Flytende nitrogen fakta og sikkerhet

Bruk, farer og sikkerhetstiltak

Daniel Cattermole / EyeEm / Getty Images

Flytende nitrogen er en form for grunnstoffet nitrogen som er kaldt nok til å eksistere i flytende tilstand og brukes til mange kjøle- og kryogen applikasjoner. Her er noen fakta om flytende nitrogen og viktig informasjon om sikker håndtering av det.

Viktige ting: Flytende nitrogen

• Flytende nitrogen består av rene nitrogenmolekyler (N_to) i flytende tilstand.
• Ved normalt trykk blir nitrogen en væske under -195,8 ° C eller -320,4 ° F og et fast stoff ved -209,86 ° C eller -345,75 ° F. Ved disse lave temperaturene er det så kaldt at det umiddelbart fryser vev.
• Flytende nitrogen, som fast og gassformig nitrogen, er fargeløst.

Fakta om flytende nitrogen

• Flytende nitrogen er den flytende formen av grunnstoffet nitrogen som er produsert kommersielt av fraksjonert destillasjon av flytende luft. Som nitrogengass består den av to nitrogenatomer som deler kovalente bindinger (N_to).
• Noen ganger er flytende nitrogen betegnet som LN_to, LN eller LIN.
• Et FN-nummer (UN eller UNID) er en firesifret kode som brukes til å identifisere brannfarlig og skadelige kjemikalier. Flytende nitrogen er identifisert som Et tall 1977.
• Ved normalt trykk koker flytende nitrogen ved 77 K (−195,8 ° C eller -320,4 ° F).
• Væske-til-gass-ekspansjonsforholdet for nitrogen er 1:694, noe som betyr at flytende nitrogen koker for å fylle et volum med nitrogengass veldig raskt.
• Nitrogen er ikke-giftig, luktfritt og fargeløst. Det er relativt inert og er ikke brannfarlig.
• Nitrogengass er litt lettere enn luft når den når romtemperatur . Det er litt løselig i vann.
• Nitrogen ble først flytende 15. april 1883 av de polske fysikerne Zygmunt Wróblewski og Karol Olszewski.
• Flytende nitrogen lagres i spesielle isolerte beholdere som er ventilert for å forhindre trykkoppbygging. Avhengig av utformingen av Dewar-kolben kan den lagres i timer eller opptil noen uker.
• LN2 viser Leidenfrost effekt , som betyr at det koker så raskt at det omgir overflater med et isolerende lag av nitrogengass. Dette er grunnen til at sølte nitrogendråper skitter over gulvet.

Sikkerhet for flytende nitrogen

choja / Getty Images

Når du arbeider med flytende nitrogen, er det viktig å ta sikkerhetstiltak:

• Flytende nitrogen er kaldt nok til å forårsake alvorlige frostskader ved kontakt med levende vev. Du må bruke riktig verneutstyr når du håndterer flytende nitrogen for å forhindre kontakt eller innånding av den ekstremt kalde dampen. Dekk til og isoler huden for å unngå eksponering.
• Å drikke flytende nitrogen kan være dødelig. Mens det fryser vev, er det virkelige problemet den raske ekspansjonen fra en væske til en gass, som bryter mage-tarmkanalen.
• Fordi det koker så raskt, kan faseovergangen fra væske til gass generere mye trykk veldig raskt. Ikke lukk flytende nitrogen i en forseglet beholder, da dette kan føre til at den sprekker eller eksploderer.
• Tilsetning av store mengder nitrogen til luften reduserer den relative mengden oksygen, noe som kan føre til kvelningsrisiko. Kald nitrogengass er tyngre enn luft, så risikoen er størst nær bakken. Bruk flytende nitrogen i et godt ventilert område.
• Flytende nitrogenbeholdere kan akkumulere oksygen som kondenseres fra luften. Når nitrogenet fordamper, er det fare for voldsom oksidasjon av organisk materiale.

Bruk av flytende nitrogen

Flytende nitrogen har mange bruksområder, hovedsakelig basert på dens kalde temperatur og lave reaktivitet. Eksempler på vanlige applikasjoner inkluderer:

• Frysing og transport av matvarer
• Kryokonservering av biologiske prøver, som sædceller, egg og genetiske prøver fra dyr
• Brukes som kjølevæske for superledere, vakuumpumper og andre materialer og utstyr
• Bruk i kryoterapi for å fjerne hudavvik
• Beskyttelse av materialer fra oksygeneksponering
• Rask frysing av vann eller rør for å tillate arbeid på dem når ventiler ikke er tilgjengelige
• En kilde til ekstremt tørr nitrogengass
• Merking av storfe
• Den molekylære gastronomiske tilberedningen av uvanlige matvarer og drikkevarer
• Avkjøling av materialer for enklere maskinering eller frakturering
• Vitenskapsprosjekter, inkludert å lage flytende nitrogenis , skaper nitrogen tåke , og lynfryse blomster og deretter se dem knuse når de bankes på en hard overflate.

Kilder

• Henshaw, D.G.; Hurst, D.G.; Pope, N.K. (1953). 'Struktur av flytende nitrogen, oksygen og argon ved nøytrondiffraksjon'. Fysisk gjennomgang . 92 (5): 1229–1234. doi:10.1103/PhysRev.92.1229
• Tilden, William Augustus (2009). En kort historie om fremgangen for vitenskapelig kjemi i vår egen tid . BiblioBazaar, LLC. ISBN 978-1-103-35842-7.
• Wallop, Harry (9. oktober 2012). ' Den mørke siden av flytende nitrogencocktailer '. Daily Telegraph.