Kiedy myślimy o niskich temperaturach, możemy sobie wyobrazić chłodny zimowy dzień, ale czy zastanawiałeś się kiedyś, jak naprawdę wygląda głębokie zimno? Zimno tak intensywne, że w jednej chwili może zamrozić przedmioty? To tu z pomocą przychodzi ciekły azot i ciekły tlen. Substancje te są często wykorzystywane w badaniach naukowych, procedurach medycznych, a nawet sztuce kulinarnej. Na tym blogu zagłębimy się w właściwości tych dwóch związków i odkryjemy fascynujący świat głębokiego zimna.
Ciekły azot to bezbarwny, bezwonny i pozbawiony smaku płyn, który wrze w temperaturze -195,79°C (-320°F). Składa się z cząsteczek azotu, które zostały schłodzone do stanu ciekłego. Jedną z unikalnych właściwości ciekłego azotu jest to, że po kontakcie może on natychmiastowo zamrozić przedmioty. Dzięki temu jest przydatny do kriogenicznego konserwowania materiałów biologicznych, takich jak plemniki, próbki tkanek, a nawet całe organizmy. Wykorzystuje się go także do produkcji włókna węglowego i chłodzenia części komputerowych.
Z drugiej strony ciekły tlen to ciemnoniebieski, bezwonny i pozbawiony smaku płyn, który wrze w temperaturze -183°C (-297°F). Składa się z cząsteczek tlenu, które zostały schłodzone do stanu ciekłego. W przeciwieństwie do ciekłego azotu, ciekły tlen jest wysoce reaktywny i może łatwo zapalić się w pewnych warunkach. Dzięki temu jest przydatny w napędzie rakietowym, spawaniu i cięciu metalu. Jest również stosowany w leczeniu chorób układu oddechowego, takich jak przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP).
Jeśli chodzi o połączenie ciekłego azotu i ciekłego tlenu, otrzymujemy mieszaninę tlenu i azotu. Ta kombinacja może być niebezpieczna ze względu na możliwość wystąpienia reakcji wybuchowych. Jednakże w kontrolowanych środowiskach azot tlenowo-tlenowy można wykorzystać do różnych celów, takich jak krioterapia czy zabiegi odmładzające skórę. W tej metodzie na skórę aplikowana jest mieszanina ciekłego azotu i ciekłego tlenu, co powoduje zwężenie naczyń krwionośnych i zmniejszenie stanu zapalnego.
Jak wspomniano wcześniej, głębokie zimno może mieć szereg zastosowań, a świat kulinarny nie jest wyjątkiem. Szefowie kuchni mogą używać ciekłego azotu do przygotowywania mrożonek, takich jak lody lub sorbety, poprzez szybkie zamrażanie mieszaniny ciekłym azotem. Podobnie ciekły tlen można wykorzystać do tworzenia pianek i napowietrzonych sosów. Techniki te są często stosowane w kuchni molekularnej w celu tworzenia unikalnych tekstur i prezentacji.
Można się zastanawiać, w jaki sposób uzyskujemy ciekły azot i ciekły tlen, biorąc pod uwagę ich wyjątkowo niskie temperatury wrzenia. Odpowiedź leży w procesie zwanym destylacją frakcyjną, podczas którego powietrze jest sprężane i schładzane, aż stanie się cieczą. Różne składniki powietrza, takie jak azot i tlen, mają różne temperatury wrzenia i można je oddzielić poprzez destylację. Proces ten wymaga specjalistycznego sprzętu i zazwyczaj jest realizowany na skalę przemysłową.
Podsumowując, właściwości ciekłego azotu i ciekłego tlenu czynią je ważnymi składnikami w różnych dziedzinach nauki, medycyny, a nawet gotowania. Substancje te oferują fascynujący wgląd w świat głębokiego zimna i zawiłe mechanizmy rządzące zachowaniem materii. Dzięki ciągłym badaniom i rozwojowi możemy w przyszłości odkryć jeszcze więcej zastosowań tych związków.
Czas publikacji: 28 września 2022 r
