Fakti un drošība par šķidro slāpekli

Lietošanas veidi, briesmas un drošības pasākumi

Daniels Kattermols / EyeEm / Getty Images

Šķidrais slāpeklis ir slāpekļa elementa forma, kas ir pietiekami auksta, lai pastāvētu šķidrā stāvoklī, un tiek izmantota daudzām dzesēšanas un kriogēns lietojumprogrammas. Šeit ir daži fakti par šķidro slāpekli un svarīga informācija par drošu apiešanos ar to.

Galvenās iespējas: šķidrais slāpeklis

• Šķidrais slāpeklis sastāv no tīra slāpekļa molekulām (N_divi) šķidrā stāvoklī.
• Normālā spiedienā slāpeklis kļūst par šķidrumu zem -195,8 ° C vai -320,4 ° F un cietu vielu pie -209,86 ° C vai -345,75 ° F. Šajās zemajās temperatūrās tas ir tik auksts, ka uzreiz sasaldē audi.
• Šķidrais slāpeklis, tāpat kā cietais un gāzveida slāpeklis, ir bezkrāsains.

Fakti par šķidro slāpekli

• Šķidrais slāpeklis ir elementa sašķidrinātā forma slāpeklis ko komerciāli ražojis frakcionēta destilācija šķidrā gaisa. Tāpat kā slāpekļa gāze, tā sastāv no diviem slāpekļa atomiem, kuriem ir kopīgas kovalentās saites (N_divi).
• Dažreiz šķidrais slāpeklis tiek apzīmēts kā LN_divi, LN vai LIN.
• Apvienoto Nāciju Organizācijas numurs (UN vai UNID) ir četrciparu kods, ko izmanto, lai identificētu viegli uzliesmojošs un kaitīgās ķīmiskās vielas. Šķidrais slāpeklis tiek identificēts kā Skaitlis 1977. gads.
• Normālā spiedienā šķidrais slāpeklis vārās 77 K (-195,8 ° C vai -320, 4 ° F) temperatūrā.
• Slāpekļa šķidruma un gāzes izplešanās attiecība ir 1:694, kas nozīmē, ka šķidrais slāpeklis vārās, lai ļoti ātri piepildītu tilpumu ar slāpekļa gāzi.
• Slāpeklis ir netoksisks, bez smaržas un krāsas. Tas ir salīdzinoši inerts un nav uzliesmojošs.
• Sasniedzot slāpekļa gāzi, tas ir nedaudz vieglāks par gaisu telpas temperatūra . Tas nedaudz šķīst ūdenī.
• Pirmo reizi slāpekli 1883. gada 15. aprīlī sašķidrināja poļu fiziķi Zigmunts Vrubļevskis un Karols Olševskis.
• Šķidrais slāpeklis tiek uzglabāts īpašos izolētos traukos, kas tiek ventilēti, lai novērstu spiediena palielināšanos. Atkarībā no Dewar kolbas konstrukcijas to var uzglabāt stundas vai pat dažas nedēļas.
• LN2 parāda Leidenfrosta efekts , kas nozīmē, ka tas vārās tik ātri, ka ieskauj virsmas ar izolējošu slāpekļa gāzes slāni. Tāpēc izlijušie slāpekļa pilieni slīd pa grīdu.

Šķidrā slāpekļa drošība

choja / Getty Images

Strādājot ar šķidro slāpekli, galvenais ir ievērot drošības pasākumus:

• Šķidrais slāpeklis ir pietiekami auksts, lai, saskaroties ar dzīviem audiem, izraisītu smagus apsaldējumus. Strādājot ar šķidro slāpekli, jāvalkā atbilstošs aizsargaprīkojums, lai novērstu ļoti aukstu tvaiku saskari vai ieelpošanu. Nosedziet un izolējiet ādu, lai izvairītos no iedarbības.
• Šķidra slāpekļa dzeršana var būt letāla. Kamēr tas sasaldē audus, patiesā problēma ir straujā izplešanās no šķidruma gāzē, kas pārrauj kuņģa-zarnu traktu.
• Tā kā tas vārās tik ātri, fāzes pāreja no šķidruma uz gāzi var ļoti ātri radīt lielu spiedienu. Neievietojiet šķidro slāpekli noslēgtā traukā, jo tas var pārsprāgt vai eksplodēt.
• Liela slāpekļa daudzuma pievienošana gaisam samazina relatīvo skābekļa daudzumu, kas var izraisīt nosmakšanas risku. Aukstā slāpekļa gāze ir smagāka par gaisu, tāpēc risks ir vislielākais zemes tuvumā. Izmantojiet šķidro slāpekli labi vēdināmā vietā.
• Šķidrā slāpekļa tvertnēs var uzkrāties skābekli, kas kondensējas no gaisa. Tā kā slāpeklis iztvaiko, pastāv organisko vielu vardarbīgas oksidācijas risks.

Šķidrā slāpekļa izmantošana

Šķidrajam slāpeklim ir daudz lietojumu, galvenokārt pamatojoties uz tā auksto temperatūru un zemo reaģētspēju. Izplatītu lietojumu piemēri:

• Pārtikas produktu sasaldēšana un transportēšana
• Bioloģisko paraugu, piemēram, spermas, olšūnu un dzīvnieku ģenētisko paraugu, kriokonservēšana
• Izmantot kā dzesēšanas šķidrumu supravadītājiem, vakuumsūkņiem un citiem materiāliem un iekārtām
• Izmanto krioterapijā, lai novērstu ādas anomālijas
• Materiālu pasargāšana no skābekļa iedarbības
• Ātra ūdens vai cauruļu sasaldēšana, lai ar tām varētu strādāt, kad vārsti nav pieejami
• Īpaši sausas slāpekļa gāzes avots
• Liellopu zīmols
• Neparastu ēdienu un dzērienu molekulārā gastronomiskā gatavošana
• Materiālu dzesēšana vieglākai apstrādei vai šķelšanai
• Zinātniskie projekti, tostarp veidošana šķidrā slāpekļa saldējums , radot slāpekļa migla , kā arī ātri sasaldējot ziedus un pēc tam vērojot, kā tie saplīst, piesitot tiem pret cietu virsmu.

Avoti

• Henšovs, D. G.; Hērsts, D. G.; Pope, N. K. (1953). 'Šķidrā slāpekļa, skābekļa un argona struktūra ar neitronu difrakcijas palīdzību'. Fiziskais apskats . 92 (5): 1229–1234. doi:10.1103/PhysRev.92.1229
• Tildens, Viljams Augusts (2009). Īsa zinātniskās ķīmijas progresa vēsture mūsu laikos . BiblioBazaar, LLC. ISBN 978-1-103-35842-7.
• Volops, Harijs (2012. gada 9. oktobris). ' Šķidrā slāpekļa kokteiļu tumšā puse '. The Daily Telegraph.