ГлавнаяРазноеПервым получил жидкий азот

Жидкий азот. От Фарадея до цифрового века. Краткая история технологии. Первым получил жидкий азот


Жидкий азот Википедия

Жидкий азот в кружке.

Жидкий азот — прозрачная жидкость. 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. Впервые получен Раулем Пикте.

Хранение

Заполнение сосуда Дьюара жидким азотом из бака

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.

В технике и на производстве:

  • используется для криогенной резки;
  • при глубокой заморозке различных материалов, в том числе органических;
  • для охлаждения различного оборудования и техники;
  • в оверклокинге, для охлаждения компонентов компьютера при экстремальном разгоне;

В строительстве:

  • Для замораживания водонасыщенных грунтов при строительстве подземных сооружений.[1]

В медицине:

  • для хранения клеток, органов и тканей при помощи криоконсервации
  • для криодеструкции (разрушения пораженных участков тканей и органов), например, для удаления бородавок
  • для косметической процедуры «криованна» (воздействие холодом на кожу)

В пожаротушении:

  • Испаряясь, азот охлаждает очаг возгорания и вытесняет кислород, необходимый для горения, поэтому 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 массовой 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, замки́ до −196 °C и раскалывать их одним ударом, согласно одной из серий «Разрушителей Легенд» для этого требуется 25 минут.

Заморозка жидким азотом живых организмов

Заморозка жидким азотом живых организмов (главным образом млекопитающих) с возможностью последующей их разморозки проблематична. Проблема заключается в невозможности заморозить (и разморозить) организм достаточно быстро, чтобы неоднородность заморозки не сказалась на его жизненных функциях. Главным образом происходит обширное повреждение тканей кристаллами замёрзшей воды. Даже если остановить сердцебиение на момент заморозки и заморозить живое существо без повреждений, его разморозка представляет собой 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 организмами. 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.

См. также

Ссылки

Примечания

wikiredia.ru

Жидкий азот. От Фарадея до цифрового века. Краткая история технологии.

На сегодняшний день жидкий азот занимает залуженное место в промышленности, медицине, и даже массовой культуре. Однако способ его получения известен чуть более 100 лет, что по историческим меркам сосем не много, а тема сжижения газов и законы изменений агрегатного состояния вообще имеют многовековую проблематику. О том, как современное человечество покрывает сегодняшние нужды в жидком азоте, какие технологии использует, и какая череда исследований и открытий стоит за этим, расскажет эта статья.

О переходе газов в жидкое и твёрдое состояние было известно достаточно давно, уже в конце XVIII века, на заре современной химии, этот процесс сильно интересовал учёных мужей, так как часто спонтанно проявлялся во время химических реакций. И уже в первой половине XIX века Майкл Фарадей (рис. слева) начинает масштабное исследование этого явления, один за одним сжижая все известные на тот момент газы. К чести великого учёного, ему удалось получить в жидком виде большинство газов, за исключением водорода, кислорода, закиси углерода и конечно азота.  Фарадей предположил, что неудача в сгущении этих газов происходит ввиду слишком высоких температур. Технологически достичь достаточно низких температур на то время не представлялось возможным. Физики и химики продолжали экспериментировать с давлением, но «упрямые» газы (кислород и водород) даже при давлении почти в 3000 атмосфер сжимались в 800-1000 раз, совершенно отказываясь становиться жидкостью, за что получили звание «постоянные газы».

Надо сказать, что сжижение газов было бы совершенно невозможным, если бы в той же первой половине XIX века не шли исследования жидкостей и газов в противоположном направлении. В 1822 г., нагревая эфир де Латур заметил, что при нагревании до 190°С эфир из жидкого состояния резко обращается в пар, а значит пар имеет плотность равную плотности жидкости. Исследования Менделеева (рис. справа), Гирна и Дриона показали, что у всех жидкостей, нагретых выше температуры кипения при высоком давлении изрядно возрастает коэффициент расширения.

 

 

Исходя из этих опытов в 1961г. Менделеев приходит к выводу, что у всех жидкостей есть пороговая температура, при которой она независимо от давления превращается в газ, и называет её температурой абсолютного кипения. Это оказалось ключевым понятием для сжижения газов, стало окончательно ясно, что если температуру постоянных газов не опустить до критически низкой отметки, то давление здесь не поможет. И лишь в 1877г. Раулю Пикте (рис. слева)  удаётся сжижить воздух, а Дж. Дьюару в 1898г. обратить в жидкость водород и усовершенствовать оборудование для хранения, чтобы сделать опыты доступными для лекций и демонстраций.

С тех пор сжиженые газы освоились во многих прикладных и промышленных отраслях деятельности человека, потребности росли вместе с развитием промышленности и расходах на войны, сжиженый кислород стал топливом для освоения космоса, вычислительные технологии стали требовать мощных хладогентов. Сжиженый азот стал требоваться в глобальных масштабах. Технологии его получения, хранения и транспортировки совершенствовались.

Сегодня жидкий азот получают  несколькими современными методами, тем не менее восходящими к открытиям Фарадея, Менделеева, Пикте и пр. Эти технологии позволяют получать азот от 99.999% чистоты (чистый азот) до 99,6% (технический). Чистота определяется испарением азота в специальном приборе, где газ отделяется от примесей и подсчитывается объемная доля  (Испарённый объём минус образовавшиеся примеси). Прибор (сверху) состоит из колбы, трубок и испарителя, не требует сложных технических решений, весь процесс сопровождается только химическими реакциями с простыми реактивами (оксид железа, например. В народе- ржавчина).

Марки азота различной чистоты.

Наименование показателя Норма для марки газообразного и жидкого азота
особой чистоты повышенной чистоты технического
1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
1. Объемная доля азота, %, не менее 99,999 99,996 99,99 99,95 99,6 99,0
2. Объемная доля кислорода, %, не более 0,0005 0,001 0,001 0,05 0,4 1,0
3. Объемная доля водяного пара в газообразном азоте, %, не более 0,0007 0,0007 0,0015 0,004 0,009 Выдерживает испытание по п. 3.6
4. Содержание масла в газообразном азоте Не определяется Выдерживает испытание по п. 3.7
5. Содержание масла, механических примесей и влаги в жидком азоте Выдерживает испытание по п. 3.8
6. Объемная доля водорода, %, не более 0,0002 0,001 Н е   н о р м и р у е т с я
7. Объемная доля суммы углеродсодержащих соединении в пересчете на СН4, %, не более 0,0003 0,001 Н е   н о р м и р у е т с я

Чистый азот получают следующими методами:

Перегонка воздуха. Мембранный метод.

(справа) Воздух смесь газов, все они имеют разную температуру сжижения. Воздух забирается из атмосферы, фильтруется от тяжёлых примесей (пыль, водяной пар, CO2) и сжимается при низкой температуре. Первым отгоняется азот при температуре менее 196 градусов. Смесь проводят сквозь мембрану, задерживающую примеси. Затем отводят кислород, и аргон. Чистота азота (95%-99,6) при этом методе зависит от качества фильтрации и точности измерений. Несмотря на это, большие объёмы получаемые этим методом являются необходимостью для промышленности.

«В основе работы мембранной установки лежит принцип избирательной проницаемости: влага, СО2 и кислород (О2) проникают через стенку мембраны легче, чем азот (N2)»    

(виден конденсационный бак и разделительный тракт)

 

 

Перегонка. Адсорбационный метод.

Фильтрованный воздух в сжатом виде и под давлением подаётся в генератор азота. В адсорбационной установке вместо мембраны используется адсорбент, молекулярное сито из синтетических углеродных волокон, задерживающие все газы кроме азота. Молекула азота крупнее кислорода и пр. примесей, которые задерживаются в порах адсорбента, пока азот «пролетает» дальше, будучи крупноват для такого маневра. Это основной процесс при адсорбационном воздухоразделе азотным генератором. Такая установка обойдётся промышленнику дороже мембранной, как при покупке так и в обслуживании, но, продукт найдёт спрос в тонких областях, вроде криомедицины.

 

Более чистый азот получают в лаборатории, в гораздо более скромных объёмах.  В реакциях используют горючие, ядовитые и труднодоступные для обывателя реактивы, такие как нитрат аммония, азотная кислота, аммиак и азид лития. Лаборатория это не завод, и объёмы для производства несколько не подходят, но чистота продукта до тысячной доли процента (10⁻⁵)- необходимое условие для создания и пайке современной электроники, при которой, даже малая доля примеси в защитном газе, может окислить микросхему и испортить дорогостоящую плату, содержащую ценные металлы.

При производстве конечно используется целая ферма из азотных генераторов (справа- адсорбационный генератор, внизу- детандер), заполняющих хранилища и специальные толстостенные дьюары из штампованной стали. Поскольку азот не горюч и не токсичен перевозить его можно наземным транспортом. А вот в трубопроводе он чувствует себя не удобно, нагревается, кипит, создаёт давление и требует холода, так что если в контуре охлаждения как хладогент азот может циркулировать, то на больших расстояниях и при больших объёмах будет требовать затрат на работу рефрежираторов,

стоящих как пенсионеры в кассу (близко, шумно, и колонной уходящей в горизонт). Грузовик может отвезти много дьаров, но большую часть объема займут полые стенки сосудов. Парадокс, но больше азота=меньше азота, потому объёмы от 10-15тыс литров перевозят в криотанках. Воображение читателя могло сейчас нарисовать крепость на гусеницах с холодильной пушкой, но всё тривиальнее. Криотанк  это гибрид цистерны и термоса (сокращение «ЦисТер» ,похоже, вносило путаницу). Правда по внешнему виду эта чудо-бочка пошла в дирижабль. Дед как оказалось не только аэронавтики, но ещё и старейший гигантский резервуар для транспортировки газа  и нескольких людей впридачу. Двойная обшивка криотанка для термоизоляции сконструирована как двойная обшивка цеппелинов, изолирующая водород от огня подальше, прямых солнечных лучей и тёплых воздушных масс. Стальной внутренний контур обладает достаточной прочностью, а изоляция поддерживает разницу температур со средой более 200 градусов. Если внешняя стенка нагрета до +6, то внутри -196.  В таких условиях азот не улетучивается и не расширяется, что ещё больше минимизирует потери (дьюары не герметичны ввиду недостаточной прочности стенок, утечка обусловлена самой конструкцией, что бы расширяющийся газ не вышел внезапно на волю, разорвав стенки дьюара как Просперо кандалы.

Слева: Чертёж криотанка. На чертеже видны двойные стенки внутреннего и внешнего бака разделённые вакумом.

 Справа: Криотанк 20 тыс.л. готовый к установке и транспортировке. вес-10 тонн.

По мимо принципиального устройства, криотанки мало что объединяет. Они бывают стационарные, небольшие, гигантские, для контейнеровозов и для поездов, бывают шарообразные, цилиндрические, конусовидные, в общем любых размеров, форм, объёмов для любых мыслимых способов перевозки. Заправляет их специальная станция для заправки сжиженных газов, оборудованная мощными насосами, компрессорами и особо надёжными соединительными узлами, так как помимо азота на них так же заправляют кислород, водород, СПГ, утечка которых может обернуться соболезнованиями президентов соседних, стран и выплатой пособий семьям персонала. Меры и системы безопасности на них самого высокого уровня, ответственные узлы дублируются автоматикой, а меры к персоналу исключают любую случайность, потому аварии там куда реже чем на бензиновых заправках или нефтяных разработках. С этих станций азот поступает на рынок и охлаждает нашу бурлящую цивилизацию, нуждающуюся не только в энергии, но и в контроле за ней, лучшим средством для которого и по сей день остаётся жидкий азот, созданный почти 150 лет назад в мире только готовящимся к рывку, осуществлённому благодаря упорству, любознательности и уму изобретателей того неторопливого века.

 

«Естественная система элементовъ  Д.Менделъева.»

 

 

«Завод сжиженых газов»

Китай.

23.05.2017 г.

Автор: Лой Илья ака «Кот»

 

azot-msk.ru

Жидкий азот в аптеке: как он выглядит, фото

Жидкий азот — инертный газ, который широко используется в косметологии. Он чрезвычайно популярен: с помощью жидкого азота удаляют родинки и бородавки, лечат угри и гиперкератоз, омолаживают кожу. Из этой статьи вы узнаете о преимуществах и недостатках применения жидкого азота, особенностях криотерапии, а также как выглядит жидкий азот на фото.

В последние годы в практике дерматологов и косметологов все большее применение находит жидкий азотВ последние годы в практике дерматологов и косметологов все большее применение находит жидкий азот В последние годы в практике дерматологов и косметологов все большее применение находит жидкий азот

В последние годы в практике дерматологов и косметологов все большее применение находит жидкий азот.

В Московском научно-исследовательском институте косметологии Министерства здравоохранения РСФСР жидкий азот применяется с 1960 г. для лечения вульгарных, подошвенных и плоских бородавок, папиллом, сенильного кератоза, гипертрофических рубцов, вульгарной угревой сыпи, розовых угрей, а также для лечения некоторых форм алопеций.

Жидкий азот представляет собой прозрачную жидкость, без цвета и запаха, с температурой кипения -195.8 °С при нормальном атмосферном давлении, не огнеопасен, не взрывается. При испарении 1 л жидкого азота образуется примерно 700 литров газообразного.

Для хранения жидкого азота применяют специальные резервуары — сосуды Дьюара объемом от 6 до 40 литров. Для медицинских учреждений лучше использовать сосуды Коростеньского завода химического машиностроения СК-6 (емкость 6 л) и СК-16 (емкость 16 л). Они удобны при транспортировке, в них жидкий азот может храниться до 35 суток (для СК-16).

Для работы во врачебном косметическом кабинете можно использовать обычный (пищевой) термос емкостью 0.5-2 литра (рекомендуются термоса с колбой из нержавеющей стали). Из сосудов Дьюара в термос жидкий азот наливают через воронку или с помощью специального переливного устройства (по типу сифона).

Криотерапия жидким азотом

Жидкий азот обладает высокой терапевтической активностью, методика его применения проста, удобна и дает хорошие косметические результаты.

В основе лечебного действия жидкого азота лежит его низкая температура. В зависимости от методики применения, действие его на ткани может быть различным.

В одних случаях замораживание вызывает деструкцию и гибель тканей, в других лишь сужение кровеносных сосудов с последующим расширением не только действующих, но и резервных капилляров, что значительно усиливает приток крови к месту аппликации (М.А. Левин).

Деструкция и гибель тканей наблюдается при воздействии жидкого азота с целью глубокого замораживания удаляемого новообразования. В этих случаях должна быть более длительная экспозиция (более 30 секунд) с плотной фиксацией алпликатора над удаляемым элементом под небольшим давлением. В случаях, когда необходимо создать сосудистую реакцию, оказать более поверхностное воздействие на кожу, жидкий азот применяется кратковременно (10-15 секунд) в виде криомассажа.

Методика криотерапии жидким азотом

Удаление новообразований с помощью жидкого азота

Замораживание жидким азотом проводят с помощью аппликатора, представляющего собой деревянную палочку длиной 25-30 смЗамораживание жидким азотом проводят с помощью аппликатора, представляющего собой деревянную палочку длиной 25-30 см Замораживание жидким азотом проводят с помощью аппликатора, представляющего собой деревянную палочку длиной 25-30 см

Замораживание жидким азотом проводят с помощью аппликатора, представляющего собой деревянную палочку длиной 25-30 см. На ее конец плотно фиксируют тампон из ваты. Следует учесть, что размеры тампона должны быть несколько больше размеров удаляемого элемента.

Кроме аппликатора-палочки с ватным тампоном может использоваться криоаппликатор, представляющий собой тубус-резервуар для жидкого азота со сменными металлическим наконечниками различной конфигурации (в том числе, с насадками для криомассажа).

Кожу и очаг поражения перед процедурой обрабатывают 70° спиртом.

Техника криотерапии вульгарных бородавок с умеренным гиперкератозом состоит в обработке каждого элемента в отдельности. Аппликатор с ватным тампоном опускают в термос с жидким азотом, а затем быстрым движением прикладывают перпендикулярно к бородавке с небольшим давлением.

Время экспозиции замораживания зависит от величины и локализации бородавки (10-30 секунд).

По мере испарения жидкого азота с ватного тампона (в среднем 20 секунд), его следует смочить и повторно снова приложить к замораживаемой бородавке. Необходимо следить за точным соответствием аппликатора и замораживаемого элемента, его равномерным, достаточно глубоким промораживанием. Обязательно следует заморозить и узкое кольцо в 1-1.5 мм здоровой кожи вокруг бородавки.

По мере замораживания жидким азотом бородавка начинает бледнеть, становится белой и плотной, по периферии ее появляется белый венчик, свидетельствующий о необходимости прекращения замораживания.

Субъективно в этот момент отмечаются легкое жжение, покалывание, боль. Степень выраженности указанных явлений определяется количеством и локализацией бородавок, а также их размерами. Боль, как правило, кратковременна (несколько минут), что позволяет применять жидкий азот в детской практике.

Через 40-60 секунд после замораживания появляется гиперемия и отек бородавки, а спустя несколько часов (6-24 часа) образуется эпидермиальный пузырь с серозным или геморрагическим содержимым. Пузырь обычно держится 5-7 дней. Постепенно содержимое пузыря уменьшается и на его месте образуется плотная корочка, которая через 10-12 дней отторгается, оставляя малозаметное розовое пятно. При наличии больших пузырей, препятствующих работе, их следует вскрыть у основания ножницами, обработать спиртовым раствором 1-2 % бриллиантовой зелени, жидкостью Кастеллани и наложить асептическую повязку на 3-5 дней.

При случайном срыве пузыря или корочки, необходимо асептически обработать раневую поверхность и наложить повязку с 5-процентной синтомициновой эмульсией или смазать бактерицидным клеем.

При лечении околоногтевых и подошвенных бородавок требуется более длительная экспозиция с большим давлением (30-60 секунд). Одного сеанса обычно недостаточно, замораживание повторяют 3-5 раз с интервалом в 3-5 дней.

При наличии резко выраженного гиперкератоза, аппликации жидким азотом должна предшествовать подготовка, заключающаяся в максимальном удалении гиперкератического (ороговевшего) слоя, окружающего бородавку. В случаях множественных бородавок, особенно у детей, первичная криотерапия проводится дробно в 2-3 сеанса.

При лечении распространенных плоских юношеских бородавок жидкий азот применяется в виде криомассажа — туширования кожи. Аппликатор с ватным тампоном располагают параллельно поверхности кожи и быстрыми вращательными движениями при небольшом давлении перемещают по обрабатываемому участку до легкого побледнения кожи. Процедура повторяется 3-4 раза с короткими интервалами (в 1-2 минуты). Более выраженные, выпуклые бородавки замораживают дополнительно каждую (аппликатор при этом располагают перпендикулярно к коже).

Повторные сеансы проводятся по исчезновению реакции (гиперемии), вызванной предыдущей процедурой. Через 5-7 дней поверхность кожи темнеет, отшелушивается, бородавки исчезают. Уход за кожей в период лечения и шелушения состоит в протирании ее 2 % раствором салицилового спирта.

При лечении всех видов бородавок, во избежание рецидива, необходим повторный осмотр врача. В случаях рецидива бородавок или недостаточного эффекта лечения следует повторить криотерапию жидким азотом.

сенильный кератоз лечениесенильный кератоз лечение Для криотерапии элементов сенильного кератоза необходима предварительная консультация и заключение онколога

Для криотерапии элементов сенильного кератоза необходима предварительная консультация и заключение онколога. Элементы сенильного кератоза промораживают жидким азотом глубоко до появления вокруг элемента белого венчика шириной в 1-1.5 мм. Экспозиция длится 30-40 секунд. Иногда требуется повторное воздействие через 5-6

дней, которое при необходимости можно повторить 2-3 раза.

После отторжения корочки может быть иногда малозаметный атрофический рубчик. Больные должны находиться под наблюдением врача в течение года.

Лечение гипертрофических рубцов жидким азотом

При лечении гипертрофических рубцов замораживание должно быть достаточно глубоким, обязательно сопровождаться последующей пузырной реакцией. С этой целью проводится 2-3 смазывания жидким азотом за один сеанс. Затем процедура повторяется неоднократно (2-4 раза) через 2 недели. После 2-3 процедур рубцы обычно уплощаются до уровня нормальной кожи.

В связи с тем, что рубцы склонны к росту, после криотерапии жидким азотом целесообразно провести облучение лучами Букки или применить электрофорез с липазой.

При атрофических пигментированных рубцах, травматической пигментации (после ожогов, ушибов и т.д.), веснушках, криотерапия жидким азотом проводится в виде туширования, массажа до появления шелушения.

Лечение угрей

лечение угрей азотом_1лечение угрей азотом_1 Хорошие результаты дает криотерапия жидким азотом в случаях различных форм угревой сыпи и жирной себореи лица в сочетании с общими методами лечения

Хорошие результаты дает криотерапия жидким азотом в случаях различных форм угревой сыпи и жирной себореи лица в сочетании с общими методами лечения. Особенно показано применение жидкого азота при тяжелых и распространенных формах угревой сыпи (флегмонозных, шаровидных, келоидных угрях). При этом жидкий азот применяют в виде туширования и глубокого промораживания воспалительных инфильтратов.

Туширование проводят аппликатором большого диаметра, для чего на конец деревянной палочки плотно фиксируют ватный тампон длиной 7-10 см (в виде «камыша»). Аппликатор смачивают жидким азотом, располагают параллельно поверхности обрабатываемого участка и непрерывными вращательными движениями, под легким давлением правой руки перемещают по пораженной поверхности до появления быстро исчезающего побеления кожи. Пациент ощущает чувство холода и жжения.

После исчезновения чувства жжения процедура повторяется 2-3 раза в течение 5-10 минут. Через 5-6 часов появляется стойкая гиперемия кожи, которая держится 24-36 часов, а затем кожа постепенно темнеет, на 3 сутки появляется пластинчатое шелушение, а через 5-6 дней потемневшие слои эпидермиса полностью отторгаются.

Отдельные большие воспалительные инфильтраты угрей, нагноившиеся атеромы и гипертрофические рубцы дополнительно обрабатывают жидким азотом с целью их более глубокого промораживания.

На очагах, подвергавшихся дополнительной аппликации, часто образуются пузыри с последующим образованием корочек, которые отторгаются через 8-10 дней. В дальнейшем сеансы лечения проводятся 2 раза в неделю с меньшей экспозицией, вызывая более слабые явления реактивного воспаления кожи. На курс назначается 10-15 процедур.

В процессе лечения угревой сыпи, жирной себореи лица жидким азотом пациенту в домашних условиях назначают протирание кожи 2 % салициловым спиртом и припудривание очагов шелушения тальком. Наряду с этим проводятся и общие методы лечения: иммунотерапия, прием внутрь комплекса витаминов, препаратов серы, антибиотики и т.д.

При лечении розовых угрей криомассаж жидким азотом проводят более легкими движениями по всей пораженной поверхности кожи лица. Отдельные узелковые и пустулезные элементы замораживают дополнительно с кратковременной экспозицией до 10-15 секунд. Сеансы повторяют 1-2 раза в неделю, на курс надо 10-15 процедур в зависимости от распространенности процесса. Уход за кожей лица в процессе лечения состоит в протирании ее дезинфицирующими лосьонами.

Лечение некоторых форм алопеций

лечение алопеции азотомлечение алопеции азотом Жидкий азот также применяется для лечения алопеции и жирной себореи

При жирной себорее волосистой части головы с явлениями поредения волос, а также в случаях круговидного облысения, жидкий азот оказывает благотворное действие при условии одновременного применения общих методов воздействия на организм в целом (общеукрепляющее лечение, витаминотерапия и др.). Жидкий азот в этих случаях применяется в виде массажа волосистой части головы. При этом аппликатор располагают параллельно поверхности кожи и легкими вращательными движениями массируют кожу головы вниз по проборам. Продолжительность обработки каждого участка — 3-5 секунд до небольшого поселения кожи, по окончании криомассажа появляется стойкая эритема. Процедура в среднем занимает 10-20 минут (криомассаж всей волосистой части головы).

При гнездной плешивости проводится обработка жидким азотом только очага облысения прерывисто в течение 1-2 минут. Процедура повторяется через 2-3 дня, на курс необходимо 15-20 процедур. Через месяц перерыва курс лечения необходимо повторить. Всего больные получают 2-3 курса. Следует помнить, что низкая температура жидкого азота вызывает сухость и ломкость волос, поэтому в процессе лечения следует внимательно следить за состоянием салоотделения.

Кроме того, при проведении криотерапии жидким азотом необходимо учитьшать и общее состояние больного. Гипертоническая болезнь, эпилепсия, ангиоспазмы являются противопоказанием для криотерапии на волосистой части головы, лица и др.

Методика лечения жидким азотом проста, доступна и может с успехом применяться в условиях косметических и дерматологических учреждений.Большим достоинством метода является то, что жидкий азот не вызывает образования келоидных рубцов, малоболезнен, обладает высокой терапевтической эффективностью.

Удаление жидким азотом проводят в специализированной клинике. Врач производит первичный осмотр, и определяет подходящий инструмент для проведения удаления бородавок жидким азотом. Сама операция производится путем обработки холодом бородавки и последующей ее заморозки. Метод, в котором используют замораживание, более щадящий, чем хирургическое иссечение.

При появлении странного новообразования человек, следящий за здоровьем своей кожи, обратится к врачу, чтобы проконсультироваться. Он определит, стоит ли избавляться от нароста, и можно ли в этом случае применить жидкий азот. Рассмотрев папиллому и место ее дислокации, врач решит как ее вывести. Показаниями к удалению жидким азотом становятся такие случаи:

Прижигание азотом новообразований — безопасный метод избавления от кожных наростов, которые мешают полноценно функционировать человеческому организму. Как и любая другая амбулаторная процедура криодеструкция бородавок имеет противопоказания. Соблюдая их, можно безопасно удалять бородавки даже детям, достигшим 4-летнего возраста. Противопоказания к проведению:

Перед тем как проводится криотерапия, пациент проходит ряд анализов и проб на злокачественность новообразования. После того как процедура криомассажа проведена и бородавка почернела нельзя пользоваться косметикой и выходить на солнце, чтобы предотвратить изменение цвета у пятнышка и образование пигментного пятна. Нужно придерживаться рекомендаций врача, и обрабатывать волдырь и корочку после него. После проведения операции, чтобы достичь стойкого результата и во избежание рецидивов, проходят курс поднятия иммунитета и пьют витамины.

Выжигание жидким азотом при неправильном проведении операции или при неграмотном уходе после нее может иметь негативные последствия. Когда удаляется большая бородавка, важно правильно выбрать опытного врача и хорошую клинику.

Пациенты, доверившие свое тело неумелому доктору, жалуются на большие абсцессы, развившиеся после воздействия азота не только на нарост, но и на большой участок здоровой кожи.

Без расчета глубины новообразование выжигать нельзя, так можно затронуть живые, здоровые ткани и разовьется некроз. При неправильном уходе после операции появляется рубец или воспалительный процесс.

Как и любое лечение в каждом конкретном клиническом случае у пациентов различные реакции, эффекты, отзывы и впечатления. Большинство людей, прошедших эту процедуру отмечают следующее:

papillominfo.ru

Как получить жидкий азот | Сделай все сам

Жидкий азот представляет собой химическое соединение, традиционно используемое для стремительного замораживания. Правда это вещество почаще применяется в научных лабораториях, оно также может быть использовано в домашних условиях. В процессе изготовления жидкого азота необходимо проявлять осторожность, потому что это может быть небезопасно.

Вам понадобится

  • — пустая 2л пластиковая бутылка – 1 шт.;
  • — пустая 0,5л пластиковая бутылка – 1 шт.;
  • — ножницы;
  • — сухой лед;
  • — изопропиловый спирт;
  • — игла

Инструкция

1. При создании жидкого азота главно соблюдать нужные меры предосторожности. Наденьте плотные джинсы, футболку с длинным рукавом и рабочие перчатки. Помимо того, используйте защитные очки для глаз и избегайте вероятность попадания ваших волос в радиус эксперимента. Это может недопустить допустимые телесные повреждения.

2. Используйте 2х-литровую пластиковую бутылку. Она должна быть пустой, чистой и сухой. Вы можете удалить этикетку, дабы следить за экспериментом. Возьмите острые ножницы и обрежьте приблизительно 7,5 — 8 см верхней части бутылки. Лишнюю часть выкинете.

3. Приблизительно наполовину заполните подготовленную 2л бутылку сухим льдом. Неизменно надевайте перчатки при работе с сухим льдом, от того что прикосновение к нему может привести к серьезным травмам.

4. Для приобретения жидкого азота, к сухому льду нужно добавить изопропиловый спирт (другими словами, врачебный спирт). Дабы безвредно добавить спирт, с поддержкой огромный иглы сделайте несколько отверстий в дне и по бокам 500 мл пластиковой бутылки. После этого разместите ее вовнутрь 2-литровой бутылки и опрятно поместите между кусками сухого льда. При этом огромная часть меньшей бутылки должна быть покрыта сухим льдом. По мере необходимости, дозволено добавить сухой лед. Удостоверитесь, что отверстия крошечной бутылки открыты, и плотные частицы не перекрывают доступ.

5. Старательно влейте малое число спирта в крупную пластиковую бутылку, поверх сухого льда. Итогом объединения 2-х соединений станет образование жидкого азота, тот, что будет поступать в меньшую бутылку через отверстия, сделанные ранее, и конденсироваться.

6. Как только внутри меньшей бутылки будет довольное число жидкого азота, стремительно удалите ее из 2-х литровой бутылки. Разместите жидкий азот в верный контейнер и соответствующим образом обозначьте его. Для применения в грядущем, он может храниться при комнатной температуре в течение 30 дней.

Жидкий азот (N2) представляет собою прозрачную жидкость, с чуть меньшей, чем у воды, плотностью. В этом состоянии азот имеет экстраординарно низкую температуру (около – 196 градусов). Каким образом дозволено получить жидкий азот ?

Инструкция

1. От того что жидкий азот при контакте с воздухом и нагреве дюже стремительно испаряется, круто возрастая в объеме, его хранят в специальных условиях: либо в особых низкотемпературных емкостях, при повышенном давлении, либо в «сосудах Дьюара».

2. В текущее время применяется криогенный способ, то есть метод глубокого охлаждения воздуха. Он используется как в индустриальных масштабах, так и в лабораторных.

3. Ключевой момент – приобретение дюже низких температур, нужных для сжижения воздуха. Здесь дозволено применять три способа:- Применяя низкокипящие жидкости, при их испарении, они поглощают крупное число тепла, за счет чего крепко охлаждается воздух.-Путем дросселирования (результат Джоуля-Томпсона).-Путем адиабатического растяжения газа.

4. Особенно распространены первые два способа. При применении низкокипящих жидкостей, ступенчато используются несколько хладоагентов, подобранных таким образом, дабы сжижение одного происходило за счет испарения иного. Способ крайне результативен, но конструктивно труден.

5. 2-й способ требует заблаговременного крепкого сжатия воздуха (до 200 – 250 бар). Обширно применяется, невзирая на низкую производительность таких установок.

Полезный совет Обширно применяется в разных областях промышленности и науки. Скажем, в качестве режущего элемента (криогенная крута), в молекулярной биологии, генной инженерии, селекционном деле (в качестве охлаждающего элемента при хранении клеточных культур и фрагментов ДНК), при пожаротушении, в случаях необходимости стремительного охлаждения оборудования, датчиков и т.д. Используется также в медицине для лечения рубцов, бородавок, папиллом, угревой сыпи. Необходим при различного рода чрезвычайных обстановках, когда появляется надобность доставки большого числа препаратов крови.

Азот – это газ, не поддерживающий горение, он входит в состав воздуха, которым мы дышим. Азот , химически инертный элемент, то есть в обыкновенных условиях он дрянно взаимодействует с другими веществами. В промышленности его получают перегонкой жидкого воздуха, то есть разделяют воздух на азот и кислород. Но его дозволено получить и менее трудоемким методом.

Вам понадобится

  • Дистиллированная вода, сульфат аммония, нитрит натрия, серная кислота, пробирки, горелка, уголь, каустическая сода.

Инструкция

1. Возьмите сульфат аммония и растворите его в дистиллированной воде, раствор должен быть интенсивным. Тем же методом приготовьте интенсивный раствор нитрита натрия.

2. Налейте немножко раствора сульфата аммония в пробирку и нагрейте его на спиртовой горелке. После этого, по каплям добавляйте туда раствор нитрита натрия. При взаимодействии этих 2-х веществ будет протекать реакция с образованием нитрита аммония, а он в свою очередь, разлагаясь от температуры, будет выделять азот.

3. Полученный азот будет загрязнен примесями, следственно, для чистки, его надобно пропустить через раствор серной кислоты. Закройте пробирку, в которой проходит реакция, пробкой с вставленной в нее трубкой, а иной конец трубки опустите на дно 2-й пробирки, в которую налита серная кислота. Часть примесей и влага задержится серной кислотой, а азот выйдет.

4. Многократно пропуская воздух через раскаленный уголь, кислород воздуха, взаимодействуя с ним, образует углекислый газ. Вы получите смесь азота и двуокиси углерода. Пропустите эту смесь через раствор гидроксида натрия (каустическая сода), углекислый газ, взаимодействуя со щелочью, останется в растворе, а на выходе будет азот.

Видео по теме

Полезный совет Для больше добротной чистки азота дозволено пропустить его через раствор двухвалентного сульфата железа и раскаленную медь.

jprosto.ru

Азот, да не тот!

Азот, да не тот!

Коншу Алиса Сергеевна 1

1БОУ СОШ №7 город Омск

Захарова Ольга Михайловна 1

1БОУ СОШ №7

Текст работы размещён без изображений и формул.Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность темы исследования. Однажды, на дне рождения моего друга выступал факир. Он говорил заклинания над сосудом, из которого вырывался магический туман. После представления я подошла к факиру и поинтересовалась о веществе, которое находится в сосуде. Факир открыл крышку, и я увидела бурлящую бесцветную жидкость, из которой вырывались клубы холодного дыма.

«Что это за жидкость?» - полюбопытствовала я.

«Криогенное вещество – азот» - ответил факир, собирая свой реквизит для представления.

«Но ведь азот – это газ, а не жидкость! Из азота и кислорода состоит воздух, которым дышат все живые существа на нашей планете» - сказала я, поглядывая на это вещество.

«Азот – да не тот!» - улыбчиво ответил факир и, попрощавшись, ушел.

У меня в голове мгновенно возникли вопросы: что такое криогенное вещество, почему азот «не тот», какие у азота свойства, как его получают, для чего используют, опасен ли он? Но еще большим желанием стало получить ответы на все эти вопросы. Поэтому я решила изучить литературу об азоте, провести анкетирование знаний моих сверстников об этом веществе, а также провести эксперименты с жидким азотом в домашней лаборатории.

Вещество азот имеет три состояния: газообразное, жидкое и твердое. Жидкая форма азота очень популярна в настоящее время, поскольку в такой форме он выделяет колоссальное количество холода. В связи с этим жидкий азот массово используется в различных отраслях и в быту, что подтверждает актуальность данного исследования.

Предмет исследования:жидкий азот.

Гипотеза: При помещении различных веществ в жидкий азот наблюдаются явления, обусловленные его криогенными свойствами.

Цель исследования – изучить и экспериментально продемонстрировать криогенные свойства жидкого азота.

Задачи исследования:

1. Дать определение понятия криогенное вещество.

2. Изучить литературу об азоте, его состояниях и свойствах;

3. Узнать области применения жидкого азота, технологию его производства и хранения;

4. Провести анкетированный опрос знаний о жидком азоте;

5. Изучить криогенные свойства и эффект Лейденфроста жидкого азота, используя экспериментальный метод.

Научная новизна: Получены новые знания о жидком азоте и его свойствах. Экспериментальным путём изучены и подтверждены свойства жидкого азота, основным из которых является криогенное – это способность быстро замораживать предметы из различных материалов. Изучен и экспериментально подтвержден эффект Лейденфроста, позволяющий безопасно держать жидкий азот на поверхности ладони.

Практическое применение: Полученные результаты могут быть использованы на уроках по окружающему миру при изучении состояний (твердое, газообразное, жидкое) и свойств веществ (криогенное), а также внеклассных мероприятиях. Проведенные эксперименты можно использовать как практическое руководство для различных целей (обучающих, бытовых).

Методика исследования. Эксперименты с жидким азотом проводились в домашней лаборатории с соблюдением мер предосторожности, под контролем родителей.

В работе использовались следующие методы:

1. Сбора и изучения информации;

2. Статистической обработки собранной информации и анализа полученных результатов;

3. Проведения научных экспериментов;

4. Сравнения и обобщения полученных результатов.

Практическая значимость: получение и расширение знаний о жидкой форме азота, его промышленном производстве, сферах применения, изучение свойств жидкого азота с помощью экспериментов.

1. Обзор литературы

1.1. Свойства жидкого азота

Азот – это, пожалуй, один из самых распространенных элементов на нашей планете, он занимает четвертое место по распространенности. Свободный азот является главной составной частью воздуха, который содержит 79% этого элемента. Природные соединения азота — селитры встречаются только в условиях сухого пустынного климата (Чили, Индия, Египет, Испания). Небольшие количества связанного азота находятся в каменном угле (1-2,5%) и нефти (0,02-1,5%), а также в водах рек, морей и океанов. Он накапливается в почвах (0,1 %) и живых организмах (0,3%).

Азот — химический элемент с символом N и порядковым номером 7, с древне-греческого языка переводится как «безжизненный». Название связано отсутствием у него цвета, запаха и реакций с другими веществами [1].

Физические свойства азота. Это бесцветный газ, формула N2, не имеет запаха, цвета, вкуса, слабо растворим в воде, обладает плотностью 1,2506 кг/м3.

Однако азот бывает не только газообразным. При сгущении азот превращается в жидкость. Для получения 1 литра жидкого азота требуется 700 литров газа. Жидкий азот – криогенное вещество (с греческого языка «крио» означает холод, мороз), имеет температуру кипения ниже -120˚C. Он представляет собой бесцветную, прозрачную и подвижную жидкость, визуально похожую на воду, без вкуса и запаха. Жидкий азот не взрывоопасное и не ядовитое вещество, его температура минус 196°C. Его плотность 0,808 г/см³. При −209,86 оC азот переходит в твердое состояние, приобретая вид ярко-белых кристаллов больших размеров. При комнатной температуре жидкий азот быстро испаряется, переходя обратно в газ [2].

1.2. История открытия

В конце XVIII столетия сразу несколько ученых вплотную подошли к открытию нового химического элемента, свойства которого наукой еще не были изучены. Так, Генри Кавендиш в 1772 году осуществил следующий эксперимент: он неоднократно пропускал воздух над раскалённым углём, обработал уголь щелочным раствором и получил остаток неизвестного вещества. Химик назвал этот остаток «удушливым воздухом». Оказывается, Кавендиш получил азот – новый элемент, но догадаться об этом не смог. В том же году эксперименты по получению азота продолжил его друг – профессор Пристли. Он также многократно получал в ходе своих опытов газ, но ошибочно предполагал, что это кислород. Поэтому ни один из двух ученых первооткрывателями азота не считаются [1]. Параллельно с опытами Кавендиша и Пристли свои собственные эксперименты поставил в том же 1772 году Даниэль Резерфорд. Именно он в магистерской работе правильно описал основные свойства азота. В частности, то, что он не пригоден для дыхания, не вступает в реакцию со щелочами и не поддерживает процесс горения. Одновременно с ним французский химик Антуан Лавуазье в конце XVIII века впервые открыл и экспериментально установил, что азот не может поддерживать дыхание и горение, отсюда и дал название «безжизненный». Именно эти два ученых являются первооткрывателями азота.

1.3. Интересные факты о жидком азоте

Спутник Сатурна Титан представляет особый интерес для астрономов и геологов, так как у него есть много общего с Землей. Дело в том, что на поверхности Титана имеются озера и моря, только на Земле в морях плещется вода, а на Титане – жидкий азот. Недавно космический зонд «Кассини» обнаружил на Титане признаки волн. Космический зонд впервые констатировал, что в северной части Титана, где сейчас лето, начинают таять азотные ледники и образуются огромные моря и озера, по которым движутся волны.

В некоторых фантастических фильмах распространен сюжет о заморозке жидким азотом живых существ, чтобы сохранить их для следующих поколений. Этот сюжет имеет под собой научное обоснование. Существует раздел медицины, называемый крионикой — это технология сохранения в состоянии криоконсервации (глубокого охлаждения) людей и животных в надежде на то, что в будущем их удастся оживить или вылечить. Сейчас ведутся интенсивные исследования по замораживанию отдельных органов человека, и ожидается, что в течение 20 лет будут разработаны перспективные методы, позволяющие безопасно замораживать и оживлять целый мозг. Существует открытое письмо в поддержку крионики, которое подписало более 70 учёных мира. В этом письме говорится, что крионика законна и научно обоснованна, ее цель – сохранить людей (особенно человеческий мозг) с помощью наилучших доступных технологий, и существует заслуживающая доверия вероятность, что с помощью технологий будущего возможна реанимация крионированных людей. Крионика сейчас не пользуется высокой популярностью возможно из-за дороговизны метода, а также в силу противоречия общепринятым в обществе традициям погребения. Несмотря на это, количество клиентов криофирм постепенно увеличивается. В мире существует несколько крионических фирм, три в Америке («Alcor», «ТрансТайм», «Институт Крионики») и одна в Китае «Yinfeng Life Science Foundation». В России в 2006 году была организована фирма «КриоРус». Самый первый криопациент таких фирм – американский профессор Джеймс Бэдфорд, который хранится уже почти 50 лет без каких-либо признаков изменения. Клиентами криофирм по всему миру стало более 2000 человек. По данным компании «КриоРус» на 13 сентября 2017 года в Российской Федерации крионирован 55 человек и 21 животное. Среди пациентов компании «КриоРус» числятся известные деятели эстрады, учителя, врачи и т.д.[4].

1.4. Производство и хранение жидкого азота

Добыча жидкого азота – производство не опасное, в промышленности его получают из воздуха. Для этого воздух сначала охлаждают, затем сжижают. При охлаждении до -196°С азот превращается в жидкость. Температура кипения азота ниже, чем у кислорода. Поэтому при нагревании жидкого воздуха азот начинает испаряться первым. Данное свойство лежит в основе современного принципа производства химического продукта. Метод начали использовать с 1970 года. Автотранспортом жидкий азот перевозят в специальных криогенных сосудах или цистернах. Потребителям доставляют газообразный азот в черных баллонах с желтой надписью «азот».

Если 1 литр азота в жидком состоянии нагревать, он будет испаряться и образует 700 литров газа. Хранят жидкий азот при температуре минус 200 градусов Цельсия и ниже. При минус 196°С жидкость закипает. Чтобы поддерживать низкую температуру азота, его помещают в сосуды Дьюара. Они похожи на большие термосы, сохраняют содержимое охлажденным за счет хорошей теплоизоляции. Сосуды Дьюара имеют двойные стенки, между которыми находится вакуум.

Следует помнить, что такие сосуды способны лишь задержать процесс испарения, но не полностью предотвратить его. В таком сосуде вещество может храниться несколько недель. Для уменьшения передачи тепла поверхности делают зеркальными за счет слоя серебра. Сосуды Дьюара могут быть разного объема, от одного до нескольких десятков литров. Емкости, вмещающие десятки литров, изготавливают из металла. Маленькие сосуды Дьюара используют для кратковременного хранения азота (до нескольких суток), они обычно стеклянные [2].

1.5. Техника безопасности при использовании и хранении жидкого азота

Несмотря на то, что жидкий азот очень холодный, кратковременное попадание небольшого его количества на кожу не опасно, так как в месте соприкосновения образуется воздушная подушка, обладающая низкой теплопроводностью. Но длительный контакт жидкого азота с кожей, глазами или слизистыми оболочками может вызвать их тяжелое повреждение. Пораженный участок при попадании вещества необходимо незамедлительно промыть большим количеством воды.

При испарении жидкого азота происходит его накопление на уровне пола из-за низкой температуры и большей плотности, чем у воздуха. Создается высокая концентрация азота, а количество кислорода уменьшается. Это может влиять на общее самочувствие человека: нарушается ритм дыхания, учащается пульс. Поэтому помещения, в которых производится или используется жидкий азот, необходимо оснащать надежной системой вентиляции или часто проветривать.

Нельзя хранить жидкий азот в герметично закупоренных сосудах. Это связано с тем, что в процессе испарения жидкого азота объем данного вещества увеличивается. При отсутствии возможности для расширения это неизбежно приведет к довольно сильному взрыву.

1.6. Области применения жидкого азота

Сегодня азот востребован во многих отраслях промышленности: пищевой, газовой, металлургической и т.д. Крупные масштабы добычи азота актуальны для нефтехимической индустрии.

В основном жидкий азот используется как компактный источник газообразного азота. Коэффициент объемного расширения жидкого азота составляет около 700 – то есть, из одного объема сжиженного газа при его испарении можно получить 700 объемов газа.

Также, жидкий азот используется в качестве хладагента для охлаждения различного оборудования, как в промышленности, так и в медицинских и научных учреждениях. В электронике он предотвращает окисление в процессе производства полупроводников.

В эстетической медицине жидким азотом удаляют некоторые кожные дефекты (бородавки, папилломы, гемангиомы). При помощи криогенной консервации жидким азотом сохраняют клетки и органы. Жидкий азот используется в медицинской практике для измельчения некоторых веществ или биологических тканей: объект сначала замораживают, потом разбивают, измельчают и растирают. Кроме того широкое применение жидкого азота нашло в разделе медицины – крионике для заморозки безнадежно больных людей и животных, в надежде на то, что в будущем их удастся оживить или вылечить.

В пищевой промышленности азот в жидком состоянии используется как охлаждающий и замораживающий элемент. В кулинарии с помощью жидкого азота можно очень быстро и красиво сделать мороженое и охлажденные молочные коктейли. Впервые приготовление мороженого с помощью жидкого азота было придумано еще в 1987 году. Придумали мороженое с использованием азота в компании «Dippin’ Dots». Оно называлось «Мороженым будущего». Современная индустрия производства мороженого ушла далеко вперед. Но азотное мороженое до сих пор кажется чем-то необычным [3].

Способ тушения пожаров с помощью жидкого азота – наиболее эффективный метод пожаротушения. Испаряясь, вещество быстро вытесняет кислород, который поддерживает горение, и огонь затухает. В последующем азот быстро выветривается из помещения, при этом сберегаются материальные ценности, которые могли бы быть повреждены водой, пеной или порошком.

Довольно часто жидкий азот используется в сфере фокусов, кинотрюков и создания эффектных «криошоу».

2. Практическая часть исследования

2.1. Собственные наблюдения и опыты с жидким азотом

Изучив в литературных источниках информацию о жидком азоте, я решила проверить экспериментальным путем его свойства.

Эксперимент № 1

Я взяла пластиковый стакан и налила в него жидкий азот. Поднесла стакан к носу на расстоянии 10 см, чтобы почувствовать запах. Но, не уловив его, сделала вывод, что это вещество без запаха. Затем вылила из стакана некоторое количество вещества на полированную деревянную поверхность стола. Капли были довольно красивыми и блестели из-за преломления света. Я заметила «необычное» поведение капель – они не испарялись мгновенно, а долго бегали, хаотически перемещаясь по поверхности. При этом сами капли напоминали блестящие шарики. Такое поведение капель жидкого азота объясняется наличием упругой паровой подушки, которая образуется между каплей и поверхностью стола. (рисунок № 2).

Рисунок № 2.

Таким образом, я сделала вывод, что жидкий азот – это бесцветная прозрачная жидкость, визуально похожая на воду, без вкуса и запаха. При комнатной температуре жидкий азот испаряется, переходя в газообразное состояние.

Эксперимент № 2

Я налила жидкий азот из пластикового стакана на свою ладонь, для того, чтобы проверить, безопасно ли держать его в руках без перчаток. Я не обожглась, благодаря наличию паровой подушки, которая образовалась между каплей жидкого азота и кожей моей ладони. Это называется сфероидальным эффектом или эффектом Лейденфроста, названного в честь немецкого физика, описавшего это явление в 1756 году (рисунок № 3).

Рисунок № 3. Эффект Лейденфроста.

Приловчившись, я даже смогла держать каплю азота на ладони подольше – для этого я немного перемещала свою ладонь (рисунок №4). Следует помнить, что при долгом нахождении капли на одном месте может возникнуть жжение, а затем – холодовой ожог.

Рисунок №4.

Более того, в жидкий азот я безо всяких средств защиты опустила на короткое время свою руку (рисунок №5). Прослойка газа, которая образовалась между кожей моих пальцев кисти и жидким азотом, снова защитила меня от действия низких температур.

Рисунок № 5.

Таким образом, я сделала вывод, что, несмотря на низкую температуру жидкого азота -196°C, из-за эффекта Лейденфроста, его можно трогать сухими руками без защитных перчаток непродолжительное время.

Эксперимент № 3

Чтобы проверить, горючее ли вещество жидкий азот, я налила его в стакан, зажгла спичку и поднесла к стакану. Огонь моментально погас. Это объясняется тем, что жидкий азот быстро испаряется, вытесняет кислород и заполняет большую часть стакана газом азота, который не поддерживает горение.

Поэтому я сделала вывод, что жидкий азот не горит и не поддерживает горение (рисунок№6).

Рисунок №6

Эксперимент № 4

С помощью жидкого азота я смогла надуть воздушный шарик. В пластиковую бутылку я налила немного жидкого азота, затем плотно надела шарик на горлышко бутылки и наблюдала за тем, как шарик самостоятельно очень быстро надувался. Это явление обусловлено испарением жидкого азота в газ, который и раздувает шарик.

Таким образом, я еще раз убедилась, что жидкий азот – это газообразное вещество в жидком состоянии (рисунок №7).

Рисунок № 7

Эксперимент № 5

Я провела еще один занимательный эксперимент с жидким азотом и воздушным шариком. Я надула шарик, поместила его в пластмассовую емкость и сверху на него лила жидкий азот. Шарик резко уменьшился в объеме, пока совсем не сморщился. Под действием жидкого азота возникает не только резкое уменьшение объема воздуха внутри шарика, но и переход воздуха в жидкое состояние – в шарике собирается небольшое количество мутной жидкости (мутность возникла за счет перехода в твердое состояние паров воды и углекислого газа).

Далее, я аккуратно вынула шарик из жидкого азота, он нагрелся и стал быстро надуваться. Вскоре он восстановил свою первоначальную форму и размеры (рисунок №8).

Таким образом, при охлаждении жидким азотом газа внутри шарика его объем уменьшается.

Рисунок №8

Эксперимент № 6

При помощи жидкого азота я самостоятельно сделала туман. Для этого в чайнике вскипятила воду и в емкость с жидким азотом добавила кипяток. Образовалось много белого тумана, который ударил из емкости небольшим фонтаном. Образовавшийся густой туман покрыл весь стол.

Появление тумана связано с резкой конденсацией паров воды при ее быстром охлаждении. По окончании опыта в емкости осталась вода, на поверхности которой плавали капли жидкого азота (рисунок № 9).

Рисунок № 9

Эксперимент № 7

Многие вещества, даже стальные, при охлаждении до температуры жидкого азота становятся хрупкими и ломкими, как стекло. Я решила проверить это экспериментально.

Я взяла цветок и погрузила его в жидкий азот и подождала, пока прекратится бурное кипение жидкого азота, что является признаком того, что предмет охладился. Затем я вынула цветок, положила его на стол и ударила по нему молотком. Цветок при этом издал необычный хруст, напоминающий звуки бьющегося стекла, и разлетелся на осколки. Листочки цветка я также смогла раскрошить в своей ладони (рисунок № 10).

Рисунок № 10.

Многие из нас слышали такие фразы, как «тянуть резину», «автобус не резиновый» и т.п. Но резина бывает упругой не всегда: при охлаждении до низких температур резина теряет свою упругость и становится хрупкой.

Чтобы продемонстрировать хрупкость резины, я охладила ее жидким азотом. Я взяла резиновую веревку и опустила ее в емкость с жидким азотом. Через несколько минут я вынула резину, положила на доску и ударила молотком. Охлажденная резина оказалась хрупкой и рассыпалась.

Таким образом, я сделала вывод, что многие вещества, погруженные в жидкий азот, становятся очень хрупкими.

Эксперимент № 8

Я также попробовала приготовить в домашних условиях мороженое с помощью жидкого азота (см. приложение, страница 26). Приготовление мороженого заняло всего несколько минут, поскольку его не нужно было замораживать в морозильной камере. Жидкий азот справился с этой задачей моментально, на вкусовых качествах мороженого это никак не отразилось, ведь жидкий азот не имеет вкуса и запаха.

2.1. Результаты анкетирования знаний о жидком азоте

Я решила проверить, знают ли мои сверстники о таком веществе, как жидкий азот? Для этого я составила анкету со следующими вопросами:

1. «Как вы думаете, опасен ли жидкий азот для человека?»;

3. «Возможно ли моментально замерзнуть, приняв внутрь жидкий азот?»

В анкетировании участвовали мои одноклассники – 26 человек и мои знакомые сверстники – 22 человека. Всего в анкетировании приняли участие 48 человек.

Жидкий азот считают опасным веществом большинство опрошенных – 40 человек (83%), а 8 (17%) человек думают, что он не опасен (рисунок № 11).

Рисунок №11

Из энциклопедии я узнала, что на самом деле жидкий азот при соблюдении техники безопасности неопасное вещество, он не токсичен и не горюч (эксперимент № 3). Кроме того, несмотря на его крайне низкую температуру (– 196 0С), благодаря эффекту Лейденфроста, можно держать капельку жидкого азота на ладони и опускать в него руки на несколько секунд, что я подтвердила, проведя эксперимент № 2.

Рисунок № 12

Отвечая на третий вопрос: «Возможно ли моментально замерзнуть, приняв внутрь жидкий азот?» большинство моих сверстников 45 (93%) ответили утвердительно, а всего 3 (7%) человека ответили отрицательно на этот вопрос (рисунок № 12).

В сюжете некоторых фантастических фильмов прием героем внутрь жидкого азота сопровождается его моментальной заморозкой. Но на самом деле это далеко от истины. Выпив жидкий азот, моментально замерзнуть не получится, поскольку он сразу перейдет в газообразное состояние. Переход азота из жидкой формы в газообразную я доказала, продемонстрировав эксперимент №4 с надуванием воздушного шарика. Поскольку один литр жидкого азота при испарении образует 700 литров газообразного азота, то логично предположить, что человек скорее «лопнет», чем замерзнет. Поэтому жидкий азот ни в коем случае нельзя пить!

Выводы

На основании изученной литературы и проведенных экспериментов я сделала следующие выводы:

1. Жидкий азот – это вещество с температурой -196°C, получаемое путем сжижения газообразного азота. Он представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без вкуса и запаха, не горит. При комнатной температуре жидкий азот быстро испаряется, переходя обратно в газообразное состояние.

2. Жидкий азот обладает криогенными свойствами, что подтверждается хрупкостью многих веществ, при помещении в его среду.

3. Жидкий азот обладает эффектом Лейденфроста – образование паровой подушки между каплей азота и поверхностью кожи, что позволяет безопасно держать его некоторое время на ладони.

4. Жидкий азот широко используется как в промышленности, так и в повседневной жизни;

5. Жидкий азот не токсичное и безопасное вещество.

Заключение

Предметом моего исследования был жидкий азот. В данной работе я подробно изучила его свойства, структуру, технологию изготовления и хранения, области применения и технику безопасности при использовании вещества. При помощи экспериментов я выявила, что жидкий азот – газообразный азот в жидком состоянии без цвета, запаха, вкуса. Это криогенное вещество с температурой -196 C, не токсичное и не горючее.

Я доказала, что если помещать в жидкий азот различные вещества, то они становятся хрупкими, как стекло. А эффект Лейденфроста позволяет совершенно безопасно помещать в жидкий азот руку или держать его на ладони.

В процессе работы я выявила, что при правильном применении это вполне безопасное вещество. Однако для того, чтобы избежать неприятных последствий при использовании жидкого азота, работать нужно в хорошо проветриваемом помещении в перчатках.

Также я постаралась доказать актуальность применения жидкого азота в различных сферах деятельности человека. Особенно меня заинтересовала наука крионика, где использование жидкого азота в будущем может помочь обрести бессмертие и бороться с неизлечимыми на сегодняшний день болезнями.

Список литературы

1. Гусакова Н. В., Химия окружающей среды. Серия «Высшее образование». Ростов-на-Дону: Феникс, 2004 ISBN 5-222-05386-5;

2. Дмитриев А.С. Введение в нанотеплофизику. Изд. БИНОМ. Лаборатория знаний. М. 2014. 736 с.

3. Michael E. Et all. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078.

Интернет-источники:

4. http://kriorus.ru

Просмотров работы: 420

school-science.ru

Как получают жидкий азот

Азот способен конденсироваться в бесцветную жидкость при температуре - 210^{0}C (как получают жидкий азот). В жидком состоянии это подвижная, как вода, жидкость, поглощающая при соприкосновении с воздухом кислород.Источником получения азота служит воздух или соединения азота с другими элементами. Для этой цели можно использовать закись N_2O, окись азота NO и нитрит-ион NO_2^{-}:

    \[2NH_3 + 3N_2O \rightarrow 4N_2 + 3H_2O.\]

Реакция проходит при нагревании в присутствии катализаторов (металлическая медь, платинированный асбест) иногда настолько бурно, что сопровождается взрывом. Реакция с NO проходит менее энергично, и может быть рекомендована для получения чистого азота.Окисление анионом азотистой кислоты употребляется обычно в лабораторной практике. Реакция протекает при слабом нагревании:

    \[NH_4NO_2 \rightarrow N_2 + 2H_2O.\]

Аммиак при горении в кислороде окисляется до нейтрального азота:

    \[4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O.\]

При нагревании NH_4NO_2 с глицерином при 165^{0}C также возможно получение азота.Если в молекуле одновременно находится N^{3-} и окислитель, то при нагревании происходит внутримолекулярная реакция окисления – восстановления, в результате которой выделяется N_2Типичными примерами подобных реакций служат разложение при нагревании солей: NH_4ClO_3, (NH_4)_2CrO_4, (NH_4)_2Cr_2O_7.

    \[(NH_4)_2Cr_2O_7 \rightarrow N_2 + Cr_2O_3 + 4H_2O.\]

ru.solverbook.com

Жидкий азот - свойства - Трынделка.net

23:23 30.11.2010Жидкий азот - свойства
Интересности со всего света
Жидкий азот - свойства АЗОТ, N (читается «эн»), химический элемент второго периода VA группы периодической системы, атомный номер 7, атомная масса 14,0067. В свободном виде — газ без цвета, запаха и вкуса, плохо растворим в воде. Состоит из двухатомных молекул N2, обладающих высокой прочностью. Относится к неметаллам.

В 1777 году Генри Кавендиш провёл следующий опыт: он многократно пропускал воздух над раскалённым углём, затем обрабатывал егощёлочью, в результате получался остаток, который Кавендиш назвал удушливым (или мефитическим) воздухом. С позиций современной химии ясно,что в реакции с раскалённым углём кислород воздуха связывался в углекислый газ, который затем реагировал со щёлочью. При этом остаток газа представлял собой по большей части азот. Таким образом, Кавендиш выделил азот, но не сумел понять, что это новый химический элемент.

Жидкий азот — жидкость прозрачного цвета. Является одним из четырёх агрегатных состояний азота. Имеет криогенные свойства с точкой кипения 77,4 K (−195,75 °C). Не взрывоопасен и не ядовит.

Жидкий азот в кружке:

Литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20 °C, образует примерно700 литров газа. По этой причине жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с вакуумной изоляцией открытоготипа или криогенных ёмкостях под давлением.

Сосуд Дьюара:

Мгновенная заморозка крупных объектов:

Жидкий азот нередко демонстрируется в кинофильмах 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.

Заморозка жидким азотом живых существ 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. 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.

Ошибочно думать, что если опустить руку в жидкий азот на несколько секунд, то вытащите от туда кусок льда

А на этой фотографии вы видите банан, замороженный жидким азотом. Как видите, им можно забивать гвозди в доску..

Получение: в промышленности азот получают из воздуха. Для этого воздух сначала охлаждают, сжижают, а жидкий воздух подвергают перегонке (дистилляции). Температура кипения азота немного ниже (–195,8°C), чем другого компонента воздуха — кислорода (–182,9°C), поэтому при осторожном нагревании жидкого воздуха азот испаряется первым. Потребителям газообразный азот поставляют в сжатом виде (150 атм. или 15 МПа) в черных баллонах, имеющих желтую надпись «азот». Хранят жидкий азот в сосудах Дьюара.

В лаборатории чистый («химический») азот получают добавляя при нагревании насыщенный раствор хлорида аммония Nh5Cl к твердому нитриту натрия NaNO2:

NaNO2 + Nh5Cl = NaCl + N2 + 2h3O.

Можно также нагревать твердый нитрит аммония:

Nh5NO2 = N2 + 2h3O.

Применение: в промышленности газ азот используют главным образом для получения аммиака. Как химически инертный газ азот применяют для обеспечения инертной среды в различных химических и металлургических процессах, при перекачке горючих жидкостей. Жидкий азот широко используют как хладагент, его применяют в медицине, особенно в косметологии. Важное значение в поддержании плодородия почв имеют азотные минеральные удобрения.

Интересное видео, в котором наглядно экспериментально показаны свойства жидкого азота. Что можно с ним делать и что нельзя.Как ошибаются фантасты и создатели фильмов.

via

Автор drlov

Читать все на Трынделка - информационно-развлекательный портал. - News - Digest

trindelka-net.livejournal.com