液氮
液態氮(常寫為LN2)是指惰性、無色、無嗅、無腐蝕性、不可燃的氮氣在溫度極低的環境下而得到的液體[1],是氮氣在低溫下形成的液體形態。氮的沸點為−195.79 °C(77 K),在正常大氣壓下溫度如果在這以下就會形成液氮;如果加壓,可以在更高的溫度下得到液氮。人體若在無保護措施之情況接觸,皮膚會有嚴重凍傷之危險[2]。如在常壓下汽化產生的氮氣過量,可使空氣中氧分壓下降,引起缺氧窒息。
在工業中,液態氮是由空氣分餾而得。先將空氣淨化後,在加壓、冷卻的環境下液化,藉由空氣中各組分之沸點不同加以分離。未被液化的氦氣最先洩出,接著就是占空氣中78.09%的氮氣,再來是占空氣中0.93%的氬氣,最後是占20.95%的氧氣。
用途
工業生產中,用壓縮液體空氣分餾的方法獲得液氮,可以用於作為深度製冷劑,由於其化學惰性,可以直接和生物組織接觸,立即冷凍而不會破壞生物活性,因此可以用於:
安全性
液態氮在常壓時的溫度相當的低,一旦與物體表面接觸將迅速地沸騰,同時也會帶走相當大量的熱能。因此,使用液態氮時須額外注意,避免與皮膚的直接接觸。裝填時應穿戴護具,如防凍手套。切忌使用棉質手套,棉質手套會藉由毛細現象吸著大量的液態氮,手套結凍而提高凍傷的可能性(甚至比不穿戴還要危險)。
液態氮在常溫環境下會迅速揮發為氮氣,由液態轉而成為氣態。同一時間,體積將快速膨脹,在非壓力式之密閉容器中儲存恐導致氣爆。若為非正壓式儲存桶,切勿將液態氮常溫儲存於密封容器中。
氮氣屬於非活性物質,若在密閉空間內使用液態氮,由液態氮所汽化出的氮氣將會填滿整個空間,慢慢地取代掉空氣中的氧氣,使氧濃度降低。氮氣無法替代氧氣作為呼吸作用所使用的氧化劑,因此能令人窒息,故必須在開放式的空間中使用液態氮。
應急措施
如吸入,迅速脫離現場至空氣新鮮處,保持呼吸道暢通。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
皮膚接觸:接觸液氮後,浸入溫水中,就醫。
眼睛接觸:脫離富氧區。接觸液氮後,立即用大量水沖洗15分鐘以上,就醫。[3]
急救:
吸入:造成缺氧,必須將其移到空氣清新處,若人員已停止呼吸,採用人工呼吸;若呼吸困難,則吸氧,並迅速尋求醫療援助。
皮膚接觸:脫掉所有限制凍傷部位血液循環的衣服。不要揉搓凍結部分,以免引起肌肉組織受傷。將受傷部位放在不超過105°F(40°C)的溫水中浸泡。並立即請醫生治療。凍傷肌肉組織是無痛的,且呈現臘黃色。當它開始解凍時,皮膚會感覺腫脹,有疼痛感,並且容易感染。如果身體凍傷部分已解凍,須用乾燥無菌布蓋上,並用壹大塊保護性外罩裹好等待醫療處理。對於大面積凍傷,先脫掉衣服,然後用溫水沖洗,並請醫生治療。
眼接觸:接觸液體後,立即用不超過105°F(40°C)的溫水來給凍傷部分升溫。
對保護施救者的忠告:進入事故現場應佩戴自給正壓式呼吸器。