Ho letto in una vostra risposta che l’Azoto liquido viene conservato in speciali Thermos e in effetti l’ho visto trasportare da un laboratorio all’altro in questo modo. Ma poiche’ per quanto possa essere buono un thermos ci sara’ sempre una dispersione e quindi prima o poi l’Azoto evaporera’ tutto, non sarebbe piu’ conveniente conservarlo in bombole ad alta pressione (a temperatura ambiente) in modo che si raffreddi poi istantaneamente al momento della decompressione dalle bombole? Altrimenti come si fa a conservarlo per parecchio tempo? Inoltre volevo sapere se l’Azoto liquido e’ di libera vendita. Grazie.

Giovanni Buti risponde:
Infatti il trasporto in vasi Dewar serve soltanto per tragitti abbastanza
brevi o per tempi non troppo lunghi. Di solito l’azoto viene trasportato
e conservato in bombole pressurizzate. Capita però a volte di conservare
l’azoto anche per lunghi periodi in thermos quali tu hai visto.
Se tu il thermos non lo apri spesso, l’azoto si conserva per lunghi
periodi.

L’azoto liquido è quasi di libera vendita poichè non
è un gas infiammabile, anzi tutt’altro. Dico quasi poichè
se volessi noleggiare una bombola di azoto avresti alcuni problemi, poiché
la ditta vorrebbe conoscere le misure di sicurezza necessarie (non è
infiammabile, ma è sempre una bombola sotto pressione!!), l’utilizzo
e tante altre informazioni che solo una istituzione scientifica (privata
o pubblica)

può fornire.

Fino al 95 la Carlo Erba vendeva mini-bombole in alluminio per i gas
(a circa 45.000 l’una); erano interessanti, sul catalogo 97 non le ho trovate,
forse altre industrie chimiche le vendono, specialmente

negli Stati Uniti.


Davide Del Vento risponde:

In effetti i contenitori isolanti per l’azoto liquido consentono di
conservarlo solo per alcuni giorni. Per confronto un “bicchiere” di polistirolo
pieno di azoto liquido si “svuota” per evaporazione in poche ore, se viene
tenuto a temperatura ambiente e non vi si immerge nulla. Si osservi inoltre
che la temperatura di ebollizione dell’azoto e’ di -195.8°C; pertanto
variazioni di temperatura ambiente anche di 20°C hanno una incidenza
piccola su questi tempi (e cio’ spiega perche’ paradossalmente nelle universita’
ci siano tranquillamente dei contenitori pieni di azoto liquido esposti
al sole: per motivi di praticita’ di approvvigionamento si puo’ non tenere
in considerazione che, se dislocati altrove, questi contenitori “sprecherebbero”
un po’ meno azoto)

T. Andrews nel 1877 scopri’ che ogni cas ha una temperatura limite
(critica) al di sopra della quale non puo’ essere liquefatto!
Questo perche’ l’energia cinetica (temperatura) che ha ciascuna molecola
diventa piu’ grande dell’energia di legame fra gli atomi, che cosi’ sono
liberi di “andare dove vogliono”, indipendentemente dal fatto che si avvicinino
moltissimo fra di loro (alta pressione). Non a caso le sostanze che hanno
basse temperature di ebollizione sono quelle i cui atomi sono legati debolmente
(azoto, elio, etc).

Talora si utilizza il termine gas e vapore per distinguere un
fluido allo stato gassoso: il gas (secco) non e’ liquefacibile con
un solo aumento di pressione, un vapore si’. Ovviamente una stessa sostanza
e’ un gas ad “alta” temperatura e vapore a “bassa”. Per alta e bassa si
intende maggiore o minore della temperatura critica.

La temperatura critica dell’azoto e’ di -147.1°C e cio’ spiega
perche’ non lo si puo’ conservare allo stato liquido a temperatura ambiente.

Per quanto riguarda la possibilita’ di utilizzare bombole a pressione
che contengano gas, ma producano liquido per dilatazione adiabatica, essa
presenta vari inconvenienti. I piu’ gravi sono:

1) scomodita’ (=costo, necessita’ di manutenzione, etc) di bombole
a pressione, e sopratutto degli ugelli di distribuzione del gas

2) difficolta’ di immagazzinaggio di grandi quantitativi di azoto:
1 litro di azoto liquido sono circa 900g, mentre 1 litro di azoto gas (a
pressione atmosferica) e’ circa 1g. La pressione necessaria per raggiungere
una densita’ paragonabile a quella del liquido e’ veramente troppo elevata

3) grosse perdite durante l’espansione: molto del gas si espanderebbe
senza raffreddarsi a sufficienza e si allontanerebbe allo stato gassoso

Il metoto dell’espansione adiabatica viene utilizzato con profitto
per produrre aria liquida (comprimendola, lasciandola tornare a temperatura
ambiente e poi facendola espandere). Dall’aria liquida si puo’ ricavare
l’azoto liquido (per distillazione frazionata). L’azoto liquido non si
conserva a tempo indeterminato: si produce (o si compra) quando occorre.

Non mi risulta che ci siano limitazioni nel commercio.