Introduktion
Jag vill i detta ämne visa enkla regler för hantering och videohandbok för dewarbad med flytande kväve och acetonberedning. Denna tråd är nästa del av lågtemperaturbadämnen, du kan lära dig tidigare del Torris (-78,5 grader) laboratoriehantering för att vara mer säker och säker i lågtemperatursyntesförfaranden.
Allmänt
Kryogena vätskor har kokpunkter som är lägre än -73ºC (-100ºF). Flytande kväve, flytande syre och koldioxid är de vanligaste kryogena materialen som används i laboratoriet. Riskerna kan omfatta brand, explosion, försprödning, tryckuppbyggnad, frostskador och kvävning.
Många av de säkerhetsåtgärder som gäller för komprimerade gaser gäller även för kryogena vätskor. Ytterligare två faror skapas av de unika egenskaperna hos kryogena vätskor:
Extremt låga temperaturer - Den kalla avkokningsångan från kryogena vätskor fryser snabbt mänsklig vävnad. De flesta metaller blir starkare när de utsätts för kalla temperaturer, men material som kolstål, plast och gummi blir spröda eller spricker till och med vid påfrestningar vid dessa temperaturer. Korrekt materialval är viktigt. Köldbrännskador och frostskador som orsakas av kryogena vätskor kan leda till omfattande vävnadsskador.
Förångning - Alla kryogena vätskor producerar stora gasvolymer när de förångas. Flytande kväve expanderar 696 gånger när det förångas. Expansionsförhållandet för argon är 847:1, för väte 851:1 och för syre 862:1. Om dessa vätskor förångas i en förseglad behållare kan de skapa enorma tryck som kan få behållaren att brista. Av denna anledning är trycksatta kryogena behållare vanligtvis skyddade med flera tryckavlastningsanordningar.
Förångning av kryogena vätskor (utom syre) i ett slutet område kan orsaka kvävning. Förångning av flytande syre kan skapa en syrerik atmosfär som främjar och påskyndar förbränning av andra material. Förångning av flytande väte kan bilda en extremt brandfarlig blandning med luft.
Kryogena vätskor har kokpunkter under -73ºC (-100ºF). Flytande kväve, flytande syre och koldioxid är de vanligaste kryogena materialen som används i laboratorier. Riskerna kan omfatta brand, explosion, försprödning, tryckuppbyggnad, frostskador och kvävning.
Många av de säkerhetsåtgärder som gäller för komprimerade gaser gäller även för kryogena vätskor. Ytterligare två faror uppstår på grund av de unika egenskaperna hos kryogena vätskor.
Allmänt
Kryogena vätskor har kokpunkter som är lägre än -73ºC (-100ºF). Flytande kväve, flytande syre och koldioxid är de vanligaste kryogena materialen som används i laboratoriet. Riskerna kan omfatta brand, explosion, försprödning, tryckuppbyggnad, frostskador och kvävning.
Många av de säkerhetsåtgärder som gäller för komprimerade gaser gäller även för kryogena vätskor. Ytterligare två faror skapas av de unika egenskaperna hos kryogena vätskor:
Extremt låga temperaturer - Den kalla avkokningsångan från kryogena vätskor fryser snabbt mänsklig vävnad. De flesta metaller blir starkare när de utsätts för kalla temperaturer, men material som kolstål, plast och gummi blir spröda eller spricker till och med vid påfrestningar vid dessa temperaturer. Korrekt materialval är viktigt. Köldbrännskador och frostskador som orsakas av kryogena vätskor kan leda till omfattande vävnadsskador.
Förångning - Alla kryogena vätskor producerar stora gasvolymer när de förångas. Flytande kväve expanderar 696 gånger när det förångas. Expansionsförhållandet för argon är 847:1, för väte 851:1 och för syre 862:1. Om dessa vätskor förångas i en förseglad behållare kan de skapa enorma tryck som kan få behållaren att brista. Av denna anledning är trycksatta kryogena behållare vanligtvis skyddade med flera tryckavlastningsanordningar.
Kryogena vätskor har kokpunkter under -73ºC (-100ºF). Flytande kväve, flytande syre och koldioxid är de vanligaste kryogena materialen som används i laboratorier. Riskerna kan omfatta brand, explosion, försprödning, tryckuppbyggnad, frostskador och kvävning.
Många av de säkerhetsåtgärder som gäller för komprimerade gaser gäller även för kryogena vätskor. Ytterligare två faror uppstår på grund av de unika egenskaperna hos kryogena vätskor.
Faror
Extrem kylaÅngan från flytande kväve kan snabbt frysa hudvävnad och ögonvätska, vilket kan leda till köldskador, förfrysning och permanenta ögonskador även vid kortvarig exponering.
Kvävning
Flytande kväve expanderar 696 gånger i volym när det förångas och har inga varningsegenskaper som lukt eller färg. Om tillräckligt mycket flytande kväve förångas så att syrehalten sjunker till under 19,5% finns det därför risk för syrebrist, vilket kan leda till medvetslöshet. Om syrebristen är extrem kan det leda till döden. För att förhindra kvävningsrisker måste hanterarna se till att rummet är väl ventilerat när kryogener används inomhus.Syreberikning
Vid överföring av flytande kväve kan syret i luften som omger ett inneslutningssystem för kryogener lösas upp och skapa en syreberikad miljö när systemet återgår till omgivande temperatur. Eftersom kokpunkten för kväve är lägre än för syre, avdunstar flytande syre långsammare än kväve och kan byggas upp till nivåer som kan öka brandfarligheten hos material som kläder i närheten av systemet. Utrustning som innehåller kryogena vätskor måste hållas borta från brännbara material för att minimera brandrisken. Kondenserat syre i en kallfälla kan tillsammans med organiskt material i fällan bilda en explosiv blandning.
Vid överföring av flytande kväve kan syret i luften som omger ett inneslutningssystem för kryogener lösas upp och skapa en syreberikad miljö när systemet återgår till omgivande temperatur. Eftersom kokpunkten för kväve är lägre än för syre, avdunstar flytande syre långsammare än kväve och kan byggas upp till nivåer som kan öka brandfarligheten hos material som kläder i närheten av systemet. Utrustning som innehåller kryogena vätskor måste hållas borta från brännbara material för att minimera brandrisken. Kondenserat syre i en kallfälla kan tillsammans med organiskt material i fällan bilda en explosiv blandning.
Tryckuppbyggnad och explosioner
Utan tillräcklig avluftning eller tryckavlastningsanordningar på behållarna kan enorma tryck byggas upp vid kryogenavdunstning. Användare måste se till att kryogena vätskor aldrig finns i ett slutet system. Använd ett tryckavlastningskärl eller ett avluftningslock för att skydda mot tryckuppbyggnad.Hantering
Försiktiga säkerhetsrutiner- Flytande kväve ska hanteras i väl ventilerade utrymmen.
- Hantera vätskan långsamt för att minimera kokning och stänk. Använd tång för att dra ut föremål som är nedsänkta i en kryogen vätska - Kokning och stänk uppstår alltid när man laddar eller fyller en varm behållare med kryogen vätska eller när man stoppar in föremål i dessa vätskor.
- Transportera inte flytande kväve i Dewars av glas med vid mynning eller Dewars som inte är skyddade med säkerhetstejp.
- Använd endast godkända behållare. Slagtåliga behållare som tål de extremt låga temperaturerna bör användas. Material som kolstål, plast och gummi blir spröda vid dessa temperaturer.
- Förvara endast flytande kväve i behållare med löst sittande lock (försegla aldrig flytande kväve i en behållare). En tätt försluten behållare kommer att bygga upp tryck när vätskan kokar och kan explodera efter en kort tid.
- Rör aldrig vid oisolerade kärl som innehåller kryogena vätskor. Kött fastnar på extremt kalla material. Även icke-metalliska material är farliga att vidröra vid låga temperaturer.
- Manipuleraeller modifiera aldrig säkerhetsanordningar som flaskventilen eller tankens regulator.
- Flytande kväve ska endast förvaras i väl ventilerade utrymmen (förvara inte i trånga utrymmen).
- Förvarainte flytande kväve under längre perioder i en oövertäckt behållare.
- Cylindrar och Dewars bör inte fyllas till mer än 80% av kapaciteten, eftersom expansion av gaser under uppvärmning kan orsaka överdriven tryckuppbyggnad.
Personlig skyddsutrustning
Ögon-/ansiktsskyddEtt heltäckande ansiktsskydd över skyddsglasögon eller skyddsglasögon mot kemiskt stänk rekommenderas vid överföring och hantering av kryogena vätskor för att minimera skador i samband med stänk eller explosion.
Skydd förhuden
Löst sittande värmeisolerade handskar eller läderhandskar, långärmade skjortor och byxor utan manschetter ska bäras vid hantering av flytande kväve. Skyddsskor rekommenderas också vid hantering av behållare.En särskild anmärkning om isolerade handskar: Handskarna ska vara löst sittande så att de snabbt kan tas av om kryogen vätska spills på dem. Isolerade handskar är inte gjorda för att händerna ska kunna stoppas ned i kryogen vätska. De ger endast ett kortvarigt skydd mot oavsiktlig kontakt med vätskan.
Videohandbok för bad med flytande kväve/aceton (-94 °C)
Traditionella kylbad
Vatten- och isbad
Ett bad med is och vatten håller en temperatur på 0 °C, eftersom vattnets smältpunkt är 0 °C. Om man däremot tillsätter ett salt, t.ex. natriumklorid, sänks temperaturen genom egenskapen fryspunktssänkning. Även om den exakta temperaturen kan vara svår att kontrollera, påverkas temperaturen av viktförhållandet mellan salt och is.
Ett bad med is och vatten håller en temperatur på 0 °C, eftersom vattnets smältpunkt är 0 °C. Om man däremot tillsätter ett salt, t.ex. natriumklorid, sänks temperaturen genom egenskapen fryspunktssänkning. Även om den exakta temperaturen kan vara svår att kontrollera, påverkas temperaturen av viktförhållandet mellan salt och is.
- -10 °C kan uppnås med ett massförhållande på 1:2,5 mellan kalciumkloridhexahydrat och is.
- -20 °C kan uppnås med ett massförhållande på 1:3 mellan natriumklorid och is.
Torrisbad vid-78 °C
Eftersomtorris sublimerar vid -78 °C kan en blandning av t.ex. aceton/torris hålla -78 °C. Lösningen kommer inte heller att frysa eftersom aceton kräver en temperatur på cirka -93 °C för att börja frysa. Därför kan andra vätskor med lägre fryspunkt (pentan: -95 °C, isopropylalkohol: -89 °C) också användas för att hålla badet vid -78 °C.
Torrisbad över-77 °C
För att hålla temperaturer över -77 °C måste man använda ett lösningsmedel med en fryspunkt över -77 °C. När torris tillsätts till acetonitril börjar badet att kylas. När temperaturen når -41 °C kommer acetonitrilen att frysa. Därför måste torrisen tillsättas långsamt för att undvika att hela blandningen fryser. I dessa fall kan en badtemperatur på -55 °C uppnås genom att välja ett lösningsmedel med en liknande fryspunkt (n-oktan fryser vid -56 °C).
Bad medflytande kväve över -196 °C
Bad med flytande kväve följer samma idé som torrisbad. En temperatur på -115 °C kan upprätthållas genom att långsamt tillsätta flytande kväve till etanol tills den börjar frysa (vid -116 °C).
Vatten/is-alternativ
I vatten- och isbaserade bad används vanligen kranvatten eftersom det är lätt att få tag på och eftersom det är dyrare att använda ultrarent vatten. Kranvatten och is som härrör från kranvatten kan dock utgöra en förorening för biologiska och kemiska prover. Detta har lett till en mängd isolerade anordningar som syftar till att skapa en liknande kyl- eller frysningseffekt som isbad utan att använda vatten eller is.
Eftersomtorris sublimerar vid -78 °C kan en blandning av t.ex. aceton/torris hålla -78 °C. Lösningen kommer inte heller att frysa eftersom aceton kräver en temperatur på cirka -93 °C för att börja frysa. Därför kan andra vätskor med lägre fryspunkt (pentan: -95 °C, isopropylalkohol: -89 °C) också användas för att hålla badet vid -78 °C.
Torrisbad över-77 °C
För att hålla temperaturer över -77 °C måste man använda ett lösningsmedel med en fryspunkt över -77 °C. När torris tillsätts till acetonitril börjar badet att kylas. När temperaturen når -41 °C kommer acetonitrilen att frysa. Därför måste torrisen tillsättas långsamt för att undvika att hela blandningen fryser. I dessa fall kan en badtemperatur på -55 °C uppnås genom att välja ett lösningsmedel med en liknande fryspunkt (n-oktan fryser vid -56 °C).
Bad medflytande kväve över -196 °C
Bad med flytande kväve följer samma idé som torrisbad. En temperatur på -115 °C kan upprätthållas genom att långsamt tillsätta flytande kväve till etanol tills den börjar frysa (vid -116 °C).
Vatten/is-alternativ
I vatten- och isbaserade bad används vanligen kranvatten eftersom det är lätt att få tag på och eftersom det är dyrare att använda ultrarent vatten. Kranvatten och is som härrör från kranvatten kan dock utgöra en förorening för biologiska och kemiska prover. Detta har lett till en mängd isolerade anordningar som syftar till att skapa en liknande kyl- eller frysningseffekt som isbad utan att använda vatten eller is.
Last edited: