Der flüssige Stickstoff wird das Gas Distickstoff unterhalb seines Siedepunktes abgekühlt wird, bei 77,36 K ( -195,79 ° C ) unter einem Druck von einer Atmosphäre (atm). Es sieht aus wie eine klare Flüssigkeit, aus der weiße Dämpfe entweichen. Die Stickstoff- Flüssigkeit zum ersten Mal in Form eines Nebels von dem Chemiker und kondensierte Physiker Französisch Louis Paul Cailletet in 1877 , dann ein paar Tage später von dem Schweizeren Physiker Raoul Pictet wurde in mehr stabil erhalten 1883 von polnischen Wissenschaftlern Karol Olszewski und Zygmunt Wróblewski an der Universität Krakau ( Uniwersytet Jagielloński ) ist eine sehr verbreitete kryogene Flüssigkeit , sowohl in der wissenschaftlichen Forschung als auch in der Industrie, insbesondere aufgrund ihrer geringen Kosten (ab 1 (etwa fünf Cent pro Liter oder etwa fünfzig) mal weniger als flüssiges Helium ).
Es wird beispielsweise in den Biowissenschaften verwendet, um biologisches Material bei einer sehr kalten Temperatur zu lagern oder zu mahlen, bei der die Wirkung von Enzymen stark gehemmt wird.
Es wird in isothermen Zylindern gelagert, die für diese Verwendung reserviert sind. Der Dewar wird üblicherweise in Laboratorien zur Speicherung von flüssigem Stickstoff verwendet. Die hervorragende Isolierung dieses Gefäßes führt zu einem sehr langsamen „Kochen“, was eine lange Konservierung des flüssigen Stickstoffs ermöglicht und teure Kühlgeräte vermeidet .
Die Dichte von flüssigem Stickstoff hängt von Temperatur und Druck ab. Beim Gleichgewichtsdruck zwischen Flüssigkeit und Gas werden folgende Werte angenommen:
Der Siedepunkt von Stickstoff beträgt 77,36 K unter einem Druck von einer Atmosphäre und steigt mit dem Druck an.
Flüssiger Stickstoff wird im medizinischen Bereich zur Behandlung von Warzen , Tumoren (gutartig oder bösartig: Hautkrebs ), zur Erhaltung von Geweben , Eizellen , Embryonen , Spermien oder Knochenmark verwendet . Jeder Zelltyp muss mit einer bestimmten Abkühlrate eingefroren werden. Aus diesem Grund ist es Forschern noch nicht gelungen, ganze Organe, die aus mehreren Zellgeweben bestehen, einzufrieren, ohne sie zu zerstören.
Die sehr niedrige Temperatur von flüssigem Stickstoff verhindert die Funktion von Enzymen, die in der Lage sind, die DNA, RNA oder Proteine, die wir extrahieren möchten, abzubauen, bis wir in der Lage sind, Inhibitoren dieser Enzyme in das nach dem Mahlen erhaltene Pulver in das Herz von Zellen zu setzen .
Bei Pflanzenproben wird das Mahlen fortgesetzt, bis ein weißlich-grünes Pulver erhalten wird (falls erforderlich, wird eine kleine Menge Stickstoff hinzugefügt, um das Mahlen fortzusetzen).
Flüssiger Stickstoff wird zum schnellen Einfrieren ( Tiefkühlen ) und zur Konservierung von Lebensmitteln verwendet.
Menschen, insbesondere Hervé This , haben die Verwendung von flüssigem Stickstoff als alternatives Mittel zur Herstellung von Eis vorgeschlagen, ohne dass eine Eismaschine die Bildung von Eiskristallen begrenzen muss.
Flüssiger Stickstoff wird verwendet für:
Flüssiger Stickstoff ist ein Herstellungsabfall aus flüssigem Sauerstoff und ist recht kostengünstig. Einige Forscher haben die Idee entwickelt, es als Energiequelle zu nutzen, um ein Fahrzeug durch einfaches Entspannen in einem Zylinder zu bewegen.
Flüssiger Stickstoff wird auch zur extremen Kühlung von Prozessoren ( Extremkühlung ) verwendet, um Übertaktungsaufzeichnungen zu erzielen .
Flüssiger Stickstoff kann auch als Insektizid gegen kriechende Schädlinge wie Kakerlaken oder Kakerlaken verwendet werden. Das Verfahren ist einfach, erfordert jedoch unendlich viele Vorsichtsmaßnahmen. Der Techniker bohrt Löcher in die Trennwände infizierter Häuser und gießt dann flüssigen Stickstoff hinein. Der Stickstoff verdunstet und kühlt die Atmosphäre erheblich, wodurch die Insekten an Ort und Stelle gekühlt werden und sofort sterben. Dieses Verfahren ist selten, aber effektiv; es wird in den Vereinigten Staaten verwendet,
Mit der Verwendung von flüssigem Stickstoff (oder beispielsweise von flüssigem Helium) sind zwei Hauptrisiken verbunden:
1. Verbrennungsgefahr durch Kälte oder kryogene Verbrennungen.
2. Risiko einer Anoxie : Es muss sichergestellt werden, dass die Belüftung des Raums, in dem flüssiger Stickstoff gespeichert oder verwendet wird, ausreichend ist, da flüssiger Stickstoff selbst in einer isothermen Flasche verdampft und eine große Menge Stickstoffgas erzeugt, das reduziert werden kann der Anteil von Disauerstoff in der Umgebungsluft auf engstem Raum, daher das Risiko einer Erstickung oder vielmehr einer Anoxie . Um die beteiligten Gasmengen besser zu verstehen, kann angegeben werden, dass 1 l flüssiger Stickstoff durch Verdampfen bei Raumtemperatur leicht fast 0,7 m 3 ( 700 Liter) gasförmigen Stickstoff freisetzen kann. Das Risiko besteht darin, dass in einer leicht begrenzten Stickstoffatmosphäre die Atmung nicht mehr mit Sauerstoff versorgt wird . Es stellt sich heraus, dass die Abnahme des Sauerstoffs in der eingeatmeten Luft kein Erstickungsgefühl hervorruft: Letzteres ist nur auf die Zunahme des Kohlendioxids im Blut zurückzuführen, und die Beseitigung des letzteren funktioniert auch bei sauerstoffarmen Personen noch Atmosphäre. Daher verursacht Anoxie eine Synkope und dann den Tod ohne Warnzeichen . Aus diesem Grund muss ein Oximeter , das an einen leistungsstarken akustischen und optischen Alarm angeschlossen ist , unbedingt in der Nähe eines Lager- und Probenahmestandorts installiert werden .
Folglich ist es obligatorisch, Piktogramme in Bezug auf diese Risiken an Anlagen (Zylindern, Tanks usw.) und Räumlichkeiten anzubringen .
Wenn ein Behälter, der flüssigen Stickstoff enthält, in der Umgebungsluft belassen wird, führt das Verdampfen des flüssigen Stickstoffs zur Kondensation des Umgebungssauerstoffs. Sie sollten daher vorsichtig sein, wenn Sie die Behälter lange Zeit im Freien lassen, da die Flüssigkeit im Inneren möglicherweise durch flüssigen Sauerstoff ersetzt wurde und alle mit flüssigem Sauerstoff verbundenen Brandgefahren bestehen. Flüssiger Sauerstoff hat eine sehr leicht bläuliche Farbe und eine Temperatur von 90,188 K ( –182,96 ° C ).