LN2: Ist flüssiger Stickstoff gefährlich? Was passiert, wenn man flüssigen Stickstoff trinkt?

LN2: Ist flüssiger Stickstoff gefährlich? Was passiert, wenn man flüssigen Stickstoff trinkt?

Flüssiger Stickstoff wird in vielen Bereichen als Kühlmittel verwendet, z. B. bei der Zubereitung von köstlichem Eis und bei den coolsten wissenschaftlichen Projekten in der Schule/im College. Aber ist er wirklich sicher? Finden wir es heraus!

Was ist flüssiger Stickstoff (LN2)?

Stickstoff ist ein weit verbreitetes chemisches Element, das natürlich im Boden, im Meer und in der Luft vorkommt. Flüssiger Stickstoff ist die verflüssigte Form von Stickstoff, die chemisch durch ein Verfahren namens fraktionierte Destillation hergestellt wird. Er besteht aus zwei Stickstoffatomen, die eine kovalente Bindung eingehen (N2). Flüssiger Stickstoff wird auch als LN, LN2 oder LIN bezeichnet. Er ist extrem kalt und wird zur Konservierung von Lebensmitteln und Medikamenten verwendet. Bei normalem Druck beginnt flüssiger Stickstoff bei -195,8oC (77K oder -320,4 F)

In Wissenschaftsmuseen wird häufig flüssiger Stickstoff verwendet, um die Qualitäten extremer Kälte anschaulich zu demonstrieren. Zum Beispiel können Marshmallows in flüssigen Stickstoff getaucht und sofort gefroren werden, um dann mit einem Hammer zerschlagen zu werden.

Wie wird flüssiger Stickstoff gelagert?

Flüssiger Stickstoff wird in speziellen isolierten Behältern gelagert, die Dewar-Kolben genannt werden. Das sind doppelwandige Behälter, zwischen deren Wänden ein isolierendes Vakuum herrscht. Diese Flaschen sind belüftet, damit das Gas aus dem Behälter entweichen kann, um zu verhindern, dass sich ein gefährlicher Druck aufbaut. Je nach Ausführung des Dewar-Kolbens kann Flüssigstickstoff einige Stunden bis zu mehreren Wochen gelagert werden.

Gefahren von Flüssigstickstoff

Bei der Arbeit mit Flüssigstickstoff müssen die Benutzer äußerst vorsichtig sein und sollten sicherstellen, dass vor der Verwendung alle Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Schauen wir uns genauer an, was passiert, wenn man versucht, flüssigen Stickstoff unvorsichtig zu verwenden.

Frostbeulen

Wie bereits erwähnt, hat Stickstoff einen extrem niedrigen Siedepunkt. Außerdem wird er in einem speziellen isolierten Behälter (Dewar-Kolben) aufbewahrt, damit er nicht zu einem Gas kocht. Wenn man jedoch versehentlich flüssigen Stickstoff auf die nackte Haut tropft, kann es zu Erfrierungen kommen, deren Schweregrad von der Menge des flüssigen Stickstoffs abhängt, die mit der Haut in Berührung kommt. Bei Kontakt mit der Haut absorbiert flüssiger Stickstoff die Wärme und beginnt schnell zu sieden – in der Übergangsphase von Flüssigkeit zu Gas entsteht ein enormer Druck, der das Hautgewebe schwer schädigen kann.

Noch schlimmer ist es, die Finger in einen mit flüssigem Stickstoff gefüllten Behälter zu stecken. Laut John Emsley, einem Mitglied der Royal Society of Chemistry, würden sich die Finger in diesem Fall in brüchigen Stein verwandeln und vielleicht sogar ganz von der Handfläche abfallen! Deshalb ist es absolut wichtig, bei der Verwendung von flüssigem Stickstoff die richtige Schutzausrüstung zu tragen.

Erstickung

Stickstoff hat ein enormes Ausdehnungsverhältnis von Flüssigkeit zu Gas von 1:694. Das bedeutet, dass selbst eine kleine Menge flüssigen Stickstoffs zu einer dichten Stickstoffgaswolke kochen kann, die den Raum schnell mit Stickstoffgas füllen würde. Nach der Umwandlung in Gas nimmt die relative Menge an Sauerstoff ab, da der Stickstoff den Raum schnell ausfüllt. Dies kann zum Erstickungstod führen. Für Personen, die am Boden mit Flüssigstickstoff arbeiten, besteht die größte Erstickungsgefahr, da kaltes Stickstoffgas schwerer ist als Luft. Außerdem besteht bei der Verdampfung des Stickstoffs die Gefahr, dass organische Stoffe in der Nähe heftig oxidieren.

Es gab mehrere Fälle von Erstickungstod, darunter ein Laborarbeiter namens James Graham, der bei Arbeiten mit flüssigem Stickstoff in Edinburgh an Erstickungstod starb. Natürlich muss sichergestellt werden, dass der Bereich, in dem flüssiger Stickstoff verwendet wird, ordnungsgemäß belüftet wird.

Was ist, wenn man flüssigen Stickstoff trinkt?

Nachdem wir nun wissen, dass schon leichte Nachlässigkeit im Umgang mit flüssigem Stickstoff in Verbindung mit unsachgemäßer Belüftung zum Ersticken führen kann, stellt sich die Frage, was passiert, wenn man diese eiskalte Flüssigkeit trinkt.

Während das Schlürfen eines Tropfens flüssigen Stickstoffs vielleicht nicht tödlich ist, kann das Trinken von flüssigem Stickstoff wie ein normales Getränk schwere Schäden an Mund, Speiseröhre und Magen verursachen. Beim Trinken würde der flüssige Stickstoff beginnen, zu Stickstoffgas zu verdampfen, wodurch ein enormer Druck entsteht, und das Gas könnte nicht mehr aus dem Körper entweichen. Dieser Druck würde zu Perforationen der lebenswichtigen Organe im Magen führen.

Ein Mann in Indien trank versehentlich flüssigen Stickstoff und hatte am Ende ein Loch im Magen. Nachdem der Mann flüssigen Stickstoff getrunken hatte, verspürte er einen unerträglichen Schmerz in seinem Unterleib und hatte das Gefühl, atemlos zu sein. Er wurde sofort in ein Krankenhaus gebracht, wo die Ärzte feststellten, dass er ein Loch in seinem Magen hatte. Die Ärzte erklärten, dass das N2-Gas, als der flüssige Stickstoff zu Gas verdampfte, keinen Fluchtweg hatte, da der Schließmuskel geschlossen war. Dieser Mangel an Austrittsmöglichkeiten führte zu der Perforation (einem Loch) in seinem Magen. Seine Herzfrequenz, sein Blutdruck und seine Sauerstoffsättigung lagen ebenfalls weit außerhalb des normalen Bereichs. Glücklicherweise konnten die Ärzte ihn retten, indem sie den beschädigten Teil des Magens entfernten und den Rest mit dem Dünndarm verbanden.

Das Fazit lautet: Arbeiten Sie niemals mit flüssigem Stickstoff ohne vorherige Vorsichtsmaßnahmen und Kenntnisse, unabhängig davon, ob Sie einen Behälter öffnen, in dem sich der Stickstoff befindet, ob Sie ihn unsachgemäß ohne Sicherheitsausrüstung verwenden oder ob Sie dummerweise versuchen, ihn zu trinken!