Что такое жидкий азот — применение в косметологии и медицине

Особенности получения азота

Азот всегда присутствует вокруг нас. Так в земной атмосфере этого газа не менее 75 %, он необходим организму человека для выполнения множества обменных процессов. Высокий процент этого вещества есть в белках, аминокислотах, гемоглобине.

В эпоху активного развития промышленности, азот получали из чилийской селитры. Но с уменьшением количества этого полезного ископаемого человечество использует неисчерпаемые атмосферные запасы.

В одной молекуле газа есть два атома. При этом они очень прочно соединены между собой. Нельзя получить соединение с другими элементами, пока атомная связь не разорвана. Сегодня вы можете купить жидкий азот, который получен из воздуха, доведен до жидкого или газообразного состояния.

Опасность для здоровья

Закись азота токсична, поэтому влияет на организм даже в малых дозах. Но при регулярном приеме газа возникают опасные последствия, некоторые из которых необратимы:

• развивается анемия, что ведет к утомляемости и слабости;
• снижается устойчивость организма к инфекциям;
• возможно развитие дефицита витамина В, что влечет повреждение нервов;
• угнетается дыхание, при накапливании в организме проявляется удушьем;
• развивается депрессия, бессонница и на фоне них — агрессия.

Веселящий газ также вызывает кислородное голодание в организме,от которого страдают внутренние органы. Если кислород не поступает в мозг, то он необратимо отмирает через 2-3 минуты. Закись азота накапливается и в костном мозге, что может привести к параличу.

Вдохнув достаточную дозу закиси азота человек может потерять контроль над мышцами тела и упасть в обморок. При этом есть риск получить ушибы и ссадины, но еще большая опасность — трудности с дыханием, что может привести к смерти. При длительном вдыхании также развивается паралич конечностей.

Как и любое вещество, вызывающее эйфорию, веселящий газ приводит к зависимости, которая нуждается в комплексном лечении.

Состояния вещества

Прежде чем переходить к рассмотрению того, как производится жидкий азот, нужно уточнить характеристики вещества. Если в процессе изготовления не было допущено нарушения, эти параметры будут соответствовать ГОСТ, а продукт можно будет эффективно использовать для всех поставленных целей.

Состояние для азота при нормальном атмосферном давлении газообразное:

• Нет запаха или цвета.
• Плохо растворяется в воде.
• Не наблюдается реакции с какими-либо химическими веществами, кроме лития.
• В нагретом состоянии значительно увеличивается способность к созданию химических соединений.
• Полная взрыво- и пожаробезопасность.
• Способность не допускать развития гниения, окислительных процессов.
• Отсутствие токсичности.

Покупатели используют газ для разных целей. Чаще всего встречается его соединение с водородом, которое помогает выработать аммиак. Он востребован во многих отраслях промышленности — от производства хладагента до изготовления удобрений.

Чтобы азот стал жидким, его нужно довести до температуры −195,8 °С. Важно учитывать особенность поведения азотно-кислородной смеси во время сильного прогрева. Именно второй элемент начинает быстрее испаряться.

На производстве часто чередуются циклы вскипания и последующего сжижения. Это помогает влиять на состав газов, получать смесь с необходимыми эксплуатационными качествами.

Также применяется свойство перехода газа между состояниями. Если нагреть один литр вещества в жидкой форме, то на выходе можно получить до 700 литров в газообразном варианте. Потому важно обеспечивать правильное хранение в герметичных баллонах без риска нагрева, с изоляцией.

Иногда может потребоваться также переход вещества в твердое состояние. Кристаллизация начинается при охлаждении до −209,86 °С. Полученные кристаллы начинают плавиться при контакте с кислородом.

Медицинский, пищевой и технический газ

Сфера применения «веселящего газа» достаточно широка. Его свойства позволяют использовать его в медицинских целях для проведения ингаляционного наркоза, в пищевой промышленности его применяют как пропеллент, то есть средство, помогающее при взбивании различных смесей, а также как «упаковочный газ» — вещество, которое закачивают в упаковки для увеличения срока сохранности продукции.

Технический газ содержит большое количество примесей, которые удаляются из вещества медицинского назначения. Техническая окись азота стоит дешевле и более доступна, поэтому чаще попадает в руки непорядочных продавцов. Они продают «веселящий газ» наивной и доверчивой молодежи, уверяя ее, что это чистая и проверенная, абсолютно безопасная продукция.

Зачастую «безопасность» средства подтверждают тем, что, мол, отраву в медицине использовать не станут.

Употребляющие закись азота не учитывают тот факт, что в медицине используется не просто специальный очищенный газ, его еще и смешивают с кислородом в особой пропорции, а также подают прерывисто, то есть на очень короткий срок.

Препарат дают под контролем анестезиолога, в основном он используется для коротких вмешательств в стоматологии, так как достаточно быстро «выветривается». Также специальную смесь дают роженицам на пике схваток, но в малых количествах, потому что он не влияет на состояние плода. Но делается это отнюдь не из воздушных шариков, а при помощи современного оборудования, строго дозирующего наркотическое вещество.

При более сложных вмешательствах используется комбинированный наркоз, при котором закись азота сочетают с другими препаратами: анальгетиками и миорелаксантами. Лишним будет упоминание того, что при хирургическом вмешательстве с наркозом присутствует врач-анестезиолог, а сам пациент постоянно находится под наблюдением приборов.

При использовании же «веселящего газа» из баллончика или воздушного шарика невозможно гарантировать ни чистоту продукта, ни его дозировку. Так что «передоз» такой «радостью» легко может обернуться остановкой дыхания и смертью.

Как делают жидкий азот

Процесс получения такого вещества в жидком состоянии хорошо отработан и помогает выработать нужный продукт. Рассмотрим основные подходы.

Криогенный метод

Использует в работе атмосферный воздух. В основе подхода лежит его сжижение. Процедура состоит из нескольких 3 этапов:

1. Сжатие в компрессоре до нужного состояния, передача в теплообменники.
2. Поступление в детандер, расширение.
3. Охлаждение, перевод в жидкое состояние.

Разница в температурах позволяет разделить кислород и азот. Для достижения нужной чистоты вещества такую процедуру нужно повторять несколько раз.

Обычно криогенный метод используется, когда нужно получить большой объем продукции. Установки для разделения дорогие, имеют большие размеры. Чтобы разместить их, нужно отыскать большую площадь и подвести коммуникации.

Преимущество технологии заключается в чистоте получаемого вещества. В нем будет минимум примесей. При помощи установок можно также получать кислород и аргон в нужном объеме. Состояния разные — жидкое, газообразное.

Мембранный метод

Достаточно старая, хорошо зарекомендовавшая себя технология. Названа так благодаря использованию специальной мембраны с очень небольшими порами. Когда на нее подается воздух, то он свободно проходит через такую преграду, в то время как азот остается и поступает в накопитель.

У метода есть несколько важных преимуществ:

• Чистота получаемого вещества.
• Высокий уровень энергоэффективности производства.
• Возможность быстрого развертывания процесса изготовления газа.

Установки можно легко разместить на предприятии, они не занимают много места. При этом при изготовлении больших объемов подход обычно оказывается нерентабельным.

Адсорбционный метод

Применение адсорбентов для создания газовых смесей также практикуется многими изготовителями. Подход дает возможность получать большие объемы готового продукта достаточно быстро.

Установка представляет собой две колонны. Вещество, применяемое в работе, есть в каждой их них. Воздух забирается напрямую из атмосферы и сжимается в компрессоре. Давление при этом стабилизируется до нужных показателей в ресивере.

Важно также обеспечить правильную фильтрацию. Она гарантирует, что в готовом продукте не будет различных примесей и загрязнений — от пыли и двуокиси углерода до паров воды, ацетилена, иных веществ, рассеянных в городской воздушной среде.

Когда смесь полностью очищена, наступает процесс адсорбционного разделения. Для этого воздух пропускается через колонну, внутри которой установлены углеродные молекулярные сита. Далее смесь поступает во вторую колонную, где происходит накопление азота в ресивере.

Среди важных преимуществ подобной технологии следующие:

• Чистота получаемой смеси достигает отметки в 99,9995 %.
• Весь процесс обработки занимает мало времени.
• Уровень потребления электроэнергии низкий.
• Процедура автоматизирована, что помогает стабилизировать получение важных показателей.
• Недорогое обслуживание оборудования.
• Качественная очистка воздушной смеси от различных атмосферных примесей.

В процессе большое значение имеет расчет уровня рентабельности. Нужно определить, подойдет ли для вас технология.

Получение закиси азота в домашних условиях

Получить веселящий газ можно несколькими путями. Самым доступным в домашних условиях является способ Г. Дэви — термическое разложение нитрата аммония (аммиачной селитры) по реакции:

NH4NO3 = N2O + 2H2O.

В лабораторных условиях более удобным является нагревание сульфаминовой кислоты с азотной кислотой:

NH2SO2OH + HNO3 (73 %) = N2O + H2SO4 + H2O.

однако сульфаминовую и азотную кислоты достать труднее, поэтому мы остановимся на разложении аммиачной селитры. Кстати, разложение аммиачной селитры используется для синтеза закиси азота в промышленных масштабах.

При нагревании нитрата аммония имеет место несколько реакций. Приведем фрагменты из книги Л.И. Багал Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ (1975) ссылка

Нитрат аммония при нагревании несколько выше температуры плавления (сухой нитрат аммония плавится при 169.6°С), разлагается по реакции

NH4NO3 NH3 + HNO3 (1) <… contentScore=»0″></…>

Реакция разложения на закись азота и воду изучалась Бертело, Томсеном и Велеем. Первые два исследователя нашли, что реакция экзотермична

NH4NO3 => N2O + 2H2O + 8.8 ккал (2)

Основными реакциями разложения нитрата аммония при температуре до 270°С являются (1) и (2). Расплавленный нитрат аммония при нагревании выше 250-260°С может выделять окислы азота, азот и воду:

NH4NO3 => 0.5N2 + NO + 2H2O 4NH4NO3 => 3N2 + N2O4 + 8H2O 3NH4NO3 => 2N2 + N2O3 + 6H2O

Саундерс (1922 г), основываясь на результатах газового анализа, пришел к убеждению, что основными реакциями разложения при температуре до 260°С являются (1) и (2), а также реакция

5NH3 + 3HNO3 => 4N2 + 9H2O

Разложение при взрыве по его мнению протекает по реакции

8NH4NO3 => 16H2O + 2NO2 + 4NO + 5N2 <…></…>

Для нормального процесса образования закиси азота путем разложения нитрата аммония его температурный режим и степень чистоты имеют исключительное значения.

Как видно из приведенных выше данных, аммиачная селитра при нагревании до 240-250°С разлагается с образованием закиси азота и воды, однако даже при этой температуре полученный «сырой» газ содержит пары азотной кислоты, оксиды азота NO и NO2, аммиак, хлор (за счет примесей хлоридов), азот и «туман» возогнанной аммиачной селитры. Понятно, что такую смесь вдыхать нельзя (если возникнет мысль повторить опыты Дэви), поскольку это смертельно опасно!

Мало того, если колба закрыта резиновой пробкой, то она даже после кратковременного использования постепенно разрушается (с образованием совсем не безвредных продуктов).

Поэтому способ получения веселящего газа нагреванием аммиачной селитры на сковородке (который зачастую рекомендуют «гуру», чтобы посмеяться над «профанами») выглядит в лучшем случае как черный юмор.

Перейдем к рассмотрению установки.

Нитрат аммония разлагают в колбе Вюрца при осторожном нагревании. Лучше использовать термометр, однако без него при необходимости можно обойтись. Как показал опыт лучше использовать нагрев примерно до 220°С, при этом наблюдается легкое «кипение» расплава. Полученный «сырой газ» для очистки пропускают вначале через охлаждаемую льдом ловушку, для сбора перегоняющейся воды с примесью азотной кислоты. Далее газ проходит через склянку Дрекселя с раствором железного купороса, она также служит своеобразным индикатором скорости выделения газа. Затем газ промывается в импровизированной промывалке (c пористым распылителем) с раствором 5-7 % щелочи (гидроксида натрия или калия), где он очищается от NO2, азотной кислоты, хлора. И, наконец, в третьей промывалке с пористым распылителем, в которую налит раствор сульфата железа (II), закись азота очищается от NO и следов оставшихся примесей. После нее газ содержит закись азота с некоторым количеством воды и азота, а также следами NO2 и NO.

Следует помнить, что очистке закиси азота, если она будет использована для повтора опытов Дэви, следует уделить особое внимание

, в противном случае газ будет токсичным.

В качестве реакционной загрузки использовалось удобрение нитрат аммония (аммиачная селитра).

Хранение жидкого азота и техника безопасности

Хорошо понимая, как образуется жидкий азот, можно сделать выводы о его правильной перевозке, хранении и использовании. Важным требованием является поддержание герметичности тары. Потому баллоны, в которые закачивается смесь, должны регулярно проходить проверку, текущий ремонт и обслуживание.

Наша компания не только занимается продажей, но и проверяет баллоны, обеспечивает быструю перевозку продукции. Для транспортировки используется автотранспорт, в который помещаются цистерны, криогенные сосуды.

Чтобы обеспечить сохранность произведенного вещества, его нужно держать в вакууме. Используется закачивание в сосуды Дьюара с двойными стенками. Внутренняя поверхность проходит серебрение до зеркального состояния — это помогает значительно уменьшить теплопередачу.

Готовый продукт нужно использовать со строгим соблюдением техники безопасности. Лучше не допускать долговременного контакта вещества с незащищенной кожей. Если он все-таки произошел, нужно как можно быстрее промыть пораженную область.

При утечках азот начинает накапливаться на уровне пола. При этом он быстро испаряется, в помещении становится меньше кислорода. Потому если протечка сосуда все-таки произошла, нужно как можно быстрее обеспечить правильное проветривание.

Признаки азотного отравления

Признаки отравления от вдыхания закиси азота можно разделить на две группы. В первую группу входят те из них, которые появляются при непродолжительном употреблении веселящего газа.

К ним относятся:

• Кратковременная потеря памяти (амнезия);
• Безудержный смех без всякой причины;
• Приступы головокружения;
• Головные боли, носящие перманентный приступообразный характер;
• Частые обмороки;

При более продолжительных периодах употребления закиси азота к вышеуказанным признакам добавляются:

• Эмоциональная лабильность;
• Нарушение процессов мышления;
• Неустойчивая походка и невразумительная речь;
• Кратковременные провалы в памяти;
• Ухудшение зрения и слуха;
• Прогрессирующая атрофия головного мозга;

Первая помощь, при отравлении азотными соединениями заключается в следующих действиях:

• Необходимо перенести пострадавшего на открытый воздух;
• Уложить больного таким образом, чтобы обеспечить телу максимальный покой;
• Освободить дыхательные пути отравившегося, обеспечив беспрепятственный доступ кислорода в организм;

После этого необходимо вызвать специализированную бригаду, которая доставит больного в стационар, где ему будет оказана дальнейшая необходимая профессиональная помощь.

Последствия и первая помощь

Длительное вдыхание газа приводит к постепенной атрофии мозга, который не получает достаточно кислорода. Также развивается гиперкапния — организм не может выводит углекислый газ, а попадающий в легкие кислород не попадает в кровь для насыщения внутренних органов.

Эффект от закиси азота проходит через 20-30 минут, а последствия его вдыхания остаются. Иногда человек может потерять сознание при вдыхании газа, в этом случае нужно вызвать скорую и оказать ему помощь:

• убедиться в наличии признаков жизни: проверьте дыхание и пульс;
• если он не дышит, то проведите сердечно-легочную реанимацию.

Опасно верить в то, что веселящий газ безобиден для здоровья. Молодежь и подростки считают вдыхание веселящего газа забавой, получая удовольствия от эйфории и расслабленности, который он вызывает. Но даже один прием слишком большой дозы может привести к летальному исходу, а длительное вдыхание разрушает мозг и угнетает работу всего организма.

Если вашим близким нужна помощь в лечении зависимости от наркотиков, то запишитесь на бесплатную консультацию по телефону горячей линии центра профессионального лечения и реабилитации “Здравница”: 8-800-200-27-23. Наши специалисты подберут план эффективного лечения, сопроводят вас в процессе всего курса.Мы гарантируем результат при соблюдении всех наших рекомендаций.

Похожие статьи:

Как понять, что у человека амфетаминовая зависимость?

От чего зависит эффективность лечения наркоманов и алкоголиков

Феназепам и его наркотическое действие

Наркотическое отравление: первая помощь

Компьютерные игры. Популярное, но опасное увлечение в период эпидемии коронавируса

Разновидности удобрений, содержащих азот

Удобрения называются азотными, если в качестве главного компонента в них присутствует азот.
Классифицируют удобрения по двум основным признакам.

По агрегатному состоянию:

• твердое — в виде гранул, применяется, как правило, в весенне-летний период из-за быстрого вымывания из почвы;
• жидкое — в виде растворов, легко усваиваются растениями и равномерно распределяются в почве.

Количество азота в различных видах удобрений

Минеральные

Выпускаемые промышленностью азотные минеральные удобрения условно делятся на простые и комплексные.

В состав первых входит один основной химический элемент и несколько других в незначительных количествах. В составе комплексных до 3-х основных элементов и несколько дополнительных в небольших количествах.

Каждый вид азотосодержащих удобрений отличается долей содержащегося азота от общей массы.

Простые минеральные удобрения:

Аммиачные:

• жидкий аммиак — 82,3%;
• водный аммиак — 17-21%;
• сульфат аммония — 20,5%;
• хлористый аммоний — 24-25%;

Нитратные:

• натриевая селитра — 16,4%;
• кальциевая селитра — 13,5-15,5%;

Комплексные:

Аммиачно-нитратные:

• аммиачная селитра — 34-35%;
• известково-аммиачная селитра — 20,5%;
• аммиакаты на основе аммиачной селитры — 34,4 -41%;
• аммиакаты на основе кальциевой селитры — 30,5-31,6%;
• сульфонитрат аммония — 25,5-26,5%.

Скорость поглощения удобрений почвой не зависит от концентрации азота.

Фосфорные

Фосфорные удобрения, содержащие азот, называют азотно-фосфорными. Это сложные двух- или трехкомпонентные удобрения на основе азота, фосфора, калия.

Последствия нехватки азота для растений

Кроме визуально видимых последствий нехватки азота происходят невидимые воочию изменения, происходящие в почве.
Чаще всего это можно наблюдать ранней весной, когда земля еще не успевает прогреться. Низкая температура препятствует процессу минерализации, из-за чего возникающий дефицит азота приходится на ранний этап развития растения.

Это приводит к неправильному росту растений. У каждого вида могут быть свои особенные изменения:

• у яблонь заметно уменьшается количество плодовых завязей, листья мельчают, не достигая нужного размера;
• земляника не дает нормальных побегов, листья желтеют раньше срока;
• нижние листья картофеля и помидоров желтеют и опадают, не успев вырасти;
• недозревшие плоды помидоров опадают даже при небольшом ветре;
• у семечковых растений листья заметно сужаются;
• замедляется рост новых побегов у роз;
• у плодовых уменьшается содержание хлорофилла, что приводит к изменению цвета листьев, мелкие плоды имеют яркий окрас и легко осыпаются;
• капуста может испытывать хлороз, который сопровождается желтизной листьев вокруг прожилок;
• у свеклы листья желтеют, становятся вялыми и опадают.