Для чего используют жидкий азот

Жидкий азот

Жидкий азот (ЖА, англ. Liquid nitrogen, LIN, LN2 ) — жидкость прозрачного цвета. Является одним из четырёх агрегатных состояний азота. Жидкий азот обладает удельной плотностью 0,808 г/см³, и имеет точку кипения 77,4 K (−195,75 °C). Не взрывоопасен и не ядовит.

Содержание

Хранение

Литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20 °C, образует примерно 700 литров газа. По этой причине жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с вакуумной изоляцией открытого типа или криогенных ёмкостях под давлением.

Использование

У жидкого азота немало сфер применения:

Пожаротушение

На этом же факте основан принцип тушения пожаров жидким азотом. Испаряясь, азот вытесняет кислород, необходимый для горения, и пожар прекращается. Так как азот, в отличие от воды, пены или порошка, просто испаряется и выветривается, азотное пожаротушение, наряду с углекислотным, — наиболее эффективный с точки зрения сохранности ценностей способ тушения пожаров.

Жидкий азот в масс-культуре

Мгновенная заморозка крупных объектов

Жидкий азот нередко демонстрируется в кинофильмах (Терминатор 2: Судный день, Куб Ноль) в качестве вещества, способного мгновенно заморозить достаточно крупные объекты. Это широко распространённая ошибка. Даже для замораживания цветка необходимо достаточно продолжительное время. Это связано отчасти с весьма низкой теплоёмкостью азота. По этой же причине весьма затруднительно охлаждать, скажем, замки до −196 °C и раскалывать их одним ударом, согласно одной из серий «Разрушителей Легенд» для этого требуется 5 минут.

Заморозка жидким азотом живых существ

Заморозка жидким азотом живых существ (главным образом млекопитающих) с возможностью последующей их разморозки проблематична. Проблема заключается в невозможности заморозить (и разморозить) существо достаточно быстро, чтобы неоднородность заморозки не сказалась на его жизненных функциях. Главным образом происходит обширное повреждение тканей кристаллами замерзшей воды. Даже если остановить сердцебиение на момент заморозки и заморозить живое существо без повреждений, его разморозка, достаточно длительный процесс, проходящий от поверхности внутрь тела. К моменту полной разморозки внутренней области тела, наружные ткани успевают отмереть. Поэтому заморозка и последующая разморозка с сохранением жизни возможна только с относительно небольшими по размерам живыми существами. Некоторые насекомые используют заморозку своего тела на зимнее время. Станислав Лем, фантазируя на эту тему в книге «Фиаско», придумал экстренную систему заморозки азотом, в которой шланг с азотом, выбивая зубы, вонзался в рот астронавта и внутрь его подавался обильный поток азота.

Но тем не менее заморозка людей после их смерти осуществляется несколькими крионическими компаниями, как в России, так и за рубежом.

Источник

Содержание

История открытия азота

Окончательное имя «азот» дал французский ученый Антуан Лоран Лавуазье (Antoine Laurent de Lavoisier).

Слово «азот» греческого происхождения и означает «безжизненный».

Способы получения азота

Получение N₂ в промышленных масштабах основано на производстве его из воздуха путем фракционной перегонки (см. получение азота).

Виды азота

Закись азота (N₂O) не может быть получена из газообразного кислорода и N₂, она образуется из азотнокислой соли аммония, которая при осторожном нагревании разлагается на закись азота и воду по реакции:

Газообразный азот относительно инертный по своим свойствам газ без цвета и запаха плотностью 1,25046 кг/м 3 при 0°C и давлении 101,3 кПа. Удельный объем газообразного азота равен 860,4 дм 3 /кг при давлении около 105 Па и температуре 20°C.

Но при высоких температурах ряд металлов (титан, молибден и др.) с азотом образуют нитриды, снижающие механические свойства и поэтому его концентрацию в зоне плавления стремятся ограничить.

Применение азота

Азот нашел применение во многих отраслях промышленности и ниже приведен небольшой список :

Применение азота в сварке

N₂ является инертным по отношению к меди и ее сплавам (не растворяется в меди и не реагирует с ней) даже при высоких температурах. Азот применяют, как в чистом виде, так и в составе защитного газовой смеси с аргоном Ar (70-90%) + N₂ (30-10%) для сварки меди и ее сплавов.

Возникает логичный вопрос: «Если он образует карбиды, какой смысл его использовать для сварки нержавеющих сталей, в составе которых есть карбидообразующие элементы?»

Все дело в том, что даже сравнительно небольшое содержание N₂ увеличивает тепловую мощность дуги. Именно из-за этого свойства, его чаще всего используют не для сварки, а для плазменной резки.

При сварке полуавтоматом нержавейки добавление небольшого количества азота к смеси аргона с кислородом (95-97,5% Ar, 1% O₂, 1,5-3% N₂) позволяет добиться равномерной аустенитной структуры в сварных швах. При добавлении азота более 10% начинается обильное выделение дыма, но это не оказывает какого-либо негативного влияния на качество сварного шва нержавеющей стали.

При сварке полуавтоматом малоуглеродистых сталей содержание N₂ в газовой смеси более 2% вызывает пористость при сварке в один проход. Концентрация N₂ менее 0,5% вызывает пористость в сварном шве при многопроходной сварке.

Применение смеси Ar c высоким содержанием N₂ для сварки меди и ее сплавов вызывает большое разбрызгивание металла сварочной ванны.

Вредность и опасность азота

Азот относится к нетоксичным газам, но может действовать как простой асфиксант (удушающий газ). Удушье наступает тогда, когда уровень кислорода в воздухе сокращается на 75% или становится ниже нормальной концентрации.

В больших количествах он очень вреден и опасен для организма человека.

Хранение и транспортировка азота

Выпускают азот по ГОСТ 9293 газообразным и жидким. Для сварки и плазменной резки применяют газообразный 1-го (99,6% N₂) и 2-го (99,0% N₂) сортов.

Хранят и транспортируют его в сжатом состоянии в стальных баллонах по ГОСТ 949.

Баллоны окрашены в черный цвет и надписью желтыми буквами «АЗОТ» на верхней цилиндрической части.

Характеристики азота

Характеристики N₂ указаны в таблицах ниже:

Источник

Жидкий азот. Свойства жидкого азота. Применение жидкого азота

Азот – основная составляющая атмосферы. Однако, элемент бывает не только газообразным. При сгущении азот превращается в жидкость. Она не имеет цвета и запаха.

Для получения одного литра жидкого азота требуется 700 литров газа. Благо, в атмосфере его почти 80%. Есть из чего делать субстанцию, нашедшую применение в медицине, кулинарии, сфере фокусов. Итак, герой статьи – жидкий азот. Начнем знакомство с его свойств.

Физические и химические свойства жидкого азота

Температура жидкого азота может быть разной. Но, хранят вещество при минус 200-от градусах Цельсия и ниже. При минус 195-ти жидкость закипает. При комнатной температуре вещество испаряется, переходя обратно в газ.

Чтобы поддерживать низкую температуру азота, его помещают в сосудах Дьюара. Они похожи на большие термосы, сохраняют содержимое нагретым или охлажденным за счет хорошей теплоизоляции. Объем агрегатов – от 6-ти до 40-ка литров. Если нужны меньшие количества жидкости, пользуются обычным термосом.

Жидкий азот купить бывает нужно постановщикам кинотрюков. В фильмах частенько промелькивают сцены мгновенной заморозки крупных объектов. Однако, в реальных условиях подводит малая теплоемкость вещества.

На заморозку цветка и то уходит около 20-30-ти секунд. Если же нужно разрушить, к примеру, замок на двери, придется потратить столько же минут. В кино же засовы замораживают и раскалывают в считанные мгновения.

Если тело объемно, его охлаждение проходит не только долго, но и неравномерно. Поэтому, проблематично внедрение криозаморозки животных и людей. Это еще один сюжет для фильмов и заманчивая идея для ученых и неизлечимо больных. Человек готов пробыть в состоянии анабиоза десятилетия, дабы вернутся к жизни лишь тогда, когда с его недугом научатся бороться.

Азот – греческое слово переводится как «безжизненный». Название связано не с низкими температурами хранения вещества, а отсутствием у него цвета, запаха и реакций с другими элементами. В частности, жидкий азот не поддерживает горение. Взаимодействие с кислородом может состояться только при температуре в тысячи градусов.

Сложность, а в большинстве случаев невозможность реакций с жидким азотом поддерживается его устойчивостью к взрывам. Инертность вещества выражается и в нетоксичности. Поэтому, добыча жидкого азота – производство не опасное. Единственное, что грозит специалистам – обморожение. Чтобы извлечь азот из атмосферы и сгустить нужны низкие температуры. Нюансы процесса, далее.

Добыча жидкого азота

Где купить жидкий азот? Можно приобрести у производителя. Существуют специальные азотодобывающие станции. Предприятия оснащены мощными компрессорами. Они захватывают атмосферный воздух и подают его в детандер. Действие этого агрегата противоположно работе компрессора.

В детандере воздух перемещает поршни, охлаждаясь при этом. В ректификационных колонках температуру доводят до минус 183-х градусов Цельсия.

Это показатель сжижения кислорода. На него приходятся почти все 20% воздуха, не занятые азотом. Остается слить жидкость и опустить температуру еще ниже, чтобы агрегатное состояние сменил уже сам азот.

Ожог жидким азотом

Из детандеров жидкий азот сливают в сосуды Дьюара. В них жидкость хранится до 35-ти суток. Если по близости нет производства, купить продукт можно на кислородной станции. Там предлагают большие объемы сжиженного газа.

Но, есть фирмы, торгующие емкостями от 5-ти литров. Такие приобретают, к примеру, косметические салоны. Зачем жидкий азот нужен им и где пригождается еще, расскажем в следующей главе.

Применение жидкого азота

Салоны красоты медицинские центры предлагают удаление бородавок жидким азотом. Вещество вызывает деструкцию, то есть разрушение и гибель тканей. К ней приводит направленное воздействие на образование в течение примерно 30-ти секунд.

Удаление жидким азотом сродни прижиганию, только к коже подносят не раскаленный металл, а ватный аппликатор. Его предварительно помещают в емкость со сжиженным газом. Так может быть удалена и папиллома. Жидкий азот испаряется с аппликатора через 15-20 секунд. Поэтому, в термос палочку с ватной головкой опускают 2-3 раза.

Убирают кожные образования, не просто прикасаясь к ним, а слегка надавливая. Так прижигание жидким азотом проходит быстрее и эффективнее. На достижение результата указывает белый цвет бородавки и венчика в 1 миллиметр близ нее. Важно, чтобы ореол не был шире, ведь там уже здоровые ткани.

Заморозку рекомендуют и при диагнозе эрозия. Жидким азотом ее прижигают быстро и безболезненно для женщины. Не секрет, что охлажденные ткани нечувствительны, нейронные связи нарушаются. Привлекательно и быстрое заживление. Оно снижает риск рецидива.

Лечение жидким азотом связано не только с умерщвлением тканей. Кратковременное воздействие приводит лишь к сужению сосудов. Как только 10-15 секунд холода минуют, они вновь расширяются. Это укрепляет стенки сосудов, избавляет от так называемых звездочек. После жидкого азота снижается риск тромбоза. Медики называют процедуру криомассажем.

Нужен жидкий азот в аптеке? Есть такие предложения. Нередко запасы газа имеются и у пожарных. Газ позволяет потушить пламя, не нанеся урон имуществу. Вода его заливает, пена въедается в поверхности. Азот же попросту вытесняет кислород, делая горение невозможным.

Помните, что в 1 литре сжиженного газа 700 обычных литров? Быстро расширяясь при повышенных температурах, жидкий азот образует над пожарищем своеобразную подушку. Пламя исчезает моментально. Минус метода – дороговизна.

Цена на жидкий азот не смущает кондитеров. Еще в начале 20-го века англичанка Агнесс Маршалл рекламировала мороженое, сделанное с помощью новой технологии. Тогда ее называли воздействием жидким воздухом. По факту же, пользовались именно азотом. Агнесс приглашала гостей, предлагала им смешать молоко, фрукты, выбранные ингредиенты.

Потом, в каждую пиалу помещали по нескольку капель сжиженного газа и перемешивали содержимое. Получалось мороженое, за которое знать готова была платить большие деньги. Любители экзотики раскошеливаются и сейчас. Есть целые сети ресторанов, предлагающие блюда, сделанные с помощью жидкого азота.

Жидкий азот – отзывы

Отзывы о ледяной жидкости неоднозначны. О фильмах уже говорилось. Киношные сюжеты вводят людей в заблуждение и те дивятся, почему у них не получаются увиденные на экране трюки. В сфере косметологии и медицине эффект от процедур нередко зависит от типа кожи. Бывают аллергические реакции, шелушения.

Резкая заморозка, к примеру, негативно влияет на иссушенные покровы. Исключительно положительные отзывы, пожалуй, касаются лишь сферы пожаротушения.

Здесь жидкий азот не приводит к негативным последствиям. Особых нареканий нет и на питание. Единственная оговорка – ледяная пища разрушает эмаль зубов. Но, это «заслуга» не сжиженного газа, а лишь температуры.

Источник

Применение азота в жидком агрегатном состоянии уместно в современной медицине, добывают эту ценную составляющую из газа. Например, чтобы получить 1 сосуд дьюара (1 литр) указанного вещества, потребуется задействовать порядком 700 литров его газообразного аналога. В современном мире продажа вещества налажена, этот компонент воздуха применяется во многих сферах жизни, в том числе и в косметологии. Прежде чем посетить аптеку, необходимо выяснить, для чего он необходим, какую роль играет для человека.

Что такое жидкий азот

Это инертный газ, который является неотъемлемой составляющей воздуха. Его вес 14, 0067 а. е. м, обозначение в формулах – N, состоит в химической таблице Менделеева. Жидкий азот – это агрегатная форма азота, для которой характерно отсутствие токсичности, коррозии, взрывоопасности при нормальных условиях, высокая температура кипения. Такой состав не будет гореть, а при тушении пожара вытесняет кислород, сокращая обширные источники огня. О свойствах химического вещества активно говорят ученые не одного поколения.

Свойства

Это инертный газ, негорючий, без цвета и запаха. В жидкой форме он будет плохо гореть, при этом склонен не только к замерзанию, но и к замораживанию, что особенно актуально для современной медицины. Весит 14, 0067 а. е. м. – легкий, под давлением поднимается вверх. При температуре от 195 градусов закипает, а заморозка происходит при температурном показателе – 200 градусов Цельсия. Свойства азота позволяют задействовать его в разных сферах жизни, при соблюдении правил безопасности. При вопросе, где купить, первым делом требуется определиться с целью приобретения.

Как делают

Добывать жидкую форму указанного соединения можно исключительно при соблюдении лабораторных условий. За основу технологичного процесса берется экзотермическая реакция разложения нитрита аммония с выделением энергии. Сначала сосуд доводят до кипения, потом охлаждают (происходит процесс кристаллизации). Второй метод заключается во фракционной перегонке жидкого воздуха атмосферы. Повторить такие опыты в домашней обстановке не предоставляется возможным даже при наличии соответствующего образования – не те условия.

Применение азота

Жидкая форма этого химического элемента нашла свое применение сразу в нескольких направлениях, например, ее активно задействуют при удалении папиллом и бородавок, проведении ряда хирургических манипуляций, для создания зрелищных кинотрюков в мировом кинематографе. Говорить о применении азота можно часами, поэтому ниже представлены самые актуальные и востребованные направления:

В промышленности

Прежде чем заказать такой уникальный продукт, важно определиться с условиями хранения. Закрытые помещения категорически запрещены в качестве хранилища, должна присутствовать мощная вентиляция. Liquid nitrogen положено хранить холодным в контейнерах, которые должны занимать только вертикальное положение. Для бытовых целей уместно сжижение вещества в китайский обыкновенный термос.

Применение азота в промышленности актуально при работе с оборудованием, которое под воздействием нагрузки постепенно нагревается. Жидкая форма указанного микроэлемента способствует естественному охлаждению техники. Азот может использоваться другими направлениями производства. Это:

создание инертной среды емкостей для предстоящей транспортировки природного газа;

В косметологии

Использование этого химического элемента в современной косметологии уместно благодаря высокой температуре кипения. Он служит для заправки медицинского оборудования, основное направление которого – криотерапия. При отсутствии противопоказаний несет колоссальную пользу для здоровья и эстетической привлекательности кожных покровов. В косметологии вещество необходимо для быстрого и безболезненного выведения папиллом и бородавок. Применять его свойства и характеристики можно и в следующих направлениях:

устранение угревой сыпи и розовых прыщей;

В медицине

В аптеке баллон с таким элементом таблицы Менделеева сложно достать, заказать жидкость через интернет тоже не всегда предоставляется возможность. Использование рекомендовано только в условиях стационара под строгим врачебным контролем. Помимо дерматологии, элемент используют и для других областей, например, он является частью обезболивающего комплекса, улучшает восстановление в послеоперационном периоде. Применение азота в медицине предусматривает и другие, не менее актуальные направления:

лечение жирной кожи, чистка лица от симптомов акне, угревой сыпи;

Лечение

Если заказать нитроген с доставкой на дом, желаемого результата после пройденного курса может не быть. Получение лечебного эффекта остается все равно под вопросом, поскольку поверхностное самолечение сомнительно по отношению к положительной динамике недуга. Лечение должно быть в полном объеме назначено после диагностики лечащим врачом, при этом будет стоить дорого.

Если купить вещество в аптеке, можно взять нитрогениум на вату и заморозить бородавку, но при этом не дотрагиваться до здоровой кожи. Узнавая о таком стремительном результате, многие пациенты оживленно интересуются, сколько стоит жидкий азот в аптеке. Уколы с веществом не только убирают боль, но и способны сделать дерму здоровой, молодой, обновленной.

Прежде чем купить для косметологии или терапевтических целей, требуется ознакомиться с противопоказаниями (откуда можно ждать ухудшения общего самочувствия). Если ограничений не наблюдается, поставки элемента налажены в Москве, Санкт-Петербурге и не только. Стоимость зависит от процедуры, которую предстоит пережить пациентке. Сеанс криомассажа можно получать по расценкам от 500 рублей, прижигание эрозии шейки матки – от 1 000 рублей. Цены обусловлены зоной, которая требует лечения.

Видео

Источник

Жидкий азот

Жидкий азот.

Жидкий азот – бесцветная прозрачная жидкость, без запаха. Является одним из четырёх агрегатных состояний азота. Имеет температуру кипения 77,35 К (-195,8 о С).

Жидкий азот, свойства, характеристики и температура жидкого азота:

Жидкий азот имеет температуру кипения 77,35 К (-195,8 о С) при давлении 101,3 кПа и удельный объем 1,239 дм 3 /кг при той же температуре и давлении, т.е. при температуре 77,35 К и давлении 101,3 кПа.

Жидкий азот обладает удельной плотностью 0,808 г/см³.

Жидкий азот не взрывоопасен и не ядовит.

По физико-химическим показателям жидкий азот (а также газообразный азот) в соответствии с ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) должен соответствовать следующим нормам:

Жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с вакуумной изоляцией открытого типа или криогенных ёмкостях под давлением.

Жидкий азот – низкокипящая жидкость, которая может вызвать обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз. При отборе проб жидкого азота необходимо работать в защитных очках.

Накопление газообразного азота вызывает явление кислородной недостаточности и удушья. Содержание кислорода в воздухе рабочей зоны должно быть не менее 19% (по объему).

При повышении в жидком азоте содержания кислорода до 30% (по объему) (например, в результате испарения жидкого азота) возможно образование пожаро-, взрывоопасных смесей с органическими веществами. Поэтому в ваннах или других открытых сосудах, предназначенных для проведения работ в среде жидкого азота, присутствие масел, органических растворителей и других пожаро-, взрывоопасных веществ недопустимо.

Перед использованием и проведением работ с применением жидкого азота должна проводиться проверка содержания в нем кислорода.

Слив жидкого азота должен проводиться в специально отведенных местах, не имеющих покрытий из асфальта, дерева или других органических материалов. ( см. ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) ).

Впервые жидкий азот получен Раулем Пикте.

Применение жидкого азота:

Жидкий азот используется в различных отраслях народного хозяйства и быту:

– при глубокой заморозке различных материалов, в том числе органических ;

– для охлаждения различного оборудования и техники;

– в медицине для хранения клеток, органов и тканей при помощи криоконсервации,

для криодеструкции (разрушения пораженных участков тканей и органов), например, для удаления бородавок, папиллом и патологических тканей, для проведения косметических процедур «криованна» и «криомассаж» (воздействие холодом на кожу);

– для проведения различных научных исследований в научно-исследовательских лабораториях, учебных заведениях и организациях.

Источник