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液氮

发布日期:2025-07-05 18:44 浏览次数:

液氮(Liquid Nitrogen,简称 LN₂)是氮气的液态形式,在常压下冷却至沸点 -196℃(77K) 以下时形成。它是低温技术和工业中应用最广泛的低温液体之一。以下是关于液氮的详细介绍:


主要特性

  1. 物理性质

    • 颜色:无色透明(液态)。

    • 密度:约 0.808 g/cm³(沸点下),比气态氮(1.25 g/L,标准状态)密度高约 600倍

    • 沸点-196℃(1个大气压下)。

    • 凝固点-210℃(进一步冷却会形成固态氮)。

  2. 化学性质

    • 惰性气体,常温下化学性质稳定,不支持燃烧。

    • 在高温或放电条件下可与锂、镁等活泼金属反应生成氮化物。


制备方法

通过 空气分馏法(与液氧类似):

  1. 空气压缩、净化并液化。

  2. 利用氮气(沸点 -196℃)和氧气(沸点 -183℃)的沸点差异分馏。

  3. 液态氮被分离并储存于绝热容器中。


应用领域

  1. 低温冷冻

    • 食品工业(速冻海鲜、冰淇淋等)。

    • 生物样本保存(细胞、精子、胚胎的冷冻)。

  2. 医疗

    • 冷冻手术(如去除皮肤疣、肿瘤)。

    • 医疗器械的低温处理。

  3. 工业

    • 超导材料冷却(如MRI磁体需液氮维持低温)。

    • 金属冷处理(提高硬度和耐磨性)。

    • 化工中的惰性保护气氛。

  4. 科研与教育

    • 低温物理实验(超导、量子研究)。

    • 演示“莱顿弗罗斯特效应”等趣味实验。

  5. 其他

    • 舞台烟雾效果(液氮汽化产生白色雾气)。


安全注意事项

  1. 极端低温

    • 直接接触会导致严重冻伤(比液氧更危险,因沸点更低)。

    • 操作时需佩戴防冻手套和护目镜。

  2. 窒息风险

    • 液氮汽化后体积膨胀约 696倍,在密闭空间中可能置换氧气,引发窒息。

  3. 储存与运输

    • 使用杜瓦瓶或真空绝热容器。

    • 避免完全密封(防止压力累积爆炸)。

  4. 物理危险

    • 快速汽化可能导致容器喷射或爆炸(如倒入狭窄管道时)。


有趣事实


与液氧的对比

特性 液氮(LN₂) 液氧(LOX)
沸点 -196℃ -183℃
化学活性 惰性 强氧化剂
危险性 低温+窒息 低温+助燃/爆炸
主要用途 冷冻、冷却 燃烧支持、航天
 

X防城港市华欧气体有限公司

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