Tekutý dusík
Úvod
Kvapalný dusík je kvapalná forma plynného dusíka, ktorá je známa svojimi inertnými, bezfarebnými, bez zápachu, nekorozívnymi a nehorľavými vlastnosťami. Má extrémne nízku teplotu. Plynný dusík tvorí významnú časť zemskej atmosféry (približne 78,03 % objemu a 75,5 % hmotnosti). Pri štandardnom atmosférickom tlaku má dusík bod varu -196,56 stupňa a 1 meter kubický tekutého dusíka môže expandovať na 696 metrov kubických plynného dusíka pri teplote 21 stupňov . Kvapalný dusík sa zvyčajne vyrába v priemyselných odvetviach prostredníctvom procesu frakcionácie vzduchu a má širokú škálu aplikácií, vyžaduje si však starostlivé zaobchádzanie kvôli riziku omrzlín pri kontakte.
Fyzikálne a chemické vlastnosti
Vzhľad a vlastnosti:Bezfarebná kvapalina bez zápachu.
Teplota topenia: -210 stupeň
Bod varu: -196 stupeň
Vyparovacie teplo: 5,56 kJ/mol
Kritická teplota: -147 stupeň
Kritický tlak: 3,40 MPa
Rozpustnosť: Mierne rozpustný vo vode a etanole.
Skladovanie a bezpečnostné opatrenia
Prevádzkové postupy:S kvapalným dusíkom by sa malo manipulovať v uzavretom prostredí s primeraným prirodzeným vetraním. Personál pracujúci s tekutým dusíkom musí absolvovať špecializované školenie a prísne dodržiavať bezpečnostné protokoly. Odporúča sa, aby personál nosil odev a rukavice odolné voči chladu, aby sa zabránilo kontaktu s pokožkou. Mali by sa prijať opatrenia na zabránenie úniku plynu na pracovisko. Počas prepravy by sa malo s nádobami zaobchádzať opatrne, aby sa predišlo poškodeniu.Zariadenie na núdzový únik by malo byť ľahko dostupné.
Pokyny na skladovanie:Kvapalný dusík by sa mal skladovať v chladnom, dobre vetranom sklade s teplotou skladovania nepresahujúcou 30 stupňov. Skladový priestor musí byť vybavený zariadením na núdzovú reakciu na únik, aby sa zaistila bezpečnosť.
Technické ovládacie prvky:Využite uzavreté prevádzky a zároveň zabezpečte dostatočné prirodzené vetranie.
Ochrana dýchacích ciest:Špeciálna ochrana dýchacích ciest sa vo všeobecnosti nevyžaduje. Keď však koncentrácia kyslíka v pracovnom prostredí klesne pod 18 %, personál musí nosiť vhodné prostriedky na ochranu dýchacích ciest, ako sú samostatné dýchacie prístroje, kyslíkové dýchacie prístroje alebo celotvárové masky s dlhými hadicami.
Ochrana očí:Personál by mal nosiť ochranné okuliare alebo tvárové štíty, aby sa zabránilo kontaktu očí s tekutým dusíkom.
Ochrana tela:Personál by mal nosiť odev odolný voči chladu, aby sa zabezpečila izolácia tela.
Ochrana rúk:Mali by ste nosiť rukavice navrhnuté tak, aby odolávali extrémnemu chladu, aby ste zabránili kontaktu rúk s tekutým dusíkom.
Nebezpečenstvá
Cesty vstupu: Inhalácia
Zdravotné riziká: Kontakt pokožky s tekutým dusíkom môže spôsobiť omrzliny. V prípadoch, keď sa nadbytočný kvapalný dusík vyparuje pri štandardnom tlaku, môže to viesť k zníženiu parciálneho tlaku kyslíka vo vzduchu, čo môže potenciálne spôsobiť extrémne prípady hypoxického udusenia. Je dôležité poznamenať, že samotný kvapalný dusík nie je horľavý ani výbušný.
Núdzové opatrenia pri liečbe otravy
SKontakt s príbuzným: Pri omrzlinách okamžite vyhľadajte lekársku pomoc.
Vdýchnutie: V prípade vdýchnutia plynného dusíka alebo koncentrácie plynu pod normálnou hodnotou, okamžite presuňte postihnutého na čerstvý vzduch, pričom zabezpečte voľné dýchacie cesty. Ak sa objavia dýchacie ťažkosti, podajte kyslík. Ak prestane dýchať, vykonajte umelé dýchanie a vyhľadajte lekársku pomoc.
Protipožiarne opatrenia
Charakteristiky nebezpečenstva: Keď sú nádoby s tekutým dusíkom vystavené teplu, existuje riziko zvýšeného vnútorného tlaku, ktorý môže viesť k prasknutiu alebo výbuchu.
Nebezpečné produkty spaľovania: Samotný tekutý dusík nehorí, takže nevznikajú žiadne produkty spaľovania.
Protipožiarne metódy: Keďže tekutý dusík nehorí, protipožiarne opatrenia nie sú potrebné. Ak existujú obavy o integritu nádoby v dôsledku vystavenia teplu, na chladenie nádoby sa môže použiť zahmlievanie vodou. Treba sa však vyhnúť priamemu rozprašovaniu vody na tekutý dusík, aby sa predišlo potenciálnym rizikám.
Núdzová manipulácia
Záchranná reakcia:
V prípade úniku tekutého dusíka urýchlene evakuujte kontaminované oblasti, choďte proti vetru a vytvorte izolačné zóny s obmedzeným prístupom. Záchranári by mali nosiť samostatné pretlakové respirátory, odev odolný voči chladu a rukavice, aby sa vyhli priamemu kontaktu s uniknutou látkou. Malo by sa vyvinúť úsilie na odrezanie zdroja úniku a na rozptýlenie uniknutých plynov do otvorených priestorov by sa mali použiť ventilačné ventilátory. S netesnými nádobami treba zaobchádzať opatrne, pred opätovným použitím ich opraviť, skontrolovať a otestovať.
Zaobchádzanie s únikom kvapalného dusíka:
Pri vdychovaní plynného dusíka v nízkych koncentráciách môžu počiatočné príznaky zahŕňať tlak na hrudníku, dýchavičnosť a únavu. Následne môže nastať nepokoj, extrémne vzrušenie, nepokoj, behanie, krik, prázdne výrazy, neistá chôdza, v ťažkých prípadoch až kóma alebo smrť.Mali by sa prijať tieto opatrenia:
1. Okamžite evakuujte jednotlivcov z kontaminovanej oblasti na miesto proti vetru a vytvorte izolačné zóny s obmedzeným prístupom.
2. Informujte hasičský zbor a príslušné orgány.
3. Záchranári by mali nosiť samostatné pretlakové respirátory, odev odolný voči chladu a rukavice.
4. Zabráňte úniku úniku do pivníc alebo iných uzavretých pracovných priestorov. Ak sa tomu nedá vyhnúť, okamžite informujte príslušné orgány.
5. Zabráňte priamemu kontaktu s uniknutou látkou. Malo by sa vynaložiť úsilie na odrezanie zdroja úniku.
6. Na urýchlenie odparovania kvapaliny je možné použiť hmlu vodou, ale voda by sa nemala striekať priamo na kvapalinu.
7. Zabráňte hromadeniu plynu v nízko položených oblastiach a použite odsávacie ventilátory na nasmerovanie uniknutých plynov do otvorených priestorov. Zakážte personálu zdržiavať sa v nízko položených oblastiach alebo oblastiach po vetre.
Aplikácie Priemyselné použitie
Kvapalný dusík nachádza rôzne aplikácie v priemyselných procesoch, vrátane:
1. Rýchle mrazenie a preprava potravinárskych výrobkov alebo výroba ľadu. Využitie vo výskume fyziky nízkych teplôt.
2. Ukážky nízkoteplotných stavov vo vedeckom vzdelávaní, ako napríklad ponorenie predmetov pri izbovej teplote do tekutého dusíka, čo spôsobuje ich krehkosť ako sklo.
3. Zabezpečenie požadovanej teploty pre vysokoteplotné supravodiče, ako je ytrium bárnatý oxid meďnatý. Pôsobí ako chladivo na rýchle zmrazenie biologických tkanív, aby sa zabránilo poškodeniu.
4. Využitie pri výrobe dusíkatých hnojív.
5. Aplikácia v chemickej analýze, ako je metóda testovania povrchovej plochy BET.
Biologické a lekárske využitie
Kvapalný dusík má tiež rôzne aplikácie v biológii a medicíne, vrátane:
1. Ničenie škodcov, ako sú červené importované ohnivé mravce.
2. Pomoc pri hemostáze a odstránení povrchových, excisovateľných lézií z kože rýchlym zmrazením pri chirurgických zákrokoch.
3. Skladovanie živých tkanív, biologických vzoriek, spermií a vajíčok prostredníctvom kryokonzervácie, aby sa zachovala dlhodobá životaschopnosť a použitie.
4. Opäť zdôrazňujem, že kvapalný dusík sa široko používa ako chladivo na rýchle zmrazenie biologických tkanív, aby sa zabránilo poškodeniu.
Regulačné informácie
Bezpečné používanie tekutého dusíka podlieha predpisom a normám v rôznych krajinách, ktoré zahŕňajú skladovanie, prepravu a manipuláciu. Pri používaní tekutého dusíka je nevyhnutné prísne dodržiavať miestne a medzinárodné bezpečnostné predpisy, aby sa zaistila bezpečnosť personálu a životného prostredia.
