Azot to jeden z powszechniej występujących na ziemi pierwiastków. W końcu stanowi około 80% objętości powietrza atmosferycznego. Azot w formie ciekłej (azot skroplony) po raz pierwszy uzyskano w roku 1883. Dokonali tego polscy uczeni z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Z uwagi na swoje wyjątkowe właściwości ciekły azot jest wykorzystywany powszechnie w wielu dziedzinach przemysłu. Jest to substancja o bardzo niskiej temperaturze. Musi być więc przechowywania w specjalnych pojemnikach - naczyniach Dewara.
Ciekły azot - właściwości, które warto znać
Ciekły azot pozyskuje się z powietrza na skutek separacji. Powietrze jest w specjalnym urządzeniu sprężane, a potem usuwa się z niego różnego rodzaju zanieczyszczenia. Potem trzeba z instalacji odprowadzić ciepło, co prowadzi do skroplenia się gazu. Ciekły azot to substancja bezbarwna, pozbawiona smaku i zapachu. Nie wchodzi w reakcje z innymi substancjami. Nie ulega także spalaniu. W celu utrzymania azotu w stanie ciekłym trzeba go przechowywać w niskiej temperaturze. Do tego wykorzystywane są specjalne naczynia Dewara.
Jakie jest zastosowanie ciekłego azotu?
Właściwości ciekłego azotu są na tyle specyficzne, że znajduje on szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu i nauki. Powstała nawet osobna dziedzina nauki, która zajmuje się badaniami nad stosowaniem tego typu substancji. Mowa w tym przypadku o kriotechnice. Obiektem jej zainteresowania jest nie tylko ciekły azot, ale i tlen, hel czy wodór.
Z całą pewnością skroplony azot jest powszechnie używany w technice laserowej do obróbki metali. Po zgazowaniu idealnie nadaje się do przecinania różnorodnych elementów metalowych. Ciekły azot znajduje też zastosowanie w przemyśle spożywczym. Pozwala na błyskawiczne zamrożenie produktów bez zmiany ich smaku, zapachu czy wyglądu. Tak często obecnie zamraża się masę lodową. Skroplony azot umożliwia znaczne skrócenie czasu zamrażania. Przy okazji zmniejsza również zagrożenie zarażenia bakteriami salmonelli.
W medycynie gaz ten stosowany jest w czasie zabiegów z zakresu krioterapii, kriochirurgii czy dermatologii. Sprawdza się w przypadku metod leczenia, które opierają się na krótkotrwałym, ale silnym oziębianiu tkanek zmienionych chorobowo. Oprócz tego ciekły azot używany jest w wielu laboratoriach biologicznych i medycznych. Służy do zamrażania żywych komórek, które po odmrożeniu funkcjonują zupełnie normalnie.
Ciekły azot - czym jest i jak się go pozyskuje?
Ciekły azot jest związkiem chemicznym zwanym również skroplonym azotem. To w praktyce gaz - niepalny i nietrujący. To podstawowe właściwości ciekłego azotu. Dlatego jest on wykorzystywany z powodzeniem w wielu dziedzinach nauki. Stosowany jest także w nowoczesnej kuchni molekularnej, wzbudzając ogromny zachwyt.
Azot ciekły wrze w temperaturze -195,8 stopni Celsjusza. Nie to jest jednak najważniejsze. Wykazywane przez niego czynniki termostatyczne i chłodzące sprawiają, że można bezproblemowo magazynować np. materiały medyczne i próbki laboratoryjne. Gaz ten nie wpływa negatywnie na zdrowie człowieka. W jaki sposób jest pozyskiwany ciekły azot? Z powietrza na skutek procesu separacji. Nie ma on smaku i koloru. Nie reaguje również z innymi substancjami. Wymaga przechowywania w specjalnych pojemnikach - naczyniach Dewara.
Ciekły azot - właściwości i wykorzystanie praktyczne
Jakie właściwości ma ciekły azot? Okazuje się, że cechy, które wykazuje, sprawiają iż nie można go wykorzystywać w warunkach domowych. Osiąga bardzo niską temperaturę, która powodować może odmrożenia i oparzenia. Z tego powodu osoby pracujące z ciekłym azotem muszą stosować specjalne gogle i rękawice.
Gdzie obecnie wykorzystywany jest skroplony azot? Pierwszym miejscem, o którym warto wspomnieć, jest kuchnia. Pierwiastek ten dostarcza wyjątkowego efektu wizualnego, a przy okazji wpływa na smak potraw. Często wykorzystywany jest podczas przygotowywania deserów. Sprawia, że na powierzchni potrawy błyskawicznie pojawia się warstwa lodu. W środku danie pozostaje natomiast ciepłe. Nie zmienia się jego smak czy zapach. Widowiskowo prezentuje się samo spożywanie potrawy. Unosi się bowiem z niej para, co jest niezwykle efektowne.
Z uwagi na swoje wyjątkowe właściwości ciekły azot wykorzystywany jest także w rehabilitacji czy fizjoterapii. Mowa tutaj o krioterapii. Wprawdzie zastosowanie bardzo niskiej temperatury jest szokiem dla organizmu, ale jest to nieocenione w procesie leczenia. Prowadzi bowiem do skurczu naczyń krwionośnych i mięśni. Metabolizm ulega zwolnieniu, a w rozszerzonych naczyniach płynie więcej krwi. Dociera ona wówczas łatwiej do uszkodzonych miejsc, dotleniając je i przyspieszając proces ich regeneracji. Dochodzi do zmniejszenia dolegliwości bólowych i poprawy ogólnej jakości życia.
Nie da się ukryć, że ciekły azot jest często stosowany w nauce i wielu dziedzinach medycyny. Podobnie jest zresztą w przypadku weterynarii. Pozwala na przykład na bezproblemowe przechowywanie nasienia buhajów, które potrzebne jest do sztucznego unasieniania. Skroplony gaz wykorzystywany jest także do magazynowania lekarstw czy szczepionek.
Oczywiście to nie wszystkie obszary, w których zastosowanie znajduje ciekły azot. Na co dzień często jest używany w technice laserowej do obróbki metali różnego rodzaju. Przy jego pomocy tnie się m.in. blachy stalowe. Czasami substancja ta wykorzystywana jest także w SPA.
Czy stosowanie ciekłego azotu jest niebezpieczne?
Wiadomo już, jakie są właściwości ciekłego azotu oraz jak można go wykorzystywać w praktyce. Wiele osób zastanawia się jednak, czy jego stosowanie jest bezpieczne. Okazuje się, że jak najbardziej. Zamrażanie jedzenia skroplonym azotem nie stanowi żadnego zagrożenia. Warunek jest jeden - trzeba odpowiednio obchodzić się z tą substancją. Przed przystąpieniem do pracy należy się ubrać w długie spodnie i założyć rękawiczki. Warto też zadbać o ochronę oczu, ubierając plastikowe gogle. Dodatkowo przed rozpoczęciem jedzenia trzeba poczekać, aż potrawa nieco ostygnie i osiągnie bezpieczną temperaturę.
Co jeszcze warto wiedzieć na temat ciekłego azotu?
Azot ciekły od wielu lat cieszy się coraz większą popularnością i trudno się temu dziwić. Wykorzystywany jest w wielu dziedzinach przemysłu oraz nauki. Jest prawdziwym hitem, jeśli mowa o gastronomii, a dokładniej o kuchni molekularnej.
Jak już wspomniano, z ciekłym azotem trzeba się w odpowiedni sposób obchodzić. Jego temperatura wynosi bowiem około -190 stopni Celsjusza. Kluczowe znaczenie ma wykorzystywanie specjalistycznych naczyń o wysokiej izolacyjności i znacznej wytrzymałości mechanicznej. Są to dewary metalowe. Mają one podwójne ścianki, między którymi znajduje się przestrzeń wypełniona próżnią. Przewodność cieplna tego układu jest bardzo ograniczona. W ten sposób ciekły azot można przechowywać bez obaw nawet kilkaset dni.
Bardzo istotne jest także zabezpieczenie ciała przy pracy ze skroplonym azotem. Trzeba mieć na wyposażeniu m.in. specjalne rękawiczki czy gogle ochronne. W ten sposób można uchronić się przed bezpośrednim kontaktem z niebezpieczną substancją.
Azot skroplony LN2
Azot, jak wiadomo, to podstawowy składnik ziemskiej atmosfery. Stanowi niemal 80% składu powietrza atmosferycznego. W formie skroplonej po raz pierwszy uzyskano go w roku 1883. Dokonali tego polscy naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego - Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski. Na skalę przemysłową ciekły azot jest otrzymywany na skutek skraplania i parowania frakcjonującego. Powietrze jest sprężane i oczyszczane. Potem ma miejsce jego chłodzenie z użyciem wymiennika ciepła oraz rozdzielenie mieszaniny za pomocą kolumny rektyfikacyjnej. Ostatnim etapem jest destylacja w kolumnie nadciśnieniowej.
Jakie chemiczne właściwości ma ciekły azot? Jest to ciecz kriogeniczna, podobnie zresztą jak ciekły tlen, hel czy wodór. Wykorzystywana jest na ogół jako szybka i wydajna metoda uzyskiwania niskiej temperatury bądź atmosfery beztlenowej. Ciekły azot to gaz, który nie ma smaku i zapachu. Jest bezbarwny, niepalny i obojętny chemicznie. Wrze w temperaturze -195,8 stopni Celsjusza, a krzepnie w temperaturze -210 stopni Celsjusza. Te właściwości wpływają na jego szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Skroplony azot wymaga specjalnych warunków przechowywania. Do tego służą naczynia termostatyczne zwane powszechnie dewarami.
Naczynia Dewara - czym są i co warto o nich wiedzieć?
Ciekły azot ma specyficzne właściwości. Dlatego tak istotne jest jego odpowiednie przechowywanie. Musi być on izolowany od otoczenia w warunkach niskiej temperatury. W tym celu stosowane są specjalne termosy zwane dewarami.
Naczynia Dewara to pojemniki o wyjątkowych właściwościach izolacyjnych. Na samym początku wykonywane były ze szkła. Dzisiaj jednak stawia się raczej na dewary metalowe. Z czego to wynika? Metal ma wprawdzie nieco gorsze właściwości izolacyjne, ale za to jest o wiele bardziej odporny na uszkodzenia natury mechanicznej. Dewary mają cienkie podwójne ścianki. Między nimi znajduje się próżnia techniczna. Dzięki temu rozwiązaniu w zasadzie niemożliwa jest wymiana ciepła między znajdującym się w środku ciekłym azotem a otoczeniem. Pojemnik jest zamykany specjalnym korkiem o doskonałych właściwościach izolacyjnych. Oczywiście w środku naczynia z powodu nieustannego wrzenia cieczy, następuje jej stopniowy ubytek. Temu zjawisku można zapobiec w prosty sposób. Wystarczy pamiętać o regularnym napełnianiu zbiornika np. raz w tygodniu. Im rzadziej azot jest wykorzystywany, tym większe jest ryzyko strat wynikających z jego odparowania.
Dewary są pojemnikami o dość zróżnicowanej pojemności. Mieszczą na ogół od czterech do nawet pięćdziesięciu litrów kriocieczy. Dodatkowo wyposażone mogą być w różnego rodzaju akcesoria. Warto w tym przypadku stawiać na naczynia wysokiej jakości, które pochodzą od renomowanych producentów. Zakup dewarów używanych ma sens tylko wówczas, gdy ciekły azot używany jest raczej okazjonalnie.