Охолодження сухим льодом. Технологія сухої заморозки

Сухий лід, формула, молекула, будова, склад, речовина:

Сухий лід — це твердий вуглекислий газ (діоксид вуглецю, двоокис вуглецю, вуглекислота, оксид вуглецю (IV), вугільний ангідрид).

Сухий лід — це тверда форма вуглекислого газу — бінарної хімічної сполуки вуглецю і кисню, що має формулу CO2 .

Хімічна формула сухого льоду така ж як у звичайного вуглекислого газу CO2.

Будова молекули сухого льоду, структурна формула сухого льоду аналогічні будовою і структурної формулою вуглекислого газу:

Читайте також: Що таке снюс і які наслідки вживання жувального тютюну?

За звичайних умов (атмосферному тиску і кімнатній температурі) сухий лід переходить в газоподібний стан, минаючи рідку фазу. Однак перехід з твердого стану в газоподібний досить повільний. У зв’язку з цим при контакті з твердою двоокисом вуглецю речовиною досить швидко настає обмороження, яке може стати критичним.

Температура сублімації при нормальному атмосферному тиску дорівнює -78,5 ° С (194,65 K). При сублімації поглинає близько 590 кДж / кг (140 ккал / кг) теплоти.

За зовнішнім виглядом сухий лід нагадує звичайний лід (звідси назва) або снегоподобную масу. Але на відміну від водяного льоду він має температуру в 78,5 ° C. Має кислий «содовий» запах.

Сухий лід стискається в невеликі гранули або більші блоки.

Щільність сухого льоду близько 1560 кг / м³.

Розчиняється у воді. У 100 грамах води розчиняється 0,3803 грама CO2 при 16 ° C, 0,3369 грама CO2 — при 20 ° C, 0,2515 грама CO2 — при 30 ° C. Розчиняючись у воді, утворює вугільну кислоту Н2CO3. Нерозчиненого в воді частина вуглекислого газу випаровується, викликаючи швидке зниження температури рідини і утворюючи над водою щільний туман, який становить небезпеку для життя і здоров’я через високий вміст в ньому CO2 і зниження об’ємної частки кисню. У свою чергу рідина може затвердіти. Туман від сухого льоду ширяє над землею або поверхнею предмета (рідини і т.п.).

Двоокис вуглецю негорюча, але в її атмосфері може підтримуватися горіння активних металів, наприклад, лужних металів і лужноземельних — магнію, кальцію , барію.

Тверда двоокис вуглецю нетоксична, невибухонебезпечна.

Сухий лід (як і вуглекислий газ) перешкоджає паростку бактерій, вірусів і гниття продуктів.

В іншому властивості сухого льоду аналогічні властивостям вуглекислого газу.

Сухий лід з вогнегасника

Спочатку для отримання сухого льоду знадобиться вогнегасник, мішечок з щільної тканини і дріт або клейка стрічка.

До заснований ію розтруба вогнегасника потрібно прикріпити наявний мішок таким чином, щоб не залишалося отворів. Для впевненості його краще заклеїти скотчем або ізоляційною стрічкою. Герметичність тут грає дуже важливу роль. Далі варто акуратно зняти запобіжник з рукояті вогнегасника і випустити кілька струменів вуглекислого газу натисканням на спусковий клапан. Таким чином, вуглекислий газ, що знаходиться в балоні вогнегасника під тиском, не встигає охолонути і накопичується в мішку у вигляді порошку або кристалів. Для того щоб він не випарувався, його потрібно помістити в герметичну ємність або пакет і щільно закрити.

Таким же способом можна отримати сухий лід своїми руками з вуглекислотного балона, який використовується для проведення зварювальних робіт. Вентиль балона слід відкривати дуже повільно, оскільки тиск газу в ньому дуже велике. Варто бути гранично обережним, щоб не допустити потрапляння вуглекислого газу на шкіру рук і обличчя, так як це може викликати обмороження.

Вимоги безпеки при поводженні з сухим льодом:

за ступенем впливу на організм людини двоокис вуглецю відноситься до 4-го класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76.

Читайте також: Як вибрати водоемульсійну фарбу для щодо маркування та технічним характеристикам

Тверда двоокис вуглецю нетоксична, невибухонебезпечна.

Тверда двоокис вуглецю може викликати обмороження шкіри і ураження слизової оболонки очей.

Брати тверду двоокис вуглецю незахищеними руками не дозволяється. При подрібненні і фасування сухого льоду рекомендується надягати захисні окуляри і рукавиці.

Обслуговуючий персонал повинен мати: протигаз шланговий ізолюючий, захисні окуляри, суконні рукавиці, тілогрійку.

Газоподібна двоокис вуглецю, що міститься в повітрі робочої зони до 0,5% за обсягом, не представляє небезпеки для здоров’я. при більш високому вмісті — шкідливо впливає на здоров’я людини.

Двоокис вуглецю важчий за повітря в півтора рази і може накопичуватися в слабопроветріваемих приміщеннях у статі і в приямках, а також у внутрішніх обсягах обладнання для отримання, зберігання і транспортування газоподібної, рідкої і твердої двоокису вуглецю, знижуючи вміст кисню в повітрі, що може викликати явища кисневої недостатності і задухи.

приміщення для виробництва твердого двоокису вуглецю, а також приміщення для зберігання контейнерів, заповнених двоокисом вуглецю, повинні бути обладнані загальнообмінною припливно-витяжною і аварійною вентиляцією.

(див. ГОСТ 12162-77 «Двоокис вуглецю тверда. Технічні умови», ГОСТ 8050-85 «Двоокис вуглецю газоподібний і рідкий. Технічні умови»).

Сухий лід з пробірки

Наступний спосіб може стати в нагоді, якщо є доступ до самого найпростішого лабораторного обладнання. Якщо ж такої можливості немає, то і в домашніх умовах його можна використовувати без особливих проблем. Для цього знадобиться вогнегасник, захисні окуляри, харчова сода, оцет і міцний поліетиленовий пакет.

Сухий лід своїми руками можна отримати в невеликій кількості за допомогою декількох простих лабораторних дослідів.

Для цього буде потрібно отримати вуглекислий газ шляхом змішування соди, яка є на будь-якій кухні, і столового оцту. Структура і формула сухого льоду визначають його газоподібний стан. Для зручності збору вуглекислого газу цей досвід слід проводити в скляній пробірці з газовідвідною трубкою. Кінець трубки слід помістити в воду. Піднімаються бульбашки вуглекислого газу будуть наповнювати іншу пробірку, витісняючи собою воду. Для отримання більшої кількості вуглекислого газу, їм слід заповнити наявний поліетиленовий пакет.

Для того щоб отримати сухий лід, температура якого дуже низька, знадобиться вуглекислий газ і створення певних умов. Це не представляється можливим здійснити в простий лабораторії або домашніх умовах. Газ з пакета можна використовувати як основу або субстрат для збільшення кількості сухого льоду. Але його потрібно різко охолодити. Для цього пакет з газом потрібно закріпити на все тому ж джерелі сухого льоду, вогнегаснику або балоні, і випустити кілька струменів в пакет. Таким чином, сухий лід охолодить вуглекислий газ з пакета, що сприятиме зниженню випадання в твердій фазі.

Бібліографія

• Дуейн, Х. Д. Роллер. Тілорье, М. (1952). «Тільорье і перше затвердіння« постійного »газу (1835 г.)». Ісіда
  .
  43
  (2): 109-113. Дої: 10.1086 / 349402. JSTOR 227174.
• Горолл, Аллан Х .. Маллі, Альберт G (2009). Первинна медицина: офісна оцінка і ведення дорослого пацієнта
  . Ліппінкотт Вільямс і Уілкінс. ISBN 978-0-7817-7513-7 .CS1 maint: ref = harv (зв’язок)
• Херинг, Хайнц-Вольфганг (2008). Обробка промислових газів
  . Крістін Анер. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31685-4. Отримано 2009-07-31.
• Хаускрофт, Кетрін. Шарп, Алан Дж. (2001). Неорганічна хімія
  . Харлоу: Прентіс Хол. п. 410. ISBN 978-0-582-31080-3. Отримано 2009-07-31.
• Кіз, Конрад Дж. (2006). Рекомендації по засеіванія хмар для збільшення кількості опадів
  . Американське товариство інженерів-будівельників. Публікації ASCE. ISBN 978-0-7844-0819-3 .CS1 maint: ref = harv (зв’язок)
• Verma, N.K .. Khanna, S.K .. Капила, Б. (2008). Комплексна хімія для класу XI
  . Нью-Делі: Публікації Лакшмі. ISBN 978-81-7008-596-6. Отримано 2009-07-31.CS1 maint: ref = harv (зв’язок)
• Маккарті, Роберт Е. (1992). Секрети голлівудських спецефектів
  . Бостон: Focal Press. ISBN 978-0-240-80108-7 .CS1 maint: ref = harv (зв’язок)
• Мітра, Соменат (квітень 2004 року). Методи пробопідготовки в аналітичній хімії
  . Wiley-IEEE. ISBN 978-0-471-32845-2. Отримано 2009-07-31.
• Treloar, Рой Д. (2003). Енциклопедія сантехніки
  (3-е изд.). Вили-Блеквелл. п. 175. ISBN 978-1-4051-0613-9. Отримано 2009-07-31.CS1 maint: ref = harv (зв’язок)
• Yaws, Карл (2001). Книга даних Matheson Gas
  (7-е изд.). McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-07-135854-5. 982 сторінки. Отримано 2009-07-27.CS1 maint: ref = harv (зв’язок)

Історія

Прийнято вважати, що сухий лід вперше виявив в 1835 році французький винахідник. Адріан-Жан-П’єр Тілорье (1790-1844), який опублікував перший опис цього речовини. [7] [8] У його експериментах було помічено, що при відкритті кришки великого балона, що містить рідку двоокис вуглецю, велика частина рідкого двоокису вуглецю швидко випаровувалася. У контейнері залишився тільки твердий сухий лід. У 1924 році Томас Б. Слейт подав заявку на отримання ліцензії в США. патент продавати сухий лід на комерційній основі. Згодом він став першим, хто зробив сухий лід успішним як промисловість. [9] У 1925 році ця тверда форма CO2 був товарним знаком DryIce Corporation of America як «Сухий лід», що призвело до його загальній назві. [10] У тому ж році компанія DryIce Co. вперше продала цю речовину на комерційній основі, продаючи його для цілей охолодження. [9]

Рекомендації

1. ^ а б
   фрамбезія 2001, п. 125
2. Барбер, С. Р. (березень 1966 г.). «Температура сублімації діоксиду вуглецю». Британський журнал прикладної фізики
   .
   17
   (3): 391-397. Дої: 10.1088 / 0508-3443 / 17/3/312. ISSN 0508-3443.
3. Mangan, T.P .. Salzmann, C.G .. Plane, J.M.C .. Мюррей, Б.Дж. (Вересень 2021 р.) «Структура і щільність льоду CO2 в марсіанських атмосферних умовах». Ікар
   .
   294
   : 201-208. Дої: 10.1016 / j.icarus.2017.03.012.
4. фрамбезія 2001, п. 124
5. Ханна і Капила 2008, п. 161 Помилка harvnb: немає мети: CITEREFKhannaKapila2008 (допомога)
6. Ханна і Капила 2008, п. 163 Помилка harvnb: немає мети: CITEREFKhannaKapila2008 (допомога)
7. Тілорье (1835 г.). «Отверждение вугільної кислоти». Comptes Rendus
   (Французькою).
   1
   : 194-196. Дивіться також: «Отверждение вугільної кислоти»,
   Лондонський і Единбурзький філософський журнал
   ,
   8
   : 446-447 (1836).
8. Примітка:
   • У Bulletin des Lois du Royaume de France
     (Вісник законів Королівства Франція), 9-а серія, частина ii, вип. 92, стор.74 (Лютий 1832 г.) перераховує: «24 ° М. Тілорье (Адріан-Жан-П’єр) наймають в адміністрацію поштових відправлень, деморан в Парижі, площа Вандом, н.о 21, після того, як він був отримано на 16 травня, сертифікат на винахід у винаході і вдосконаленні машини для створення газу. … »(24-й пан Тілорье (Адріан-Жан-П’єр), що працює в поштовому відділенні, проживає в Парижі, Place Vendôme, № 21, куди був доставлений 16 травня минулого року, на його прохання, сертифікат на патент на винахід на десять років на удосконалення машини для стиснення газу. …)

   в патенті (№ 2896), який був поданий 16 травня 1831 року і опублікований в 1836 р, зазначений Адріан-Жан-П’єр Тілорье, службовець французької «Адміністрації поштових відправлень» (т. е Поштового відділення) в Парижі. явно як винахідник машини для стиснення газів, яка в 1829 році була удостоєна премії Монтьона Французької академії наук з механіки. У патенті докладно описана машина і її характеристики. Див.: (Міністерство торгівлі Франції), «Залийте бездоганну машину на comprimer le gaz, …» (Для удосконалення машини для стиснення газу, …), Description des Machines et Procédés consignés dans les brevets d’invention
   ,
   30
   : 251-267 (1836).

9. ^ а б
   Кіллеффер, Д.Х. (Жовтень 1930 р.) «Зростаюча промисловість-сухий лід».
   Промислова та інженерна хімія
   .
   22
   (10): 1087 Отримати. Дої: 10.1021 / ie50250a022.
10. Репортер торгової марки
    . Асоціація товарних знаків США. 1930. ISBN 978-1-59888-091-5.
11. «Що таке сухий лід?». Continental Carbonic Products, Inc. Статичний з оригінал на 2009-07-27. Отримано 2009-07-26.
12. ^ а б
    « двоокис вуглецю (CO2) Властивості, використання, застосування: CO2 Газ і рідкий діоксид вуглецю ». Universal Industrial Gases, Inc. Отримано 2009-07-26.
13. Хороша конструкція та експлуатація установок для уловлювання вуглецю на суші і берегових трубопроводів В архіві 24 червня 2012 р Wayback Machine. Енергетичний інститут. Лондон. Вересень 2010 с. 10
14. ^ а б
    «Як працює сухий лід?» . Як це працює. Квітень 2000 р .. Отримано 2009-07-26.
15. «Продаж сухого льоду — Як продавати сухий лід». dryiceinfo.com
    . Отримано 6 липня 2015.
16. «Ізольована контейнерна система Polar®» (PDF). dacocorp.com
    . Отримано 11 Січня 2021.
17. ^ а б
    «Прохолодне використання сухого льоду ». Airgas.com. Статичний з оригінал на 2010-12-01. Отримано 2009-07-25.
18. «Підготовка компетентних E. coli з розчинами RF1 / RF2». Personal.psu.edu. Отримано 2009-07-25.
19. Блюменталь, Хестон (29 жовтня 2006 р.) «Як приготувати кращий в світі пиріг з патокою і морозиво». Санді Таймс
    . Лондон. Отримано 2007-06-12.
20. «Усунення розливів нафти за допомогою сухого льоду і винахідливості», Гордон Ділоу, Лос-Анджелес Таймс, розділ Саут-Бей, страница 1 24 лютого 1994 г.
21. Маккарті +1992
22. Kuntzleman, Thomas S .. Форд, Натан. Ні, Джин-Хван. Отт, Марк Е. (14 квітня 2015 г.). «Молекулярне пояснення того, як утворюється туман, коли сухий лід поміщається в воду». Журнал хімічної освіти
    .
    92
    (4): 643-648. Bibcode: 2015JChEd..92..643K. Дої: 10.1021 / ed400754n. ISSN 0021-9584.
23. Лайель А. (1966). «Лікування бородавок». Британський медичний журнал
    .
    2
    (5529): 1576-9. Дої: 10.1136 / bmj.2.5529.1576. ПВК 1944935. PMID 5926267.
24. ^ а б
    Горолл і Маллі 2009 п. 1317
25. Treloar 2003 п. 528
26. Райзен В.К., Бойс К., Каммінгс Р.К., Дельгадо О., Гутьєррес А., Мейер Р.П., Скотт Т.В. (1999). «Порівняльна ефективність трьох методів відбору проб дорослих комарів в середовищах існування, що представляють чотири різних биома Каліфорнії». J Am Mosq Control Assoc
    .
    15
    (1): 24-31. PMID 10342265.
27. «Місто використовує сухий лід для винищення пацюків». New York Daily News
    .
28. «Чи може морозильний пістолет запалити лід», Зантос Пібоді, місцева секція Los Angeles Times, B3 9/3/2002
29. ^ а б
    Хоррелл, Білл (лютий 1961 г.). «Сухий лід тріскається з асфальтової плитки».
    Популярна механіка
    .
    115
    (2): 169.
30. Мундіс, Уоррен Дж. (Липень 1960 року). «Сухий лід як засіб для водопроводу». Популярна наука
    .
    177
    (1): 159.
31. Уолкотт, Джон (січень 2008 р .). «Фірма з очищення льоду пропонує відмінний спосіб очищення». The Daily Herald
    . Статичний з оригінал 9 січня 2008 р .. Отримано 2008-01-20.
32. «Все про льоду — різьблення по льоду, горілчані булижники, подрібнений і сухий лід». allaboutice.com
    . Статичний з оригінал 18 липня 2015 р .. Отримано 6 липня 2015.
33. «Конструкція і застосування втулки і підшипників ковзання з пресової або гарячої посадкою — край інженерів». Engineersedge.com
    . Отримано 6 липня 2015.
34. Housecroft 2001, п. 410
35. ^ а б c d
    Кіз 2006, п. 83
36. «Руйнівники легенд, серія 57». Mythbustersresults.com
    .
37. ^ а б Дослідження показують, що полюса Марса покриті водяним льодом
    . Національна географія. 13 лютого 2003 р .. Отримано 2009-07-26.
38. Byrne, S .. Ингерсолл, AP (14 лютого 2003 року). «Сублімації модель марсіанського южнополярних льоду». Наука
    .
    299
    (5609): 1051-3. Bibcode: 2003Sci … 299.1051B. Дої: 10.1126 / science.1080148. PMID 12586939. S2CID 7819614.
39. Експерти кажуть, що бурі через сухого льоду можуть обрушити на марсіанські полюси
    . Національна географія. 19 грудня 2005 р .. Отримано 2009-07-26.
40. Дж. Дж. Цзянь. W.H. IP, ред. (2006). «Наука про Місяць і планети XXXVII (2006 г.) — Спостереження за загадковою областю Марса з камери орбітального апарату Марса» (PDF). Отримано 4 червня 2009.
41. Цікавий холодний шар в атмосфері Венери. Європейське космічне агентство (1 жовтня 2012 р.).
42. ^ а б c
    Гранді, В. М .. Янг, Л. А .. Spencer, J. R .. Johnson, RE .. Янг, Е. Ф. . Буйє, М. В. (жовтень 2006 р). «Розподілу H2O і CO2 льоди на Аріель, Умбріель, Титании і Обероне зі спостережень IRTF / SpeX«.
    Ікар
    .
    184
    (2): 543-555. arXiv: 0704.1525. Bibcode: 2006Icar..184..543G. Дої: 10.1016 / j.icarus.2006.04.016. S2CID 12105236.
43. Картрайт, Р.Дж .. Emery, J.P .. Ривкін, А.С .. Trilling, D.E .. Пінілья-Алонсо, Н. (2015). «Розподіл льоду CO2 на великих супутниках Урана і свідоцтво стратифікації складу їх близьких поверхонь». Ікар
    .
    257
    : 428-456. arXiv: 1506.04673. Bibcode: 2015Icar..257..428C. Дої: 10.1016 / j.icarus.2015.05.020. ISSN 0019-1035. S2CID 117850580.
44. Lellouch, E .. de Bergh, C .. Sicardy, B .. Ferron, S .. Käufl, H.-U. (2010). «Виявлення CO в атмосфері Тритона і характер взаємодії поверхні і атмосфери». Астрономія і астрофізика
    .
    512
    : L8. arXiv: 1003.2866. Bibcode: 2010 А И А … 512 л … 8 л. Дої: 10.1051 / 0004-6361 / 201014339. ISSN 0004-6361. S2CID 58889896.
45. Нельсон, Льюїс (2000). «Отруєння вуглекислим газом». Невідкладна медична допомога. Статичний з оригінал на 2007-07-18. Отримано 2009-07-28.
46. «Регламент (ЄС) № 1272/2008 Європейського парламенту». отримано 2009-07-31.
47. Вимоги до транспортування сухого льоду (IATA PI 954)
    . Центр екологічних ресурсів. 24 травня 2006 р .. Отримано 2009-07-31.
48. «Інформація про небезпечні матеріали для пасажирів». faa.gov
    . Отримано 2009-07-26.