液体窒素を使った授業を考えています。

質問

液体窒素を使った授業を考えています。

演示実験だけでなく、安全面にじゅうぶんに配慮した上で
グループ活動をさせたいのですが、

?簡易ジュワー瓶の作り方
??で仮に５００ｍｌビーカーに３００ｍｌほど入れて配布した場合、どのぐらいもつのか。

を教えていただきたいです。

液体窒素の経験がある方、アドバイスよろしくお願いいたします。
また、安全面で気をつける点がありましたらお願いします。

回答No.1

SANSUI77 · ベストアンサー

1.簡易ジャーとしては保温性の高いカップ（ステンレスやホーローの二重構造のものが適しています。魔法瓶、水筒でもＯＫですが、機密性を高くしてしまうと内圧が上がり、開けた瞬間に蓋が跳ね上がる可能性があるので充分に気をつけて下さい。長時間保管しないのであれば発泡スチロールも用いることができます。但し、漏れないことを事前に確認して下さい。
一班に300 mLとなると、10 Lくらいは使うのでしょうか？　そうなると一番いいのは業者にきちんとしたものを貸し出してもらうことです。業者の用いているものは検査に合格しているものですから、安全性は保証されています。仮に手製の簡易ジャーで事故があった場合、質問者さんの責任が問われる可能性があります。

2.そもそもビーカー自体が危険です。ガラスは熱伝導性が高いことはご存知ですよね。もし、液体窒素の入ったビーカーの外側面を素手で触れれば確実にヤケドをします。予算が少ない中でどうしてもビーカーが必要だというのであれば、外を発泡スチロールでくるんで下さい。
ガラスでなくプラスチックならＯＫかというとそうでもありません。超低温になると硬化し、割れ易くなります。
300 mLがどのくらい持つかは、室温や用いる容器の温度に依存します。また、外気が当たる表面積にも依存します。仮にガラスビーカーを用いるのであれば、まともに室温の影響を受け、早々に気化します。専用のポットを用いれば、クチに面した部分しか温度の影響は受けません。それだけ長持ちします。300 mLでも数時間は確実に持ちます。

一番気をつけなければならないことはヤケドです。触った瞬間は差ほど痛みなど感じませんが、その瞬間に凍傷、壊死を起こします。後々かなりの痛みを伴った炎症が起きます。また、傷跡が残ることが多いです。
次に、液体が気化すると1000倍以上になることはご存知だと思います。決して密閉しないこと。最悪、爆発が起きます。
更に、液体窒素が気化すると100% N2になります。全く酸素も二酸化炭素も含まない気体です。大量に吸い込むと呼吸困難を引き起こす可能性があります。大量に気化する状態では酸素濃度を計る必要がありますが、恐らくそういった機器は持ちいないのでは？　となると、換気をすることで対応するしかありません。念のため、酸素ガス（よくスポーツ番組でクチにスプレー缶のようなものを当てています）を準備しておきましょう。

長々と半分脅かすようなことを書きましたが、科学の授業としてはとても面白い題材だと思います。生徒さんが興味を持ってくれると嬉しいです。

用意周到で良い授業を。

お礼

ジュワー瓶は、学校に１つあるのですが、業者に問い合わせたところ貸出はしていないとのことでした。ネットに紹介されているガラスもプラスチック容器も実は危険なのですね。とても参考になりました。
明日にでも、発砲スチロール容器を１００円ショップやホームセンターに探しに行ってみようと思います。

気化については、室内の酸素濃度を測ることができないので、窓を全開にして実験を行うつもりです。

初心者なので、色々と教えていただけて助かります。丁寧なご説明、ありがとうございました。