Feiten over vloeibare stikstof

Vloeibare stikstof is een vorm van het element stikstof dat koud genoeg is om in vloeibare toestand te bestaan en wordt gebruikt voor vele koel- en cryogene toepassingen. Hier zijn enkele feiten over vloeibare stikstof en cruciale informatie over veilig omgaan met stikstof.

Feiten over vloeibare stikstof

Vloeibare stikstof is de vloeibare vorm van het element stikstof dat commercieel wordt geproduceerd door de fractionele destillatie van vloeibare lucht. Net als stikstofgas bestaat het uit twee stikstofatomen die covalente bindingen delen (N₂).
Soms wordt vloeibare stikstof aangeduid als LN₂, LN of LIN.
Een United Nations Number (UN of UNID) is een viercijferige code die wordt gebruikt om brandbare en schadelijke chemicaliën te identificeren. Vloeibare stikstof wordt geïdentificeerd als UN-nummer 1.977.
Bij normale druk kookt vloeibare stikstof bij 77 K (−195.8 ° C of −320.4 ° F).
De expansieverhouding van stikstof tot gas van stikstof is 1: 694, wat betekent dat vloeibare stikstof kookt om een volume zeer snel met stikstofgas te vullen.
Stikstof is niet giftig, geurloos en kleurloos. Het is relatief inert en niet brandbaar.
Stikstofgas is iets lichter dan lucht wanneer het op kamertemperatuur komt. Het is lichtjes oplosbaar in water.
Stikstof werd voor het eerst vloeibaar gemaakt op 15 april 1883 door Poolse fysici Zygmunt Wróblewski en Karol Olszewski.
Vloeibare stikstof wordt opgeslagen in speciale geïsoleerde containers die worden ontlucht om drukopbouw te voorkomen. Afhankelijk van het ontwerp van de Dewar-fles, kan deze uren of tot enkele weken worden bewaard.
LN2 vertoont het Leidenfrost-effect, wat betekent dat het zo snel kookt dat het oppervlakken omringt met een isolerende laag stikstofgas. Dit is de reden waarom gemorste stikstofdruppeltjes over een vloer scheren.

Veiligheid van vloeibare stikstof

choja / Getty Images

Bij het werken met vloeibare stikstof is het nemen van veiligheidsmaatregelen van het grootste belang:

Vloeibare stikstof is koud genoeg om ernstige bevriezing te veroorzaken bij contact met levend weefsel. U moet bij het hanteren van vloeibare stikstof de juiste veiligheidsuitrusting dragen om contact of inademing van de extreem koude damp te voorkomen. Bedek en isoleer de huid om blootstelling te voorkomen.
Omdat het zo snel kookt, kan de fase-overgang van vloeistof naar gas zeer snel veel druk genereren. Sluit vloeibare stikstof niet in een afgesloten container in, omdat dit kan barsten of een explosie kan veroorzaken.
Het toevoegen van grote hoeveelheden stikstof aan de lucht vermindert de relatieve hoeveelheid zuurstof, wat kan leiden tot een verstikkingsgevaar. Koud stikstofgas is zwaarder dan lucht, dus het risico is het grootst bij de grond. Gebruik vloeibare stikstof in een goed geventileerde ruimte.
Containers met vloeibare stikstof kunnen zuurstof verzamelen die wordt gecondenseerd uit de lucht. Terwijl de stikstof verdampt, bestaat er een risico op gewelddadige oxidatie van organisch materiaal.

Gebruik van vloeibare stikstof

Vloeibare stikstof heeft veel toepassingen, voornamelijk op basis van zijn koude temperatuur en lage reactiviteit. Voorbeelden van veel voorkomende toepassingen zijn:

Het invriezen en transporteren van levensmiddelen
De cryopreservatie van biologische monsters, zoals sperma, eieren en genetische monsters van dieren
Gebruik als koelmiddel voor supergeleiders, vacuümpompen en andere materialen en apparatuur
Gebruik in cryotherapie om huidafwijkingen te verwijderen
Afscherming van materialen tegen blootstelling aan zuurstof
Het snel bevriezen van water of leidingen om eraan te werken wanneer kleppen niet beschikbaar zijn
Een bron van extreem droog stikstofgas
De branding van vee
De bereiding van moleculaire gastronomie van ongewone voedingsmiddelen en dranken
Het koelen van materialen voor eenvoudiger bewerken of breken
Wetenschapsprojecten, waaronder het maken van vloeibaar stikstofijs, het creëren van stikstofmist en het invriezen van bloemen en het vervolgens bekijken hoe ze versplinteren wanneer ze op een hard oppervlak worden getikt.

Wetenschap