O nitrogênio líquido é o dinitrogênio gasoso resfriado abaixo de seu ponto de ebulição a 77,36 K ( -195,79 ° C ) sob uma pressão de uma atmosfera (atm). Tem a aparência de um líquido límpido, do qual escapam os vapores brancos. O nitrogênio líquido condensado pela primeira vez na forma de névoa pelo químico e físico francês Louis Paul Cailletet em 1877 , alguns dias depois pelo físico suíço Raoul Pictet , foi obtido de forma mais estável em 1883 pelos cientistas poloneses Karol Olszewski e Zygmunt Wróblewski da Universidade de Cracóvia ( Uniwersytet Jagielloński ), é um líquido criogênico muito comum, tanto na pesquisa científica quanto na indústria, especialmente devido ao seu baixo custo (de l (cerca de cinco centavos de euro por litro, ou cerca de cinquenta vezes menos que hélio líquido ).
É usado, por exemplo, nas ciências biológicas para armazenar ou moer material biológico a uma temperatura muito baixa, onde a ação das enzimas é fortemente inibida.
É armazenado em cilindros isotérmicos reservados para este uso. O dewar é comumente usado em laboratórios para armazenar nitrogênio líquido. O excelente isolamento deste vaso resulta em uma “fervura” muito lenta, o que permite uma longa conservação do nitrogênio líquido e evita equipamentos de refrigeração caros .
A densidade do nitrogênio líquido depende da temperatura e da pressão. Na pressão de equilíbrio entre líquido e gás, leva os seguintes valores:
O ponto de ebulição do nitrogênio é 77,36 K sob a pressão de uma atmosfera e aumenta com a pressão.
O nitrogênio líquido é usado na área médica para o tratamento de verrugas , tumores (benignos ou malignos: câncer de pele ), preservação de tecidos , óvulos , embriões , espermatozoides ou medula óssea . Cada tipo de célula deve ser congelada com uma taxa de resfriamento específica. Por isso, os pesquisadores ainda não conseguiram congelar órgãos inteiros, constituídos de múltiplos tecidos celulares, sem destruí-los.
A baixíssima temperatura do nitrogênio líquido impede o funcionamento de enzimas capazes de degradar o DNA, RNA ou proteínas que queremos extrair, até que possamos colocar inibidores dessas enzimas no coração das células, no pó obtido após a trituração .
Para amostras de plantas, a trituração é continuada até que um pó verde-esbranquiçado seja obtido (se necessário, uma pequena quantidade de nitrogênio é adicionada para continuar a moagem).
O nitrogênio líquido é usado para congelamento rápido ( ultracongelamento ) e preservação de alimentos.
Pessoas, em particular Hervé This , propuseram o uso de nitrogênio líquido como meio alternativo de fazer sorvete sem a necessidade de uma sorveteira para limitar a formação de cristais de gelo.
O nitrogênio líquido é usado para:
O nitrogênio líquido é um rejeito industrial do oxigênio líquido e é bastante barato. Alguns pesquisadores desenvolveram a ideia de usá-lo como fonte de energia para mover um veículo simplesmente relaxando em um cilindro.
O nitrogénio líquido é também utilizado para extremo arrefecimento de transformadores ( extremcooling ), a fim de alcançar overclocking registos .
O nitrogênio líquido também pode ser usado como inseticida contra pragas rastejantes, como baratas ou baratas. O procedimento é simples, mas seu uso requer infinitos cuidados. O técnico faz furos nas divisórias das casas infectadas e, em seguida, despeja nitrogênio líquido nelas. O nitrogênio evapora e resfria consideravelmente a atmosfera, resfriando os insetos no local, que morrem instantaneamente. Este procedimento é raro, mas eficaz; é usado nos Estados Unidos,
Existem dois riscos principais associados ao uso de nitrogênio líquido (ou de hélio líquido, por exemplo):
1. risco de queimadura pelo frio ou queimaduras criogênicas.
2. risco de anóxia : deve-se garantir que a ventilação do espaço em que o nitrogênio líquido é armazenado ou utilizado seja suficiente, pois o nitrogênio líquido, mesmo em um cilindro isotérmico, evapora e produz uma grande quantidade de gás dinitrogênio capaz de reduzir a proporção de dioxigênio no ar ambiente de um espaço confinado, daí o risco de asfixia, ou melhor, de anóxia . Para entender melhor as quantidades de gás envolvidas, pode-se especificar que 1 litro de nitrogênio líquido pode facilmente liberar cerca de 0,7 m 3 ( 700 litros) de nitrogênio gasoso por evaporação à temperatura ambiente. O risco é que, em uma atmosfera de nitrogênio ligeiramente confinada, a respiração não seja mais fornecida com oxigênio . Acontece que a diminuição do oxigênio no ar inspirado não causa sensação de asfixia: esta se deve apenas ao aumento do dióxido de carbono no sangue, e a eliminação deste ainda funciona, mesmo em um ambiente pobre em oxigênio. atmosfera. Portanto, a anoxia causa síncope e morte sem quaisquer sinais de alerta . É por isso que um oxímetro , conectado a um poderoso alarme sonoro e visual, deve ser instalado imperativamente próximo a qualquer local de armazenamento e amostragem.
Consequentemente, é obrigatória a afixação de pictogramas relativos a estes riscos nas instalações (garrafas, tanques, etc.) e nos locais .
Além disso, quando um recipiente contendo nitrogênio líquido é deixado no ar ambiente, a evaporação do nitrogênio líquido leva à condensação do oxigênio ambiente. Portanto, você deve ter cuidado com os recipientes deixados ao ar livre por muito tempo, pois o líquido dentro dele poderia ter sido substituído por oxigênio líquido, com todos os perigos de incêndio associados ao oxigênio líquido. O oxigênio líquido tem uma cor ligeiramente azulada e uma temperatura de 90,188 K ( -182,96 ° C ).