Tekutý dusík
Úvod
Kapalný dusík je kapalná forma plynného dusíku, známá pro své inertní, bezbarvé, bez zápachu, nekorozivní a nehořlavé vlastnosti. Má extrémně nízkou teplotu. Plynný dusík tvoří významnou část zemské atmosféry (přibližně 78,03 % objemu a 75,5 % hmotnosti). Při standardním atmosférickém tlaku má dusík bod varu -196,56 stupně a 1 metr krychlový kapalného dusíku může expandovat na 696 metrů krychlových plynného dusíku při 21 stupních . Kapalný dusík se typicky vyrábí v průmyslových odvětvích procesem vzduchové frakcionace a má širokou škálu aplikací, ale vyžaduje opatrné zacházení kvůli riziku omrzlin při kontaktu.
Fyzikální a chemické vlastnosti
Vzhled a vlastnosti:Bezbarvá kapalina bez zápachu.
Bod tání: -210 stupeň
Bod varu: -196 stupeň
Výparné teplo: 5,56 kJ/mol
Kritická teplota: -147 stupňů
Kritický tlak: 3,40 MPa
Rozpustnost: Mírně rozpustný ve vodě a ethanolu.
Skladování a bezpečnostní opatření
Provozní postupy:S kapalným dusíkem by se mělo manipulovat v uzavřeném prostředí s dostatečnou přirozenou ventilací. Personál pracující s kapalným dusíkem musí projít specializovaným školením a přísně dodržovat bezpečnostní protokoly. Je vhodné, aby personál nosil chladuvzdorný oděv a rukavice, aby se zabránilo kontaktu s pokožkou. Měla by být přijata opatření k zamezení úniku plynu na pracoviště. Během přepravy je třeba s nádobami zacházet opatrně, aby nedošlo k jejich poškození.Zařízení pro reakci na havarijní únik by mělo být snadno dostupné.
Pokyny pro skladování:Kapalný dusík by měl být skladován v chladném, dobře větraném skladu s teplotou skladování nepřesahující 30 stupňů. Skladovací prostor musí být vybaven zařízením pro havarijní úniky, aby byla zajištěna bezpečnost.
Technické ovládací prvky:Používejte uzavřené provozy a zajistěte dostatečné přirozené větrání.
Ochrana dýchacích cest:Zvláštní ochrana dýchacích cest se obecně nevyžaduje. Pokud však koncentrace kyslíku v pracovním prostředí klesne pod 18 %, musí personál nosit vhodné prostředky na ochranu dýchacích cest, jako jsou autonomní dýchací přístroje, kyslíkové dýchací přístroje nebo celoobličejové masky s dlouhými hadicemi.
Ochrana očí:Personál by měl používat ochranné brýle nebo obličejový štít, aby se zabránilo kontaktu očí s kapalným dusíkem.
Ochrana těla:Personál by měl nosit oděv odolný proti chladu, aby byla zajištěna izolace těla.
Ochrana rukou:Rukavice navržené tak, aby odolávaly extrémnímu chladu, by měly být nošeny, aby se zabránilo kontaktu rukou s kapalným dusíkem.
Rizika
Vstupní cesty: Inhalace
Zdravotní rizika: Kontakt pokožky s kapalným dusíkem může způsobit omrzliny. V případech, kdy se nadbytek kapalného dusíku odpařuje při standardním tlaku, může to vést ke snížení parciálního tlaku kyslíku ve vzduchu, což může potenciálně způsobit extrémní případy hypoxického udušení. Je důležité si uvědomit, že kapalný dusík sám o sobě není hořlavý ani výbušný.
Mimořádná opatření pro léčbu otravy
SKontakt s příbuznými: Při omrzlinách okamžitě vyhledejte lékařské ošetření.
Vdechnutí: V případě vdechnutí plynného dusíku nebo koncentrace plynů pod normální hodnotu okamžitě přesuňte postiženého na čerstvý vzduch a zajistěte volné dýchací cesty. Pokud se objeví dýchací potíže, podejte kyslík. Při zástavě dechu proveďte umělé dýchání a vyhledejte lékařskou pomoc.
Protipožární opatření
Charakteristiky nebezpečí: Když jsou nádoby s kapalným dusíkem vystaveny teplu, existuje riziko zvýšeného vnitřního tlaku, který může vést k prasknutí nebo explozi.
Nebezpečné produkty spalování: Kapalný dusík sám o sobě nehoří, takže nevznikají žádné produkty spalování.
Metody hašení: Vzhledem k tomu, že kapalný dusík nehoří, nejsou nutná protipožární opatření. Pokud existují obavy o integritu nádoby v důsledku vystavení teplu, lze k ochlazení nádoby použít mlžení vodou. Je však třeba se vyhnout přímému rozstřikování vody na kapalný dusík, aby se předešlo potenciálním nebezpečím.
Nouzová manipulace
Řešení nouzových událostí:
V případě úniku kapalného dusíku okamžitě evakuujte kontaminované oblasti, jděte proti větru a vytvořte izolační zóny s omezeným přístupem. Záchranáři by měli nosit samostatné přetlakové respirátory, oděv odolný proti chladu a rukavice, aby se zabránilo přímému kontaktu s uniklou látkou. Mělo by být vynaloženo úsilí k odříznutí zdroje úniku a k rozptýlení uniklých plynů do otevřených prostor by měly být použity ventilační ventilátory. S netěsnými nádobami je třeba zacházet opatrně, před opětovným použitím je opravit, zkontrolovat a otestovat.
Zacházení s únikem kapalného dusíku:
Při vdechování plynného dusíku v nízkých koncentracích mohou počáteční příznaky zahrnovat tlak na hrudi, dušnost a únavu. Následně může dojít k neklidu, extrémnímu vzrušení, neklidu, běhání, křiku, prázdným výrazům, nejistým chůzím a v těžkých případech i kómatu nebo smrti.Měla by být přijata následující opatření:
1. Okamžitě evakuujte jednotlivce z kontaminované oblasti na místo proti větru a vytvořte izolační zóny s omezeným přístupem.
2. Informujte hasiče a příslušné úřady.
3. Záchranáři by měli nosit samostatné přetlakové respirátory, oděv odolný proti chladu a rukavice.
4. Zabraňte úniku úniku do sklepů nebo jiných uzavřených pracovních prostor. Pokud tomu nelze zabránit, okamžitě informujte příslušné úřady.
5. Zabraňte přímému kontaktu s uniklou látkou. Mělo by být vynaloženo úsilí k odříznutí zdroje úniku.
6. Pro urychlení odpařování kapaliny lze použít mlžení vodou, ale voda by neměla být stříkána přímo na kapalinu.
7. Zabraňte hromadění plynu v nízko položených oblastech a použijte odsávací ventilátory k nasměrování uniklých plynů do otevřených prostor. Zakažte personálu pobyt v nízko položených nebo po větru.
Aplikace Průmyslové použití
Kapalný dusík nachází různé aplikace v průmyslových procesech, včetně:
1. Rychlé zmrazování a přeprava potravinářských výrobků nebo výroba ledu. Využití ve výzkumu fyziky nízkých teplot.
2. Ukázky nízkoteplotních stavů ve vědeckém vzdělávání, např. ponoření předmětů o pokojové teplotě do kapalného dusíku, které způsobí jejich zkřehnutí jako sklo.
3. Zajištění požadované teploty pro vysokoteplotní supravodiče, jako je oxid yttrium barya a mědi. Působí jako chladivo pro rychlé zmrazení biologických tkání, aby se zabránilo poškození.
4. Využití při výrobě dusíkatých hnojiv.
5. Aplikace v chemické analýze, jako je metoda testování povrchové plochy BET.
Biologické a lékařské použití
Kapalný dusík má také různé aplikace v biologii a medicíně, včetně:
1. Hubení škůdců, např. červených importovaných ohnivých mravenců.
2. Pomoc při hemostáze a odstranění povrchových, excisovatelných lézí z kůže rychlým zmrazením při chirurgických zákrocích.
3. Skladování živých tkání, biologických vzorků, spermatu a vajíček prostřednictvím kryokonzervace pro udržení dlouhodobé životaschopnosti a použití.
4. Znovu zdůrazňuji, že kapalný dusík je široce používán jako chladivo pro rychlé zmrazení biologických tkání, aby se zabránilo poškození.
Informace o předpisech
Bezpečné používání kapalného dusíku podléhá předpisům a normám v různých zemích, které zahrnují skladování, přepravu a manipulaci. Při používání kapalného dusíku je nutné přísně dodržovat místní a mezinárodní bezpečnostní předpisy, aby byla zajištěna bezpečnost personálu a životního prostředí.
