LN2: Onko nestemäinen typpi vaarallista? Mitä tapahtuu, jos juot nestemäistä typpeä?
- Mitä on nestemäinen typpi (LN2)?
- Nestemäisen typen vaarat
- Mitä tapahtuu, jos juot nestemäistä typpeä?
Nestemäistä typpeä käytetään jäähdytysaineena monissa sovellutuksissa, muun muassa herkullisen jäätelön valmistuksessa ja koulun/korkeakoulun siisteimmissä luonnontieteellisissä projektien valmistamisessa. Onko se kuitenkin todella turvallista? Otetaan selvää!
Mies kaataa nestemäistä typpeä (Image Credit: Flickr)
Mitä on nestemäinen typpi (LN2)?
Typpi on yleinen kemiallinen alkuaine, jota esiintyy luonnostaan maaperässä, meressä ja ilmassa. Nestemäinen typpi on typen nesteytetty muoto, joka tuotetaan kemiallisesti prosessilla, jota kutsutaan fraktioiduksi tislaukseksi. Se koostuu kahdesta typpiatomista, joilla on kovalenttinen sidos (N2). Nestemäisestä typestä käytetään myös nimityksiä LN, LN2 tai LIN. Se on erittäin kylmää, ja sitä käytetään elintarvikkeiden ja lääkkeiden säilyttämiseen. Normaalipaineessa nestemäinen typpi alkaa kiehua -195,8oC:ssa (77K tai -320,4 F)
Tietämysmuseoissa näkee yleisesti typpinestettä käytettävän luodakseen houkuttelevia visuaalisia demonstraatioita, jotka liittyvät äärimmäisen kylmän ominaisuuksiin. Esimerkiksi vaahtokarkkeja voidaan kastaa nestemäiseen typpeen ja ne jäätyvät välittömästi, minkä jälkeen esittelijät murskaavat ne sirpaleiksi vasaralla.
Miten nestemäistä typpeä säilytetään?
Nestemäistä typpeä säilytetään erityisissä eristetyissä säiliöissä, joita kutsutaan Dewar-pulloiksi. Nämä ovat kaksoisseinämäisiä säiliöitä, joiden seinämien välissä on eristävä tyhjiö. Nämä pullot on tuuletettu, jotta kaasu pääsee poistumaan säiliöstä, jotta paine ei nouse vaaralliselle tasolle. Dewar-pullon rakenteesta riippuen nestemäistä typpeä voidaan säilyttää muutamasta tunnista jopa useisiin viikkoihin.
Dewar-pullo(Photo Credit : Cjp24/Wikimedia Commons)
Nesteen typen vaarat
Käyttäjien on nestemäistä typpeä käsitellessään toimittava erittäin varovaisesti, ja heidän on huolehdittava siitä, että ennen käyttöä on ryhdytty kaikkiin varotoimiin. Katsotaanpa tarkemmin, mitä tapahtuu, jos nestemäistä typpeä yritetään käyttää huolimattomasti.
Pakkasrapautuminen
Kuten aiemmin mainittiin, typellä on erittäin alhainen kiehumispiste. Lisäksi sitä säilytetään erityisessä eristetyssä astiassa (Dewar-pullo), jotta se ei kiehu kaasuksi. Jos kuitenkin sattuu vahingossa tiputtamaan nestemäistä typpeä paljaalle iholle, se aiheuttaa todennäköisesti paleltumia, joiden vakavuus riippuu ihon kanssa kosketuksiin joutuvan nestemäisen typen määrästä. Kosketukseen joutuessaan nestemäinen typpi imee lämpöä ihosta ja alkaa kiehua nopeasti – siirtymävaihe nesteestä kaasuksi synnyttää valtavan paineen, joka voi vaurioittaa vakavasti ihokudosta.
Paleltuneet sormet (Photo Credit : Winky from Oxford/Wikimedia Commons)
Vielä pahempaa olisi laittaa sormet nestemäistä typpeä sisältävän säiliön sisään. Royal Society of Chemistryn jäsenen John Emsleyn mukaan, jos tekisit näin, sormesi muuttuisivat hauraaksi kiveksi ja saattaisivat jopa pudota kämmenestäsi kokonaan! Siksi on ehdottoman tärkeää käyttää asianmukaisia suojavarusteita nestemäistä typpeä käytettäessä.
Asphyxiation
Typellä on valtava nesteen ja kaasun välinen laajenemissuhde 1:694. Tämä tarkoittaa, että pienikin määrä nestemäistä typpeä voi kiehua tiheäksi typpikaasupilveksi, joka täyttää nopeasti huoneen typpikaasulla. Kaasuksi muuttuessaan hapen suhteellinen määrä vähenee, kun typpi alkaa nopeasti täyttää tilaa. Tämä voi johtaa tukehtumiseen. Maassa nestemäisen typen kanssa työskentelevät henkilöt ovat suurimmassa tukehtumisvaarassa, sillä kylmä typpikaasu on ilmaa raskaampaa. Lisäksi typen haihtuessa on vaarana, että lähistöllä oleva orgaaninen aines hapettuu rajusti.
Esimerkiksi laboratoriotyöntekijä nimeltä James Graham, joka kuoli tukehtumiseen työskennellessään nestemäisen typen kanssa Edinburghissa, on kuollut useaan otteeseen tukehtumiseen. On selvää, että on varmistettava, että alue, jossa nestemäistä typpeä käytetään, on asianmukaisesti tuuletettu.
Mitä jos juot nestemäistä typpeä?
Nyt kun tiedämme, että pienikin huolimattomuus nestemäisen typen käsittelyssä yhdistettynä vääränlaiseen ilmanvaihtoon voi johtaa tukehtumiseen, mitä jos juot tätä jäätävää nestettä?
Vaikka pisaran nestemäistä typpeä siemaileminen ei välttämättä osoittautuisi tappavaksi, nestemäisen typen nauttiminen normaalin juoman tavoin voi aiheuttaa vakavia vaurioita suuhun, ruokatorveen ja vatsaan. Kun sitä nauttii juomalla, nestemäinen typpi alkaisi höyrystyä typpikaasuksi, mikä aiheuttaisi valtavan paineen, eikä kaasu löytäisi tietä poistua elimistöstä. Tämä paine aiheuttaisi vatsan sisällä olevien elintärkeiden elinten puhkeamisen.
Intialainen mies joi vahingossa nestemäistä typpeä ja sai lopulta reiän vatsaansa. Tämä mies tunsi nestemäisen typen juomisen jälkeen sietämätöntä kipua vatsassaan ja koki hengenahdistuksen tunnetta. Hänet kiidätettiin välittömästi sairaalaan, jossa lääkärit totesivat, että hänen vatsaansa oli syntynyt reikä. Lääkärit sanoivat, että kun nestemäinen typpi höyrystyi kaasuksi, N2-kaasulla ei ollut pakotietä, koska sulkijalihas oli kiinni. Tämä poistumismahdollisuuksien puute johti perforaatioon (reikä) hänen vatsaansa. Hänen sykkeensä, verenpaineensa ja happisaturaationsa olivat myös kaukana normaaliarvojen ulkopuolella. Onneksi lääkärit pystyivät pelastamaan hänet poistamalla vioittuneen osan mahalaukusta ja yhdistämällä loput ohutsuoleen.
Johtopäätös on, että älä koskaan työskentele nestemäisen typen parissa ilman ennakkovarotoimia ja -tietoa riippumatta siitä, avaatko säiliön, jossa on nestemäistä typpeä sisältävää nestemäistä typpeä, käytätkö nestemäistä typpeä epäasianmukaisesti ja ilman suojavarusteita vai yritätkö tyhmästi juoda sitä!