Ciekły azot: otrzymywanie i zastosowanie, właściwości chemiczne

Jednym z pierwiastków, który występuje praktycznie wszędzie na ziemi, jest azot. W postaci gazowej bowiem stanowi prawie 80 % objętości powietrza. Nic więc dziwnego, że już wiele lat temu podjęto działania, mające na celu odkrycie praktycznych właściwości azotu i poszerzenie zakresu jego zastosowania.

Dzisiaj, dzięki odkryciu polskich naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego dokonanym pod koniec XIX w., zastosowanie ciekłego azotu w nauce i praktyce gwałtownie rośnie, szczególnie w ostatnich dekadach. Dzięki swoim właściwościom stał się on podstawową substancją wykorzystywaną w kriogenice (nauka zajmująca się badaniem poszczególnych substancji i ciał pod wpływem ekstremalnie niskich temperatur). W rezultacie można go spotkać w wielu gałęziach przemysłu, jak również medycynie.

Ze względu na temperaturę tej substancji, ciekły azot przechowuje się w specjalnych pojemnikach, zwanych naczyniami Dewara.

Jak otrzymać ciekły azot

„Materiałem”, z którego otrzymuje się ciekły azot, jest przede wszystkim powietrze. Metoda powstawania opisywanej przez nas substancji składa się z kilku kroków.

Po pierwsze odpowiednią ilość powietrza spręża się w specjalnym urządzeniu. Następnie z powstałej mieszanki usuwa się zanieczyszczenia. Po ukończeniu tego procesu stopniowo odprowadza się ciepło z urządzenia, co powoduje skroplenie gazu.

Właściwości

Ciekły azot jest substancją bezbarwną, pozbawioną smaku oraz zapachu. Nie wchodzi w reakcje z innymi substancjami, a także nie ulega spalaniu. W przypadku tego skroplonego pierwiastka temperatura wrzenia wynosi 77,2 K (-195,8°C), krzepnięcia natomiast 63,2 K (-210°C). W rezultacie, a by utrzymywać stan ciekły tego pierwiastka, należy go przechowywać w odpowiednio niskiej temperaturze (umożliwiają to między innymi tzw. naczynia Dewara).

Dzięki tym właściwościom skroplony azot, razem z ciekłym tlenem, wodorem i helem, zalicza się do grupy cieczy kriogenicznych.

Zastosowanie

Ze względu na niezwykle szeroki zakres wykorzystania ciekłego azotu, istnieje odrębna dziedzina nauki, zajmująca się wskazaniami do stosowania tego rodzaju substancji. Jest to kriotechnika. W ostatnich czasach staje się ona coraz bardziej znana i wprowadzana do kolejnych gałęzi przemysłu. Póki co obejmuje ona przede wszystkim kilka kierunków:

  • medycyna – krioterapia, kriochirurgia i dermatologia,
  • laboratoria medyczne i biologiczne – skroplony azot pozwala na długotrwałe przechowywanie materiału biologicznego w naczyniach Dewara,
  • przemysł spożywczy – substancja ta najczęściej pozwala na szybkie zamrożenie amorficzne danego artykułu, nie zmieniając jednak jego właściwości – konsystencji, jędrności, smaku i zapachu,
  • obróbka metali – świetnie sprawdza się przy przecinaniu blach stalowych i wielu innych.

Podsumowanie

Patrząc na tak wielkie i różnorodne bogactwo zastosowań możemy się spodziewać, że jesteśmy świadkami początku ery ciekłego azotu, który z pewnością przyczyni się do rozwoju medycyny, techniki czy badań laboratoryjnych.

do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony