izpostavljenost.
• Pitje tekočega dušika je lahko smrtno. Medtem ko zamrzne tkiva, je resnična težava hitra ekspanzija iz tekočine v plin, ki raztrga prebavila.
• Ker vre tako hitro, lahko fazni prehod iz tekočine v plin zelo hitro povzroči velik pritisk. Tekočega dušika ne dajajte v zaprto posodo, ker lahko poči ali eksplodira.
• Dodajanje velikih količin dušika v zrak zmanjša relativno količino kisika, kar lahko povzroči tveganje zadušitve. Hladen dušik je težji od zraka, zato je tveganje največje pri tleh. Uporabite tekoči dušik v dobro prezračevanem prostoru.
• Posode s tekočim dušikom lahko kopičijo kisik, ki je kondenziran iz zraka. Ker dušik izhlapeva, obstaja nevarnost nasilne oksidacije organske snovi.

Uporaba tekočega dušika

Tekoči dušik ima veliko uporab, predvsem zaradi nizke temperature in nizke reaktivnosti. Primeri običajnih aplikacij vključujejo:

• Zamrzovanje in transport prehrambenih izdelkov
• Kriokonzervacija bioloških vzorcev, kot so sperma, jajčeca in živalski genetski vzorci
• Uporablja se kot hladilno sredstvo za superprevodnike, vakuumske črpalke ter druge materiale in opremo
• Uporaba v krioterapiji za odstranjevanje kožnih nepravilnosti
• Zaščita materialov pred izpostavljenostjo kisiku
• Hitro zamrzovanje vode ali cevi, da se omogoči delo na njih, ko ventili niso na voljo
• Vir izjemno suhega dušikovega plina
• Žigosanje goveda
• Molekularna gastronomska priprava nenavadnih jedi in pijač
• Hlajenje materialov za lažjo obdelavo ali lomljenje
• Znanstveni projekti, vključno z izdelavo sladoled s tekočim dušikom , ustvarjanje dušikova megla , in hitro zamrzovanje cvetov ter nato opazovanje, kako se razbijejo, ko jih udarimo po trdi površini.

Viri

• Henshaw, D. G.; Hurst, D. G.; Papež, N. K. (1953). 'Struktura tekočega dušika, kisika in argona z nevtronsko difrakcijo'. Fizični pregled . 92 (5): 1229–1234. doi:10.1103/PhysRev.92.1229
• Tilden, William Augustus (2009). Kratka zgodovina napredka znanstvene kemije v našem času . BiblioBazaar, LLC. ISBN 978-1-103-35842-7.
• Wallop, Harry (9. oktober 2012). ' Temna stran koktajlov s tekočim dušikom '. The Daily Telegraph.