LN2: Er flydende kvælstof farlig? Hvad sker der, hvis du drikker flydende kvælstof?

LN2: Er flydende kvælstof farlig? Hvad sker der, hvis du drikker flydende kvælstof?

Væske kvælstof anvendes som kølemiddel til mange formål, herunder til fremstilling af lækker is og de sejeste videnskabelige projekter i skolen/på universitetet. Men er det virkelig sikkert? Lad os finde ud af det!

Hvad er flydende nitrogen (LN2)?

Stickstof er et almindeligt kemisk grundstof, der forekommer naturligt i jorden, havet og luften. Flydende nitrogen er den flydende form af nitrogen, der fremstilles kemisk ved en proces kaldet fraktioneret destillation. Det består af to nitrogenatomer, der deler kovalente bindinger (N2). Flydende nitrogen betegnes også som LN, LN2 eller LIN. Det er ekstremt koldt og bruges til at konservere fødevarer og medicin. Ved normalt tryk begynder flydende nitrogen at koge ved -195,8oC (77K eller -320,4 F)

Du vil ofte se videnskabelige museer, der bruger flydende nitrogen til at skabe lokkende visuelle demonstrationer om ekstrem kuldens egenskaber. F.eks. kan skumfiduser dyppes i flydende kvælstof, og de bliver straks frosne, hvorefter demonstranterne smadrer dem i småstykker med en hammer.

Hvordan opbevares flydende kvælstof?

Væske kvælstof opbevares i særlige isolerede beholdere kaldet Dewar-flasker. Det er dobbeltvæggede beholdere, der har et isolerende vakuum mellem væggene. Disse kolber er forsynet med udluftning, så gassen kan slippe ud af beholderen for at undgå, at trykket stiger til farlige niveauer. Afhængigt af Dewar-kolbens udformning kan flydende kvælstof opbevares i nogle få timer op til flere uger.

Farerne ved flydende kvælstof

Ved arbejde med flydende kvælstof skal brugerne være ekstremt forsigtige og sikre sig, at alle sikkerhedsforanstaltninger er truffet før brug. Lad os se nærmere på, hvad der sker, hvis man forsøger at bruge flydende kvælstof uforsigtigt.

Frostbid

Som tidligere nævnt har kvælstof et ekstremt lavt kogepunkt. Desuden opbevares det i en speciel isoleret beholder (Dewar-kolbe), så det ikke koger til en gas. Hvis man imidlertid ved et uheld kommer til at tabe flydende kvælstof på sin bare hud, vil det sandsynligvis forårsage forfrysninger, hvis alvorlighed vil afhænge af mængden af flydende kvælstof, der kommer i kontakt med huden. Når det flydende nitrogen kommer i kontakt, absorberer det varme fra huden og begynder at koge hurtigt – overgangsfasen fra flydende til gas genererer et enormt tryk, som kan skade dit hudvæv alvorligt.

Det, der er endnu værre, ville være at sætte fingrene i en beholder fyldt med det flydende nitrogen. Ifølge John Emsley, der er medlem af Royal Society of Chemistry, ville dine fingre blive til skør sten og måske endda falde helt af din håndflade, hvis du gjorde dette! Derfor er det absolut afgørende at bære ordentligt sikkerhedsudstyr, når flydende nitrogen anvendes.

Asphyxiation

Stickstof har et enormt ekspansionsforhold mellem væske og gas på 1:694. Det betyder, at selv en lille mængde flydende nitrogen kan koge til en tæt sky af nitrogengas, der hurtigt vil fylde rummet med nitrogengas. Når det bliver omdannet til gas, falder den relative mængde ilt i takt med, at kvælstoffet hurtigt begynder at fylde rummet op. Dette kan resultere i kvælning. Personer, der arbejder på jorden med flydende nitrogen, er udsat for den største risiko for kvælning, da kold nitrogengas er tungere end luft. Når kvælstoffet fordamper, er der desuden risiko for voldsom oxidation af organisk materiale i nærheden.

Der har været flere tilfælde af dødsfald som følge af kvælning, herunder en laboratoriearbejder ved navn James Graham, som døde af kvælning, mens han arbejdede med flydende kvælstof i Edinburgh. Det er klart, at det er nødvendigt at sikre, at det område, hvor flydende kvælstof anvendes, er ordentligt ventileret.

Hvad sker der, hvis man drikker flydende kvælstof?

Nu ved vi, at selv mindre uagtsomhed i håndteringen af flydende kvælstof kombineret med ukorrekt ventilation kan føre til kvælning, hvad så hvis man drikker denne frysende væske?

Mens det måske ikke er livsfarligt at nippe til en dråbe flydende kvælstof, kan det at sluge flydende kvælstof som en normal drik forårsage alvorlige skader på mund, spiserør og mave. Når du indtager det ved at drikke det, vil det flydende nitrogen begynde at fordampe til nitrogengas, hvilket udøver et enormt tryk, og gassen vil ikke kunne finde en måde at slippe ud af kroppen på. Dette tryk ville forårsage perforeringer af de vitale organer inde i maven.

En mand i Indien drak ved et uheld flydende nitrogen og endte med at få et hul i maven. Denne mand følte efter at have drukket flydende nitrogen en ulidelig smerte i maven og oplevede en fornemmelse af åndenød. Han blev straks kørt til et hospital, hvor lægerne fandt ud af, at han havde fået et hul i maven. Lægerne sagde, at da det flydende nitrogen fordamper til gas, har N2-gassen ikke haft nogen flugtvej, da lukkemusklen var lukket. Denne mangel på udgangsmuligheder førte til perforationen (et hul) i hans mave. Hans hjerterytme, blodtryk og iltmætning lå også langt uden for det normale område. Heldigvis kunne lægerne redde ham ved at fjerne den beskadigede del af maven og forbinde resten med tyndtarmen.

Summarum er, at man aldrig skal arbejde med flydende nitrogen uden forudgående forholdsregler og viden, uanset om man åbner en beholder med det indeni, bruger det forkert uden sikkerhedsudstyr eller tåbeligt forsøger at kvæle det!