Įvadas
Šioje temoje noriu parodyti paprastas elgesio su skystu azotu ropojimo vonioje su acetonu paruošimo taisykles ir vaizdo instrukciją. Ši tema yra kita žemos temperatūros vonios temos dalis, galite išmokti ankstesnę dalį Sauso ledo (-78,5 laipsnių) tvarkymas laboratorijoje, kad būtumėte tikresni ir saugesni atlikdami žemos temperatūros sintezės procedūras.
Bendroji informacija
Kriogeninių skysčių virimo temperatūra yra mažesnė nei -73 ºC (-100 ºF). Skystas azotas, skystas deguonis ir anglies dioksidas yra dažniausiai laboratorijoje naudojamos kriogeninės medžiagos. Pavojus gali kilti dėl gaisro, sprogimo, trapumo, slėgio padidėjimo, nušalimo ir uždusimo.
Daugelis saugos priemonių, taikomų suslėgtoms dujoms, taikomos ir kriogeniniams skysčiams. Dėl unikalių kriogeninių skysčių savybių kyla du papildomi pavojai:
Labai žemos temperatūros - šalti kriogeninių skysčių garai greitai užšaldo žmogaus audinius. Dauguma metalų, veikiami žemos temperatūros, tampa stipresni, tačiau tokios medžiagos kaip anglinis plienas, plastikai ir guma tokioje temperatūroje tampa trapios arba net lūžta veikiamos įtampos. Svarbu tinkamai parinkti medžiagas. Kriogeninių skysčių sukelti šalčio nudegimai ir nušalimai gali sukelti didelius audinių pažeidimus.
garavimas - garuodami visi kriogeniniai skysčiai išskiria didelį dujų kiekį. Skystas azotas garuodamas išsiplečia 696 kartus. Argono plėtimosi santykis yra 847:1, vandenilio - 851:1, o deguonies - 862:1. Jei šie skysčiai garuoja sandariame inde, gali susidaryti milžiniškas slėgis, kuris gali pramušti indą. Dėl šios priežasties slėginės kriogeninės talpyklos paprastai apsaugomos keliais slėgio mažinimo įtaisais.
Kriogeninių skysčių (išskyrus deguonį) garavimas uždaroje patalpoje gali sukelti uždusimą. Garuojant skystam deguoniui gali susidaryti deguonies turtinga atmosfera, kuri palaikys ir pagreitins kitų medžiagų degimą. Garuojant skystam vandeniliui gali susidaryti itin degus mišinys su oru.
Kriogeninių skysčių virimo temperatūra yra mažesnė nei -73ºC (-100ºF). Skystas azotas, skystas deguonis ir anglies dioksidas yra dažniausiai laboratorijoje naudojamos kriogeninės medžiagos. Pavojus gali kilti dėl gaisro, sprogimo, trapumo, slėgio padidėjimo, nušalimo ir uždusimo.
Daugelis saugos priemonių, taikomų suslėgtoms dujoms, taikomos ir kriogeniniams skysčiams. Dėlunikalių kriogeninių skysčių savybių kyla du papildomi pavojai.
Bendroji informacija
Kriogeninių skysčių virimo temperatūra yra mažesnė nei -73 ºC (-100 ºF). Skystas azotas, skystas deguonis ir anglies dioksidas yra dažniausiai laboratorijoje naudojamos kriogeninės medžiagos. Pavojus gali kilti dėl gaisro, sprogimo, trapumo, slėgio padidėjimo, nušalimo ir uždusimo.
Daugelis saugos priemonių, taikomų suslėgtoms dujoms, taikomos ir kriogeniniams skysčiams. Dėl unikalių kriogeninių skysčių savybių kyla du papildomi pavojai:
Labai žemos temperatūros - šalti kriogeninių skysčių garai greitai užšaldo žmogaus audinius. Dauguma metalų, veikiami žemos temperatūros, tampa stipresni, tačiau tokios medžiagos kaip anglinis plienas, plastikai ir guma tokioje temperatūroje tampa trapios arba net lūžta veikiamos įtampos. Svarbu tinkamai parinkti medžiagas. Kriogeninių skysčių sukelti šalčio nudegimai ir nušalimai gali sukelti didelius audinių pažeidimus.
garavimas - garuodami visi kriogeniniai skysčiai išskiria didelį dujų kiekį. Skystas azotas garuodamas išsiplečia 696 kartus. Argono plėtimosi santykis yra 847:1, vandenilio - 851:1, o deguonies - 862:1. Jei šie skysčiai garuoja sandariame inde, gali susidaryti milžiniškas slėgis, kuris gali pramušti indą. Dėl šios priežasties slėginės kriogeninės talpyklos paprastai apsaugomos keliais slėgio mažinimo įtaisais.
Kriogeninių skysčių virimo temperatūra yra mažesnė nei -73ºC (-100ºF). Skystas azotas, skystas deguonis ir anglies dioksidas yra dažniausiai laboratorijoje naudojamos kriogeninės medžiagos. Pavojus gali kilti dėl gaisro, sprogimo, trapumo, slėgio padidėjimo, nušalimo ir uždusimo.
Daugelis saugos priemonių, taikomų suslėgtoms dujoms, taikomos ir kriogeniniams skysčiams. Dėlunikalių kriogeninių skysčių savybių kyla du papildomi pavojai.
Pavojai
Ekstremalus šaltisSkysto azoto garai gali greitai užšaldyti odos audinius ir akių skystį, todėl net ir trumpą laiką veikiami šalčio gali sukelti nudegimus, nušalimus ir negrįžtamus akių pažeidimus.
Dusinimasis
Skystas azotas garuodamas išsiplečia 696 kartus ir neturi jokių įspėjamųjų savybių, pavyzdžiui, kvapo ar spalvos. Taigi, jei skystas azotas išgaruoja tiek, kad deguonies kiekis sumažėja iki mažiau nei 19,5 %, kyla deguonies trūkumo pavojus, kuris gali sukelti sąmonės netekimą. Jei deguonies trūksta labai smarkiai, gali ištikti mirtis. Kad būtų išvengta uždusimo pavojaus, tvarkytojai, naudodami kriogenus patalpose, turi užtikrinti, kad patalpa būtų gerai vėdinama.Praturtėjimas deguonimi
Perkeliant skystą azotą, kriogeno izoliavimo sistemą supančiame ore esantis deguonis gali ištirpti ir, sistemai grįžtant į aplinkos temperatūrą, susidaryti deguonimi praturtinta aplinka. Kadangi azoto virimo temperatūra yra žemesnė nei deguonies, skystasis deguonis garuoja lėčiau nei azotas ir gali susikaupti iki tokio lygio, kad gali padidinti šalia sistemos esančių medžiagų, pavyzdžiui, drabužių, degumą. Įranga, kurioje yra kriogeninių skysčių, turi būti saugoma nuo degių medžiagų, kad būtų sumažintas gaisro pavojus. Šalčio gaudyklėje kondensuotas deguonis gali susijungti su organinėmis medžiagomis, esančiomis gaudyklėje, ir susidaryti sprogus mišinys.
Perkeliant skystą azotą, kriogeno izoliavimo sistemą supančiame ore esantis deguonis gali ištirpti ir, sistemai grįžtant į aplinkos temperatūrą, susidaryti deguonimi praturtinta aplinka. Kadangi azoto virimo temperatūra yra žemesnė nei deguonies, skystasis deguonis garuoja lėčiau nei azotas ir gali susikaupti iki tokio lygio, kad gali padidinti šalia sistemos esančių medžiagų, pavyzdžiui, drabužių, degumą. Įranga, kurioje yra kriogeninių skysčių, turi būti saugoma nuo degių medžiagų, kad būtų sumažintas gaisro pavojus. Šalčio gaudyklėje kondensuotas deguonis gali susijungti su organinėmis medžiagomis, esančiomis gaudyklėje, ir susidaryti sprogus mišinys.
Slėgio padidėjimas ir sprogimai
Jei talpyklose nėra tinkamų ventiliacijos arba slėgio mažinimo įtaisų, garuojant kriogenui gali susidaryti didžiulis slėgis. Naudotojai turi užtikrinti, kad kriogeniniai skysčiai niekada nebūtų laikomi uždaroje sistemoje. Norėdami apsisaugoti nuo slėgio padidėjimo, naudokite slėgio mažinimo indą arba ventiliacijos dangtį.Tvarkymas
Atsargi saugos praktika- Skystą azotą reikia tvarkyti gerai vėdinamose patalpose.
- Su skysčiu dirbkite lėtai, kad kuo mažiau užvirtų ir išsilietų. Kriogeniniame skystyje panardintiems daiktams ištraukti naudokite žnyples - Įkraunant ar pripildant šiltą talpyklą kriogeniniu skysčiu arba į šiuos skysčius įkišant daiktus, visada atsiranda virimas ir purslai.
- Nevežkite skysto azoto plačiakaklėse stiklinėse Dewaro talpyklose arba Dewaro talpyklose, neapsaugotose apsaugine juosta.
- Naudokite tik patvirtintas talpyklas. Turėtų būti naudojamos smūgiams atsparios talpyklos, kurios gali atlaikyti itin žemą temperatūrą. Tokioje temperatūroje tokios medžiagos kaip anglinis plienas, plastikas ir guma tampa trapios.
- Skystą azotą laikykite tik talpyklose su laisvai prigludusiais dangteliais (niekada neuždarykite skysto azoto talpykloje). Sandariai uždarytoje talpykloje verdant skysčiui susidarys slėgis ir po kurio laiko jis gali sprogti.
- Niekada nelieskite neizoliuotų indų su kriogeniniais skysčiais. Mėsa prilips prie itin šaltų medžiagų. Esant žemai temperatūrai pavojinga liesti net nemetalines medžiagas.
- Niekada nelaužykite ir nekeiskite saugos įtaisų, pavyzdžiui, baliono vožtuvo ar rezervuaro reguliatoriaus.
- Skystą azotą laikyti tik gerai vėdinamose patalpose (nelaikyti uždaroje erdvėje).
- Nelaikykite skysto azoto ilgą laiką neuždengtoje talpykloje.
- Balionai ir dewarai neturėtų būti pripildyti daugiau kaip iki 80 % talpos, nes šildant dujos plečiasi, todėl gali susidaryti per didelis slėgis.
Asmeninės apsaugos priemonės
Akių ir veido apsaugaPerpilant ir tvarkant kriogeninius skysčius rekomenduojama naudoti visą veido skydelį ant apsauginių akinių arba akinius nuo cheminių medžiagų purslų, kad būtų kuo mažiau sužalojimų, susijusių su purslais ar sprogimu.
Odos apsauga
Dirbant su skystu azotu reikia mūvėti laisvai prigludusias termoizoliacines arba odines pirštines, marškinius ilgomis rankovėmis ir kelnes be rankogalių. Dirbant su konteineriais taip pat rekomenduojama avėti apsauginius batus.Speciali pastaba dėl izoliuotų pirštinių: Pirštinės turėtų būti laisvai prigludusios, kad jas būtų galima greitai nusimauti, jei ant jų išsilietų kriogeninis skystis. Izoliuotos pirštinės nėra pagamintos taip, kad būtų galima kišti rankas į kriogeninį skystį. Jos suteiks tik trumpalaikę apsaugą nuo atsitiktinio sąlyčio su skysčiu.
Skysto azoto ir acetono (-94 °C) vonios vaizdo vadovas
Tradicinės aušinimo vonios
Vandens ir ledo vonios
Vandens ir ledo vonioje bus palaikoma 0 °C temperatūra, nes vandens lydymosi temperatūra yra 0 °C. Tačiau įpylus druskos, pavyzdžiui, natrio chlorido, temperatūra sumažės dėl užšalimo temperatūros pažeminimo savybės. Nors tikslią temperatūrą gali būti sunku kontroliuoti, druskos ir ledo svorio santykis turi įtakos temperatūrai.
Vandens ir ledo vonioje bus palaikoma 0 °C temperatūra, nes vandens lydymosi temperatūra yra 0 °C. Tačiau įpylus druskos, pavyzdžiui, natrio chlorido, temperatūra sumažės dėl užšalimo temperatūros pažeminimo savybės. Nors tikslią temperatūrą gali būti sunku kontroliuoti, druskos ir ledo svorio santykis turi įtakos temperatūrai.
- -10 °C galima pasiekti, jei kalcio chlorido heksahidrato ir ledo masės santykis yra 1:2,5.
- -20 °C galima pasiekti, jei natrio chlorido ir ledo masės santykis yra 1:3.
Sauso ledo vonelės -78 °C temperatūroje
. Kadangi sausas ledas sublimuojasi -78 °C temperatūroje, toks mišinys, kaip acetonas ir sausas ledas, išlaikys -78 °C temperatūrą. Be to, tirpalas neužšals, nes acetonui užšalti reikia maždaug -93 °C temperatūros. Todėl, norint palaikyti -78 °C temperatūrą, galima naudoti ir kitus skysčius, kurių užšalimo temperatūra yra žemesnė (pentanas: -95 °C, izopropilo alkoholis: -89 °C).
Sauso ledo vonios, kurių temperatūra aukštesnė nei -77 °C
Norint palaikyti aukštesnę nei -77 °C temperatūrą, reikia naudoti tirpiklį, kurio užšalimo temperatūra aukštesnė nei -77 °C. Į acetonitrilą įpylus sausojo ledo, vonia pradės šaldytis. Kai temperatūra pasieks -41 °C, acetonitrilas užšals. Todėl sausasis ledas turi būti dedamas lėtai, kad neužšaltų visas mišinys. Tokiais atvejais galima pasiekti -55 °C vonelės temperatūrą pasirinkus tirpiklį, kurio užšalimo temperatūra panaši (n-oktanas užšąla -56 °C temperatūroje).
Skystojo azoto vonelės, kurių temperatūra aukštesnė nei -196 °C
Skystojo azoto vonelės veikia pagal tą pačią idėją kaip ir sausojo ledo vonelės. -115 °C temperatūrą galima palaikyti lėtai pilant skystą azotą į etanolį, kol jis pradės užšalti (-116 °C).
Vandens ir ledo alternatyvos
Vandens ir ledo voniose dažniausiai naudojamas vandentiekio vanduo, nes jį lengva gauti, o itin švaraus vandens naudojimas kainuoja brangiau. Tačiau vandentiekio vanduo ir iš jo gautas ledas gali užteršti biologinius ir cheminius mėginius. Dėl to atsirado daugybė izoliuotų prietaisų, kuriais siekiama sukurti panašų šaldymo ar užšaldymo poveikį kaip ledo voniose nenaudojant vandens ar ledo.
. Kadangi sausas ledas sublimuojasi -78 °C temperatūroje, toks mišinys, kaip acetonas ir sausas ledas, išlaikys -78 °C temperatūrą. Be to, tirpalas neužšals, nes acetonui užšalti reikia maždaug -93 °C temperatūros. Todėl, norint palaikyti -78 °C temperatūrą, galima naudoti ir kitus skysčius, kurių užšalimo temperatūra yra žemesnė (pentanas: -95 °C, izopropilo alkoholis: -89 °C).
Sauso ledo vonios, kurių temperatūra aukštesnė nei -77 °C
Norint palaikyti aukštesnę nei -77 °C temperatūrą, reikia naudoti tirpiklį, kurio užšalimo temperatūra aukštesnė nei -77 °C. Į acetonitrilą įpylus sausojo ledo, vonia pradės šaldytis. Kai temperatūra pasieks -41 °C, acetonitrilas užšals. Todėl sausasis ledas turi būti dedamas lėtai, kad neužšaltų visas mišinys. Tokiais atvejais galima pasiekti -55 °C vonelės temperatūrą pasirinkus tirpiklį, kurio užšalimo temperatūra panaši (n-oktanas užšąla -56 °C temperatūroje).
Skystojo azoto vonelės, kurių temperatūra aukštesnė nei -196 °C
Skystojo azoto vonelės veikia pagal tą pačią idėją kaip ir sausojo ledo vonelės. -115 °C temperatūrą galima palaikyti lėtai pilant skystą azotą į etanolį, kol jis pradės užšalti (-116 °C).
Vandens ir ledo alternatyvos
Vandens ir ledo voniose dažniausiai naudojamas vandentiekio vanduo, nes jį lengva gauti, o itin švaraus vandens naudojimas kainuoja brangiau. Tačiau vandentiekio vanduo ir iš jo gautas ledas gali užteršti biologinius ir cheminius mėginius. Dėl to atsirado daugybė izoliuotų prietaisų, kuriais siekiama sukurti panašų šaldymo ar užšaldymo poveikį kaip ledo voniose nenaudojant vandens ar ledo.
Last edited: