Fakten zu flüssigem Stickstoff

Flüssiger Stickstoff ist eine Form des Elements Stickstoff, das kalt genug ist, um in flüssigem Zustand zu existieren, und wird für viele Kühl- und Tieftemperaturanwendungen verwendet. Hier einige Fakten zu flüssigem Stickstoff und wichtige Informationen zum sicheren Umgang damit.

Fakten zu flüssigem Stickstoff

• Flüssiger Stickstoff ist die verflüssigte Form des Elementstickstoffs, der kommerziell durch fraktionierte Destillation flüssiger Luft hergestellt wird. Wie Stickstoffgas besteht es aus zwei Stickstoffatomen, die sich kovalente Bindungen teilen (N₂).
• Manchmal wird flüssiger Stickstoff als LN bezeichnet₂, LN oder LIN.
• Eine UN-Nummer (UN oder UNID) ist ein vierstelliger Code, mit dem brennbare und schädliche Chemikalien identifiziert werden. Flüssiger Stickstoff wird als UN-Nummer 1.977 identifiziert.
• Bei Normaldruck siedet flüssiger Stickstoff bei 77 K (–195,8 ° C oder –320,4 ° F).
• Das Expansionsverhältnis von Stickstoff zu Gas beträgt 1: 694, was bedeutet, dass flüssiger Stickstoff siedet, um ein Volumen sehr schnell mit Stickstoffgas zu füllen.
• Stickstoff ist ungiftig, geruchlos und farblos. Es ist relativ inert und nicht brennbar.
• Stickstoffgas ist etwas leichter als Luft, wenn es Raumtemperatur erreicht. Es ist schwer wasserlöslich.
• Stickstoff wurde erstmals am 15. April 1883 von den polnischen Physikern Zygmunt Wróblewski und Karol Olszewski verflüssigt.
• Flüssiger Stickstoff wird in speziellen isolierten Behältern gelagert, die entlüftet werden, um einen Druckaufbau zu verhindern. Je nach Ausführung des Dewargefäßes kann es stundenlang oder bis zu einigen Wochen gelagert werden.
• LN2 zeigt den Leidenfrost-Effekt, das heißt, es kocht so schnell, dass es Oberflächen mit einer isolierenden Stickstoffschicht umgibt. Aus diesem Grund huschen verschüttete Stickstofftröpfchen über den Boden.

Sicherheit von flüssigem Stickstoff

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Bei der Arbeit mit flüssigem Stickstoff sind die folgenden Sicherheitsvorkehrungen von größter Bedeutung:

• Flüssiger Stickstoff ist kalt genug, um bei Kontakt mit lebendem Gewebe schwere Erfrierungen zu verursachen. Sie müssen beim Umgang mit flüssigem Stickstoff geeignete Schutzausrüstung tragen, um den Kontakt mit oder das Einatmen von extrem kaltem Dampf zu verhindern. Haut abdecken und isolieren, um Exposition zu vermeiden.
• Da es so schnell siedet, kann der Phasenübergang von Flüssigkeit zu Gas sehr schnell einen hohen Druck erzeugen. Schließen Sie flüssigen Stickstoff nicht in einen verschlossenen Behälter ein, da er platzen oder explodieren kann.
• Durch Zugabe großer Mengen Stickstoff in die Luft wird die relative Sauerstoffmenge verringert, was zu einem Erstickungsrisiko führen kann. Kaltes Stickstoffgas ist schwerer als Luft, daher ist das Risiko in Bodennähe am größten. Verwenden Sie flüssigen Stickstoff an einem gut belüfteten Ort.
• In Behältern mit flüssigem Stickstoff kann sich Sauerstoff ansammeln, der aus der Luft kondensiert. Beim Verdampfen des Stickstoffs besteht die Gefahr einer starken Oxidation organischer Stoffe.

Flüssiger Stickstoff verwendet

Flüssiger Stickstoff hat viele Verwendungsmöglichkeiten, hauptsächlich aufgrund seiner kalten Temperatur und geringen Reaktivität. Beispiele für häufige Anwendungen sind:

• Einfrieren und Transportieren von Lebensmitteln
• Die Kryokonservierung von biologischen Proben wie Spermien, Eiern und tiergenetischen Proben
• Verwendung als Kühlmittel für Supraleiter, Vakuumpumpen und andere Materialien und Geräte
• Verwendung in der Kryotherapie zur Beseitigung von Hautanomalien
• Die Abschirmung von Materialien vor Sauerstoffexposition
• Das schnelle Einfrieren von Wasser oder Rohren, um Arbeiten an ihnen zu ermöglichen, wenn keine Ventile verfügbar sind
• Eine Quelle für extrem trockenes Stickstoffgas
• Das Branding von Rindern
• Die molekulare gastronomische Zubereitung ungewöhnlicher Speisen und Getränke
• Das Abkühlen von Werkstoffen erleichtert die spanende Bearbeitung oder das Brechen
• Wissenschaftliche Projekte, darunter das Zubereiten von Eis mit flüssigem Stickstoff, das Erzeugen von Stickstoffnebel und das Einfrieren von Blumen und das anschließende Zersplittern der Blüten, wenn auf eine harte Oberfläche geklopft wird.