Creación y usos del nitrógeno líquido

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Objetivos

Objetivo General:

Investigar las funciones y usos que tiene el nitrógeno líquido así como las ventajas y desventajas de utilizar este químico, tomando en cuenta sus propiedades y los efectos que tiene en las sustancias tanto liquidas como sólidas, indagando y realizando experimentos para una mejor comprensión de sus aplicaciones para usarlo correctamente teniendo las debidas precauciones al manipularlo.

Objetivos específicos:

- Permitir explorar y comprobar lo que es en si el nitrógeno líquido, dando paso a descubrimiento por parte de las alumnas las diferentes funciones que este puede tener, ya sea en el área científica, como en la vida cotidiana.

- Observar y analizar su capacidad de mantener temperaturas muy por debajo del punto de congelación, y observando sus características que lo califican por ser inodoro, incoloro, e insípido, claramente experimentado con una debida protección.

- Generar curiosidad e interés por el uso de gases criogénicos en especial del nitrógeno líquido para la elaboración de experimentos.

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Marco teórico

El término nitrógeno es el nombre del elemento químico cuyo número atómico es 7 y que tiene como símbolo químico N.

El nitrógeno líquido es nitrógeno puro en estado líquido a una temperatura igual o menor a su temperatura de ebullición, que es de -195,8 °C a una presión de una atmósfera. El nitrógeno líquido es incoloro e inoloro. Su densidad en el punto triple es de 0,807 g/ml.

Es un fluido criogénico que puede causar rápido congelamiento al contacto con tejidos vivos, tiene una constante dieléctrica de 1,4. Cuando es apropiadamente aislado del calor externo, el nitrógeno líquido puede ser almacenado y transportado, por ejemplo en recipientes térmicos. Donde, temperaturas muy bajas son mantenidas constantes a 77 K por la lenta evaporación del líquido, resultando en la liberación del gas Nitrógeno.

El Nitrógeno líquido puede ser fácilmente convertido para sólido por su colocación en una cámara de vacío accionada por una bomba de vacío centrífuga.

Aplicaciones:

El nitrógeno líquido es una fuente de fácil transporte y compacta de gas nitrógeno sin presurización. Además, su capacidad para mantener temperaturas muy por debajo del punto de congelación del agua hace que sea muy útil en una amplia gama de aplicaciones, principalmente como un ciclo abierto de refrigerante, incluyendo:

- En obra pública se emplea para sellar las vías de agua en la construcción de túneles bajo el agua o nivel freático del terreno, aplicando con lanzas en el interior de las fisuras por donde penetra el agua, el nitrógeno líquido la congela taponando así la vía y dando tiempo a aplicar colas u otros materiales sellantes.

- Es también empleado en la criogenia o conservación de muestras biológicas, para procurar una congelación rápida que evite el daño de estructuras.

- Como refrigerador para prácticas extremas de overclock.

- Como refrigerantes para las cámaras CCD astronomía.

- Para almacenar células de muestra en un laboratorio.

- Como fuente de nitrógeno seco.

- Para la congelación y transporte de alimentos.

- Para conservación de sangre, esperma, ovarios u otra clase de muestras tisulares.

- Para congelar el agua de las cañerías en ausencia de válvula de paso.

- En crioterapia para la eliminación de cánceres de piel, verrugas o hemorroides.

- Para la promación de cadáveres.

- En la preparación de alimentos, como para hacer helado.

- Para preservar muestras de tejido de extirpaciones quirúrgicas para futuros estudios.

Medidas de seguridad:

Debido a las temperaturas extremadamente bajas, la manipulación descuidada del nitrógeno líquido puede resultar en quemaduras por frio y hasta pérdida de la parte del cuerpo afectada.

Se debe tener en mente que como el nitrógeno líquido se evapora, va a reducir la concentración de oxígeno en el aire y podrá actuar como un agente asfixiante, especialmente en espacio confinado. El nitrógeno es inodoro, sin color o sabor y puede producir asfixia sin ninguna sensación previa de alerta.

Existen varios riesgos asociados a la utilización del nitrógeno líquido:

•Quemaduras por contacto directo.

•Quemaduras por contacto con equipos y canalizaciones en los que es corriente que se forme hielo.

•Lesiones pulmonares al respirar gas muy frío procedente de la vaporización del nitrógeno licuado.

•Asfixia por evaporación de nitrógeno líquido a gas, que puede desplazar el oxígeno del aire y producir suboxigenación.

•Fragilización de materiales.

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Metodología

La metodología de trabajo para la elaboración de nuestro proyecto es la siguiente:

- Investigación sobre el nitrógeno líquido y como se elabora.

- Investigación sobre la creación de hielo seco con base en materiales de bajo costo y fáciles de conseguir.

- Cotizacion de materiales en ferreterías y farmacias.

- Elaboración del hielo seco.

- Elaboración del nitrógeno líquido.

- Recopilación de datos sobre experimentos a elaborar.

- Prueba de experimentos.

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