Ko pomislimo na nizke temperature, si morda predstavljamo hladen zimski dan, toda ali ste se kdaj vprašali, kakšen je občutek globokega mraza? Vrsta mraza, ki je tako močan, da lahko zamrzne predmete v trenutku? Tu nastopita tekoči dušik in tekoči kisik. Te snovi se pogosto uporabljajo v znanstvenih raziskavah, medicinskih postopkih in celo kulinariki. V tem blogu se bomo poglobili v lastnosti teh dveh spojin in raziskali fascinanten svet globokega mraza.
Tekoči dušik je tekočina brez barve, vonja in okusa, ki vre pri -195,79 °C (-320 °F). Sestavljen je iz molekul dušika, ki so bile ohlajene v tekoče stanje. Ena od edinstvenih lastnosti tekočega dušika je, da lahko takoj zamrzne predmete ob stiku. Zaradi tega je uporaben za kriogeno konzerviranje bioloških materialov, kot so sperma, vzorci tkiv in celo celi organizmi. Uporablja se tudi pri proizvodnji ogljikovih vlaken in hlajenju računalniških delov.
Po drugi strani pa je tekoči kisik temno modra tekočina brez vonja in okusa, ki vre pri -183 °C (-297 °F). Sestavljen je iz molekul kisika, ki so bile ohlajene v tekoče stanje. Za razliko od tekočega dušika je tekoči kisik zelo reaktiven in se lahko pod določenimi pogoji zlahka vname. Zaradi tega je uporaben pri raketnem pogonu, varjenju in rezanju kovin. Uporablja se tudi pri zdravljenju bolezni dihal, kot je kronična obstruktivna pljučna bolezen (KOPB).
Če združimo tekoči dušik in tekoči kisik, dobimo mešanico kisika in dušika. Ta kombinacija je lahko nevarna zaradi možnosti eksplozivnih reakcij. Vendar pa se lahko v nadzorovanih okoljih dušik kisik uporablja za različne namene, kot je krioterapija ali zdravljenje pomlajevanja kože. Pri tej metodi se na kožo nanese mešanica tekočega dušika in tekočega kisika, kar povzroči zoženje krvnih žil in zmanjša vnetje.
Kot smo že omenili, ima globoko hladno lahko vrsto aplikacij in svet kulinarike ni izjema. Kuharji lahko uporabljajo tekoči dušik za pripravo zamrznjenih živil, kot je sladoled ali sorbet, s hitrim zamrzovanjem mešanice s tekočim dušikom. Podobno lahko tekoči kisik uporabimo za pripravo pen in gaziranih omak. Te tehnike se pogosto uporabljajo v molekularni gastronomiji za ustvarjanje edinstvenih tekstur in predstavitev.
Lahko bi se vprašali, kako pridobimo tekoči dušik in tekoči kisik, če upoštevamo njuna izjemno nizka vrelišča. Odgovor je v procesu, imenovanem frakcijska destilacija, kjer se zrak stisne in ohladi, dokler ne postane tekočina. Različne sestavine zraka, kot sta dušik in kisik, imajo različna vrelišča in jih je mogoče ločiti z destilacijo. Ta postopek zahteva posebno opremo in se običajno izvaja v industrijskem obsegu.
Skratka, zaradi lastnosti tekočega dušika in tekočega kisika sta pomembna sestavna dela na različnih področjih znanosti, medicine in celo kuhanja. Te snovi ponujajo fascinanten vpogled v svet globokega mraza in zapletene mehanizme, ki urejajo obnašanje snovi. Z nadaljnjimi raziskavami in razvojem bomo morda v prihodnosti odkrili še več aplikacij za te spojine.
Čas objave: 28. september 2022
