LN2: Je tekutý dusík nebezpečný? Co se stane, když vypijete kapalný dusík?

LN2: Je tekutý dusík nebezpečný? Co se stane, když vypijete kapalný dusík?

Kapalný dusík se používá jako chladivo v mnoha aplikacích, včetně přípravy šťavnaté zmrzliny a nejchladnějších vědeckých projektů ve škole/vysoké škole. Je však skutečně bezpečný? Pojďme to zjistit!

Co je to kapalný dusík (LN2)?

Dusík je běžný chemický prvek, který se přirozeně vyskytuje v půdě, oceánu a vzduchu. Kapalný dusík je zkapalněná forma dusíku chemicky vyráběná procesem zvaným frakční destilace. Je tvořen dvěma atomy dusíku sdílejícími kovalentní vazby (N2). Kapalný dusík se také označuje jako LN, LN2 nebo LIN. Je extrémně chladný a používá se ke konzervaci potravin a léků. Za normálního tlaku začíná kapalný dusík vřít při -195,8oC (77K nebo -320,4 F)

Běžně se setkáte s tím, že vědecká muzea používají kapalný dusík k vytvoření lákavých názorných ukázek týkajících se vlastností extrémního chladu. Například marshmallows mohou být ponořeny do kapalného dusíku a okamžitě zmrznou a poté je demonstranti rozbijí kladivem na střepy.

Jak se kapalný dusík skladuje?

Kapalný dusík se skladuje ve speciálních izolovaných nádobách zvaných Dewarovy baňky. Jedná se o dvoustěnné nádoby, které mají mezi stěnami izolační vakuum. Tyto baňky jsou odvětrávány, aby plyn mohl z nádoby unikat a nedocházelo tak k nárůstu tlaku na nebezpečnou úroveň. V závislosti na konstrukci Dewarovy baňky lze kapalný dusík skladovat po dobu několika hodin až několika týdnů.

Nebezpečí kapalného dusíku

Při práci s kapalným dusíkem musí být uživatelé velmi opatrní a před použitím by měli zajistit všechna bezpečnostní opatření. Podívejme se blíže na to, co se stane při pokusu o neopatrné použití kapalného dusíku.

Odmrazení

Jak již bylo zmíněno, dusík má extrémně nízký bod varu. Navíc se skladuje ve specializované izolované nádobě (Dewarově baňce), aby se nerozvařil na plyn. Pokud vám však kapalný dusík náhodou ukápne na holou kůži, pravděpodobně způsobí omrzliny, jejichž závažnost by závisela na množství kapalného dusíku, které se dostane do kontaktu s kůží. Při kontaktu kapalný dusík absorbuje teplo z pokožky a začne rychle vřít – fáze přechodu z kapaliny na plyn vytváří obrovský tlak, který může vážně poškodit kožní tkáň.

Ještě horší by bylo vložit prsty do nádoby naplněné kapalným dusíkem. Podle Johna Emsleyho, člena Královské chemické společnosti, by se v takovém případě vaše prsty změnily v křehký kámen a mohly by vám dokonce úplně odpadnout z dlaně! Proto je při práci s kapalným dusíkem naprosto nezbytné nosit správné bezpečnostní pomůcky.

Udusení

Dusík má obrovský poměr roztažnosti kapaliny a plynu, který je 1:694. V případě, že je dusík v kapalném stavu, je nutné jej použít jako ochranný prostředek. To znamená, že i malé množství kapalného dusíku může vyvřít v hustý oblak plynného dusíku, který by rychle zaplnil místnost plynným dusíkem. Po přeměně na plyn se relativní množství kyslíku sníží, protože dusík začne rychle zaplňovat prostor. To může mít za následek udušení. Největšímu riziku udušení čelí lidé pracující na zemi s kapalným dusíkem, protože studený plynný dusík je těžší než vzduch. Navíc při odpařování dusíku hrozí prudká oxidace organických látek v okolí.

Bylo zaznamenáno několik případů úmrtí v důsledku udušení, včetně laboratorního pracovníka Jamese Grahama, který zemřel na udušení při práci s kapalným dusíkem v Edinburghu. Je zřejmé, že je nutné zajistit, aby byl prostor, ve kterém se používá kapalný dusík, řádně větrán.

Co když vypijete kapalný dusík?

Když už víme, že i drobná nedbalost při manipulaci s kapalným dusíkem ve spojení s nesprávným větráním může vést k udušení, co když tuto mrazivou kapalinu vypijete?

Ačkoli usrknutí kapky kapalného dusíku nemusí dopadnout smrtelně, hltání kapalného dusíku jako běžného nápoje může způsobit vážné poškození úst, jícnu a žaludku. Při konzumaci pitím by se tekutý dusík začal odpařovat na plynný dusík, vyvíjel by obrovský tlak a plyn by nemohl najít cestu ven z těla. Tento tlak by způsobil perforaci životně důležitých orgánů uvnitř žaludku.

Jeden muž v Indii se omylem napil tekutého dusíku a skončil s dírou v žaludku. Tento muž po vypití tekutého dusíku pocítil nesnesitelnou bolest v břiše a měl pocit dušnosti. Okamžitě byl převezen do nemocnice, kde lékaři zjistili, že se mu v žaludku vytvořila díra. Lékaři uvedli, že když se kapalný dusík vypařil na plyn, plyn N2 neměl únikovou cestu, protože svěrač byl uzavřen. Tento nedostatek možností úniku vedl k perforaci (díře) v žaludku. Jeho srdeční frekvence, krevní tlak a saturace kyslíkem byly také mimo normální rozmezí. Lékaři ho naštěstí dokázali zachránit tím, že odstranili poškozenou část žaludku a zbytek napojili na tenké střevo.

Podstatné je, že nikdy nepracujte s tekutým dusíkem bez předchozích bezpečnostních opatření a znalostí, ať už otevíráte nádobu s ním uvnitř, používáte ho nesprávně bez ochranných pomůcek nebo se ho bláhově pokoušíte chlemtat!