Datos, Seguridad y Usos del Nitrógeno Líquido

El nitrógeno líquido es una forma del elemento nitrógeno que es lo suficientemente fría como para existir en estado líquido y se utiliza para muchas aplicaciones de refrigeración y criogénicas. Aquí hay algunos datos sobre el nitrógeno líquido e información crucial sobre cómo manejarlo de manera segura, incluyendo detalles sobre a qué temperatura hierve el nitrógeno líquido.

Datos sobre el Nitrógeno Líquido

• El nitrógeno líquido es la forma licuada del elemento nitrógeno que se produce comercialmente mediante la destilación fraccionada de aire líquido. Al igual que el gas nitrógeno, consta de dos átomos de nitrógeno que comparten enlaces covalentes (N₂).
• A veces, el nitrógeno líquido se denota como LN₂, LN, o LIN.
• Un número de las Naciones Unidas (ONU o UNID) es un código de cuatro dígitos que se utiliza para identificar productos químicos inflamables y nocivos. El nitrógeno líquido se identifica con el número ONU 1.977.
• Es fundamental conocer a qué temperatura hierve el nitrógeno líquido, que a presión normal es a 77 K (-195,8° C o -320,4° F).
• La relación de expansión de nitrógeno líquido a gas es de 1:694, lo que significa que el nitrógeno líquido se expande para llenar un volumen con gas nitrógeno muy rápidamente cuando hierve.
• El nitrógeno no es tóxico, inodoro e incoloro. Es relativamente inerte y no es inflamable.
• El gas nitrógeno es ligeramente más ligero que el aire cuando alcanza la temperatura ambiente. Es ligeramente soluble en agua.
• El nitrógeno fue licuado por primera vez el 15 de abril de 1883 por los físicos polacos Zygmunt Wróblewski y Karol Olszewski.
• El nitrógeno líquido se almacena en recipientes aislados especiales que se ventilan para evitar la acumulación de presión. Dependiendo del diseño del matraz Dewar, se puede almacenar durante horas o hasta unas pocas semanas.
• LN2 muestra el efecto Leidenfrost, lo que significa que hierve tan rápidamente que rodea las superficies con una capa aislante de gas nitrógeno. Esta es la razón por la cual las gotas de nitrógeno derramadas se deslizan por el piso.

Seguridad del Nitrógeno Líquido

Cuando se trabaja con nitrógeno líquido, es crucial tomar precauciones de seguridad para manejarlo correctamente, especialmente teniendo en cuenta la temperatura a la que hierve el nitrógeno líquido:

• El nitrógeno líquido es lo suficientemente frío como para causar congelación severa al entrar en contacto con tejido vivo. Debe usar equipo de seguridad adecuado cuando manipule nitrógeno líquido para evitar el contacto o la inhalación del vapor extremadamente frío. Cubra y aísle la piel para evitar la exposición.
• Beber nitrógeno líquido puede ser letal. Si bien congela los tejidos, el verdadero problema es la rápida expansión del líquido a un gas, lo cual ocurre a la temperatura a la que hierve el nitrógeno líquido, rompiendo el tracto gastrointestinal.
• Debido a que hierve tan rápidamente, la transición de fase de líquido a gas puede generar mucha presión muy rápidamente. No encierre nitrógeno líquido en un recipiente sellado, ya que esto puede provocar una explosión o una explosión.
• La adición de grandes cantidades de nitrógeno al aire reduce la cantidad relativa de oxígeno, lo que puede resultar en un riesgo de asfixia. El gas nitrógeno frío es más pesado que el aire, por lo que el riesgo es mayor cerca del suelo. Use nitrógeno líquido en un área bien ventilada.
• Los recipientes de nitrógeno líquido pueden acumular oxígeno que se condensa del aire. A medida que el nitrógeno se evapora, existe el riesgo de una oxidación violenta de la materia orgánica.

Usos del Nitrógeno Líquido

El nitrógeno líquido tiene muchos usos, principalmente basados en su baja temperatura y baja reactividad. Ejemplos de aplicaciones comunes incluyen:

• Congelación y transporte de productos alimenticios
• La crioconservación de muestras biológicas, como esperma, óvulos y muestras genéticas animales
• Uso como refrigerante para superconductores, bombas de vacío y otros materiales y equipos
• Uso en crioterapia para eliminar anomalías de la piel
• El blindaje de los materiales de la exposición al oxígeno
• La congelación rápida de agua o tuberías para permitir el trabajo en ellas cuando las válvulas no están disponibles
• Una fuente de gas nitrógeno extremadamente seco
• La marca del ganado
• La gastronomía molecular preparación de alimentos y bebidas inusuales
• El enfriamiento de materiales para facilitar el mecanizado o la fractura
• Proyectos científicos, incluida la fabricación de helados de nitrógeno líquido, la creación de niebla de nitrógeno y la congelación instantánea de flores y, posteriormente, verlos romperse cuando se golpean sobre una superficie dura.

Fuentes

• Henshaw, D. G.; Hurst, D. G.; Pope, N. K. (1953). "Estructura del Nitrógeno Líquido, Oxígeno y Argón por Difracción de Neutrones". Revisión Física. 92 (5): 1229–1234. doi: 10.1103 / PhysRev.92.1229
• Tilden, William Augustus (2009). Una Breve Historia del Progreso de la Química Científica en Nuestros Tiempos. BiblioBazaar, LLC. ISBN 978-1-103-35842-7.
• Wallop, Harry (9 de octubre de 2012). "El lado oscuro de los cócteles de nitrógeno líquido". The Daily Telegraph.