As aplicações do nitrogênio em laboratório são diversas. Apesar de ser um dos elementos químicos mais abundantes no ar atmosférico, em sua forma gasosa, ele é bastante útil nos experimentos quando passa pela condensação e se torna líquido.
Seu ponto de ebulição é de -195,8ºC, enquanto seu ponto de congelamento é de -210ºC. Ou seja, o nitrogênio líquido existe nessa curta faixa e deve ser armazenado em recipientes com temperatura controlada.
Continue a leitura e entenda quais são as aplicações do nitrogênio dentro do laboratório!
O que é o nitrogênio e para que serve?
O nitrogênio é um ametal, também conhecido como azoto. Seu número atômico é o 7 e tem o N como símbolo. Para obtenção de sua forma líquida, é preciso fazer uma diluição fracionada, um processo industrial.
Por funcionar em baixas temperaturas, o elemento químico serve como alternativa à água para evitar o congelamento de substâncias.
Para que serve um botijão de nitrogênio?
Já o botijão de nitrogênio ou Dewar é um recipiente que conserva a temperatura, seja mais baixa ou alta que o ambiente. Ou seja, é um isolante térmico.
Por curiosidade, quem construiu o equipamento foi o cientista James Dewar, com objetivo de manter substâncias em temperatura constante. Uma de suas aplicações no cotidiano é a garrafa térmica, conservando bebidas quentes ou frias.
Assim, o botijão consegue manter o nitrogênio entre -210ºC e -195,8ºC. As paredes internas do frasco são espelhadas, há uma válvula para controle de pressão e uma camada dupla, em teoria é como se estivesse uma dentro da outra.
O espaço entre elas é tão pequeno que quase formam uma espécie de vácuo. É por isso que o botijão consegue manter a temperatura do nitrogênio tão abaixo de zero, sem que saia da forma líquida.
Dependendo do modelo, o frasco conta com uma base de cilindro opcional, o que facilita seu transporte para cada setor do laboratório.
Tipos de botijão de nitrogênio
Vale citar que existem modelos diferentes do suporte de armazenamento. Cada um para um objetivo específico:
- Armazenamento: rack ou canister.
- Transporte de amostra: canister.
- Abastecimento e transporte de nitrogênio: outros Dewars.
Vale ressaltar que o canister também comporta tubos criogênicos enfileirados.
Quais são as principais aplicações do nitrogênio no laboratório?
Quando está em seu estado líquido, o nitrogênio possui diversas aplicações no laboratório. Uma delas é ser fonte seca para o azoto gasoso ou armazenamento durante o processo de criopreservação. Conheça as principais.
Transporte
Por estar armazenado em um Dewar, o nitrogênio líquido passa a ser uma fonte segura para o transporte de substâncias de um local a outro. O controle de temperatura é mantido pelo isolamento.
Algumas aplicações específicas podem ser citadas, como transporte de cristais de proteína para irradiação em fonte de luz síncrotron.
Outra questão é o transporte de alimentos, já que os preserva, mantendo o frescor, sejam os vendidos embalados ou a granel.
Refrigeração
O nitrogênio também pode ser aplicado na refrigeração de supercondutores. Quanto mais baixa a temperatura, a condução de uma corrente elétrica, por exemplo, possui baixíssima resistência e quase nenhuma perda.
O elemento químico também atua como refrigerante suplementar aos computadores, auxiliando no overclocking de processadores gráficos.
Armazenamento de amostras biológicas e químicas
Uma das aplicações do nitrogênio é a de conservação de substâncias, como amostras químicas e biológicas, que requerem baixas temperaturas, sem que sofram alterações estruturais.
Em laboratórios químicos, é usado na preparação de amostras para análises. Já nas indústrias, faz parte da produção de produtos, como defensivos agrícolas, ácido nítrico e corantes.
Na parte da biologia, o nitrogênio armazena materiais genéticos e partes de órgãos encaminhados para biópsia e necrópsia. Além disso, trabalha diretamente mantendo as propriedades de sangue, células, tecidos e órgãos.
Criopreservação celular
A criopreservação celular tem total ligação com o armazenamento para uso posterior do material. Alguns dos objetivos são:
- Reprodução humana assistida
- Células tronco
- Criogenia
- Criopreservação vegetal
Um dos principais desafios é a descida de temperatura gradual. A administração correta do ultrafreezer, do nitrogênio e das substâncias protetoras (penetrantes ou não penetrantes) é crucial.
A crioterapia com nitrogênio líquido é uma das aplicações mais importantes do elemento no laboratório. E você sabia que existe um meio de cultura específico para a criopreservação?
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