Cecair nitrogen
pengenalan
Nitrogen cecair ialah bentuk cecair gas nitrogen, yang terkenal dengan ciri lengai, tidak berwarna, tidak berbau, tidak menghakis dan tidak mudah terbakar. Ia mempunyai suhu yang sangat rendah. Gas nitrogen membentuk sebahagian besar atmosfera Bumi (kira-kira 78.03% mengikut isipadu dan 75.5% mengikut berat). Pada tekanan atmosfera standard, nitrogen mempunyai takat didih -196.56 darjah , dan 1 meter padu nitrogen cecair boleh mengembang kepada 696 meter padu nitrogen gas pada 21 darjah . Nitrogen cecair biasanya dihasilkan dalam industri melalui proses pecahan udara dan mempunyai pelbagai aplikasi, tetapi ia memerlukan pengendalian yang teliti kerana risiko radang dingin apabila bersentuhan.
Sifat Fizikal dan Kimia
Penampilan dan Ciri-ciri:Cecair tidak berwarna dan tidak berbau.
Takat Lebur: -210 darjah
Takat Didih: -196 darjah
Haba Pengewapan: 5.56 kJ/mol
Suhu Kritikal: -147 darjah
Tekanan Kritikal: 3.40 MPa
Keterlarutan: Larut sedikit dalam air dan etanol.
Penyimpanan dan Langkah Berjaga-jaga Keselamatan
Prosedur Operasi:Nitrogen cecair hendaklah dikendalikan dalam persekitaran tertutup dengan pengudaraan semula jadi yang mencukupi. Kakitangan yang bekerja dengan nitrogen cecair mesti menjalani latihan khusus dan mematuhi protokol keselamatan dengan ketat. Adalah dinasihatkan untuk kakitangan memakai pakaian tahan sejuk dan sarung tangan untuk mengelakkan sentuhan kulit. Langkah-langkah perlu diambil untuk mengelakkan kebocoran gas ke tempat kerja. Semasa pengangkutan, bekas hendaklah dikendalikan dengan berhati-hati untuk mengelakkan kerosakan.Peralatan tindak balas kebocoran kecemasan harus sedia ada.
Garis Panduan Penyimpanan:Nitrogen cecair hendaklah disimpan di dalam bilik stor yang sejuk dan berventilasi baik, dengan suhu penyimpanan tidak melebihi 30 darjah . Kawasan penyimpanan mesti dilengkapi dengan peralatan tindak balas kebocoran kecemasan untuk memastikan keselamatan.
Kawalan Kejuruteraan:Gunakan operasi tertutup sambil menyediakan pengudaraan semula jadi yang mencukupi.
Perlindungan pernafasan:Perlindungan pernafasan khas biasanya tidak diperlukan. Walau bagaimanapun, apabila kepekatan oksigen dalam persekitaran kerja jatuh di bawah 18%, kakitangan mesti memakai peralatan perlindungan pernafasan yang sesuai, seperti alat pernafasan serba lengkap, alat pernafasan oksigen atau topeng muka penuh dengan hos panjang.
Perlindungan mata:Kakitangan hendaklah memakai cermin mata keselamatan atau pelindung muka untuk mengelakkan sentuhan mata dengan nitrogen cecair.
Perlindungan Badan:Kakitangan hendaklah memakai pakaian kalis sejuk untuk memastikan penebat badan.
Perlindungan Tangan:Sarung tangan yang direka untuk menahan sejuk melampau harus dipakai untuk mengelakkan sentuhan tangan dengan nitrogen cecair.
Bahaya
Laluan Kemasukan: Penyedutan
Bahaya Kesihatan: Sentuhan kulit dengan nitrogen cecair boleh mengakibatkan radang dingin. Dalam kes di mana nitrogen cecair berlebihan menyejat pada tekanan standard, ia boleh menyebabkan penurunan tekanan separa oksigen di udara, yang berpotensi menyebabkan kes ekstrem asfiksia hipoksia. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa nitrogen cecair itu sendiri tidak mudah terbakar atau meletup.
Rawatan Keracunan Langkah-langkah Kecemasan
SHubungan keluarga: Dapatkan rawatan perubatan segera untuk radang dingin.
Penyedutan: Sekiranya terhidu gas nitrogen atau kepekatan gas di bawah normal, segera pindahkan individu yang terjejas ke udara segar, memastikan saluran udara tidak terhalang. Jika kesukaran bernafas berlaku, berikan oksigen. Jika pernafasan terhenti, lakukan pernafasan buatan dan dapatkan rawatan perubatan.
Langkah Memadam Kebakaran
Ciri-ciri Bahaya: Apabila bekas nitrogen cecair terdedah kepada haba, terdapat risiko peningkatan tekanan dalaman, yang boleh menyebabkan pecah atau letupan.
Produk Pembakaran Berbahaya: Nitrogen cecair itu sendiri tidak terbakar, jadi tiada produk pembakaran.
Kaedah Memadam Kebakaran: Oleh kerana nitrogen cecair tidak terbakar, langkah memadam kebakaran tidak diperlukan. Jika terdapat kebimbangan mengenai integriti bekas akibat pendedahan haba, kabus dengan air boleh digunakan untuk menyejukkan bekas. Walau bagaimanapun, penyemburan terus air ke nitrogen cecair harus dielakkan untuk mengelakkan potensi bahaya.
Pengendalian Kecemasan
Tindak balas kecemasan:
Sekiranya berlaku kebocoran nitrogen cecair, pindahkan kawasan tercemar dengan segera, gerakkan ke atas angin, dan wujudkan zon pengasingan dengan akses terhad. Anggota kecemasan hendaklah memakai alat pernafasan tekanan positif serba lengkap, pakaian tahan sejuk dan sarung tangan untuk mengelakkan sentuhan langsung dengan bahan yang bocor. Usaha harus dilakukan untuk memotong punca kebocoran, dan kipas pengudaraan harus digunakan untuk menyebarkan gas yang bocor ke kawasan terbuka. Bekas yang bocor hendaklah dikendalikan dengan berhati-hati, dibaiki, diperiksa dan diuji sebelum digunakan semula.
Pengendalian Tumpahan Nitrogen Cecair:
Apabila menyedut gas nitrogen pada kepekatan rendah, gejala awal mungkin termasuk dada sesak, sesak nafas dan keletihan. Selepas itu, kegelisahan, keterujaan yang melampau, gelisah, berlari, menjerit, ekspresi kosong, berjalan tidak stabil, malah koma atau kematian mungkin berlaku dalam kes yang teruk.Langkah-langkah berikut perlu diambil:
1. Segera pindahkan individu dari kawasan tercemar ke lokasi atas angin dan wujudkan zon pengasingan dengan akses terhad.
2. Maklumkan kepada pihak bomba dan pihak berkuasa yang berkaitan.
3. Anggota kecemasan hendaklah memakai alat pernafasan tekanan positif serba lengkap, pakaian tahan sejuk dan sarung tangan.
4. Elakkan kebocoran daripada mengalir ke ruang bawah tanah atau ruang kerja tertutup lain. Jika ini tidak dapat dielakkan, maklumkan kepada pihak berkuasa yang berkaitan dengan segera.
5. Elakkan sentuhan langsung dengan bahan yang bocor. Usaha perlu dilakukan untuk memotong punca kebocoran.
6. Kabus dengan air boleh digunakan untuk mempercepatkan penyejatan cecair, tetapi air tidak boleh disembur terus ke cecair.
7. Elakkan pengumpulan gas di kawasan rendah, dan gunakan kipas ekzos untuk mengarahkan gas yang bocor ke kawasan terbuka. Melarang kakitangan daripada tinggal di kawasan rendah atau bawah angin.
Aplikasi Kegunaan Industri
Nitrogen cecair menemui pelbagai aplikasi dalam proses perindustrian, termasuk:
1. Pembekuan pantas dan pengangkutan produk makanan atau penghasilan ais. Penggunaan dalam penyelidikan fizik suhu rendah.
2. Demonstrasi keadaan suhu rendah dalam pendidikan saintifik, seperti membenamkan objek pada suhu bilik dalam nitrogen cecair, menyebabkan ia menjadi rapuh seperti kaca.
3. Menyediakan suhu yang diperlukan untuk superkonduktor suhu tinggi seperti yttrium barium kuprum oksida. Bertindak sebagai penyejuk untuk pembekuan cepat tisu biologi untuk mengelakkan kerosakan.
4. Penggunaan dalam pembuatan baja nitrogen.
5. Aplikasi dalam analisis kimia, seperti kaedah ujian kawasan permukaan BET.
Kegunaan Biologi dan Perubatan
Nitrogen cecair juga mempunyai pelbagai aplikasi dalam biologi dan perubatan, termasuk:
1. Pembasmian perosak, seperti semut api import merah.
2. Membantu dalam hemostasis dan penyingkiran luka-luka dangkal yang boleh dikeluarkan dari kulit melalui pembekuan pantas dalam prosedur pembedahan.
3. Penyimpanan tisu hidup, sampel biologi, sperma dan telur melalui cryopreservation untuk mengekalkan daya maju dan penggunaan jangka panjang.
4. Menekankan sekali lagi, nitrogen cecair digunakan secara meluas sebagai penyejuk untuk pembekuan pesat tisu biologi untuk mengelakkan kerosakan.
Maklumat Kawal Selia
Penggunaan nitrogen cecair yang selamat adalah tertakluk kepada peraturan dan piawaian di pelbagai negara, merangkumi penyimpanan, pengangkutan dan pengendalian. Apabila menggunakan nitrogen cecair, pematuhan ketat terhadap peraturan keselamatan tempatan dan antarabangsa adalah penting untuk memastikan keselamatan kakitangan dan alam sekitar.
