Сухой лёд, формула, молекула, строение, состав, вещество:
Сухой лёд – это твёрдый углекислый газ (диоксид углерода, двуокись углерода, углекислота, оксид углерода (IV), угольный ангидрид).
Сухой лёд – это твёрдая форма углекислого газа – бинарного химического соединения углерода и кислорода, имеющее формулу CO2.
Химическая формула сухого льда такая же как у обычного углекислого газа CO2.
Строение молекулы сухого льда, структурная формула сухого льда аналогичны строению и структурной формуле углекислого газа:
При обычных условиях (атмосферном давлении и комнатной температуре) сухой лёд переходит в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Однако переход из твердого состояния в газообразное достаточно медленный. В связи с этим при контакте с твердой двуокисью углерода веществом достаточно быстро наступает обморожение, которое может стать критическим.
Температура сублимации при нормальном атмосферном давлении равна −78,5 °С (194,65 K). При возгонке поглощает около 590 кДж/кг (140 ккал/кг) теплоты.
По внешнему виду сухой лёд напоминает обычный лёд (отсюда название) или снегоподобную массу. Но в отличие от водяного льда он имеет температуру в -78,5°C. Имеет кислый «содовый» запах.
Сухой лёд сжимается в небольшие гранулы или более крупные блоки.
Плотность сухого льда около 1560 кг/м³.
Читайте также:
Растворяется в воде. В 100 граммах воды растворяется 0,3803 грамма CO2 при 16 °C, 0,3369 грамма CO2 – при 20 °C, 0,2515 грамма CO2 – при 30 °C. Растворяясь в воде, образует угольную кислоту Н2CO3. Нерастворенная в воде часть углекислого газа улетучивается, вызывая быстрое понижение температуры жидкости и образуя над водой плотный туман, который представляет опасность для жизни и здоровья из-за высокого содержания в нем CO2 и снижения объемной доли кислорода. В свою очередь жидкость может затвердеть. Туман от сухого льда парит над землей или поверхностью предмета (жидкости и т.п.).
Двуокись углерода негорюча, но в ее атмосфере может поддерживаться горение активных металлов, например, щелочных металлов и щелочноземельных – магния, кальция, бария.
Твердая двуокись углерода нетоксична, невзрывоопасна.
Сухой лёд (как и углекислый газ) препятствует ростку бактерий, вирусов и гниению продуктов.
В остальном свойства сухого льда аналогичны свойствам углекислого газа.
В чём разница?
Основное различие между Льдом и Сухим льдом состоит в их химической структуре, Лёд имеет химическую формулу H2O, а Сухой лёд имеет химическую формулу CO2
Люди часто видят и обычный лед и сухой лед, в очень похожих формах льда. Это не удивительно, так как они действительно выглядят одинаково. Хотя обе формы льда используются для охлаждения, они все же сильно отличаются друг от друга.
Содержание
- Обзор и основные отличия
- Что такое Лёд
- Что такое Сухой лёд
- В чем разница между Льдом и Сухим льдом
- Заключение
Что такое Лёд
Лед – это твердое вещество, образующееся при замерзании водяного пара или жидкой воды. При температуре ниже 0 °C водяные пары превращаются в иней на уровне земли и снежинки (каждая из которых состоит из одного ледяного кристалла) в облаках. Также ниже 0 °C жидкая вода образует твердое вещество, например в реках – речной лед, в морях – морской лед, в облаках – град. Кроме того лёд, производится в коммерческих целях для охлаждения продуктов и других веществ.
Лёд
Мы все знакомы с поведением воды в твердом и газообразном виде. Мы знаем, что на уровне моря вода замерзает при 0 °C и кипит при 100 °C. Однако при изменении давления вода ведет себя по-разному. Когда понижается давление, температура кипения падает. Если достаточно снизить давление, вода закипит при комнатной температуре.
Лед встречается на разных континентах Земли, а также в поверхностных водах в различных формах. Наиболее заметными являются континентальные ледники (ледниковые щиты), которые покрывают большую часть Антарктиды и Гренландии. Меньшие массы многолетнего льда, называемые ледяными шапками, занимают части Арктической Канады и других высокоширотных регионов, а горные ледники встречаются в более ограниченных областях, таких как горные долины и равнины внизу. Другие случаи появления льда на суше включают различные типы грунтового льда, связанные с вечной мерзлотой, то есть постоянно мерзлая почва, обычная для очень холодных регионов. В океанических водах полярных регионов айсберги возникают, когда большие массы льда отрываются от ледников или шельфовых ледников и уходят. Замерзание морской воды в этих регионах приводит к образованию слоев морского льда, известного как паковый лед. В зимние месяцы подобные ледяные тела образуются на озерах и реках во многих частях света.
Что такое Сухой лёд
Сухой лед – это замороженный углекислый газ. Сухой лёд имеет температуру поверхности -78,5 °C. Сухой лед также имеет интересную особенность – сублимацию. Когда он тает, он превращается сразу в газообразный углекислый газ, а не в жидкость. Сверххолодная температура и функция сублимации делают сухой лед отличным для охлаждения. Например, если нужно отправить что-то замороженное на дальнее расстояние, можно упаковать этот груз в сухой лед. Когда груз достигнет пункта назначения, он будет заморожен, и не останется грязной жидкости, как с обычным льдом.
Сухой лёд
Многие люди знакомы с жидким азотом, который кипит при температуре -196 °C. Жидкий азот довольно опасный и сложный в обращении.Так почему же азот является жидким, а углекислый газ – твердым? Эта разница вызвана особенностями твердого-жидкого газа азота и углекислого газа.
При нормальном атмосферном давлении углекислый из твердого вещества переходит сразу в газообразное. Только при гораздо более высоких давлениях, углекислый газ становится жидкий. Например углекислый газ в жидком состоянии содержится в углекислотных огнетушителях или в резервуарах высокого давления с углекислым газом.
Безопасность при использовании Сухого льда
Требования безопасности при обращении с сухим льдом:
По степени воздействия на организм человека двуокись углерода относится к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.
Твердая двуокись углерода нетоксична, невзрывоопасна.
Твердая двуокись углерода может вызывать обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз.
Брать твердую двуокись углерода незащищенными руками не разрешается. При измельчении и фасовке сухого льда рекомендуется надевать защитные очки и рукавицы.
Обслуживающий персонал должен иметь: противогаз шланговый изолирующий, защитные очки, суконные рукавицы, телогрейку.
Газообразная двуокись углерода, содержащаяся в воздухе рабочей зоны до 0,5% по объему, не представляет опасности для здоровья; при более высоком содержании – оказывает вредное влияние на здоровье человека.
Двуокись углерода тяжелее воздуха в полтора раза и может накапливаться в слабопроветриваемых помещениях у пола и в приямках, а также во внутренних объемах оборудования для получения, хранения и транспортирования газообразной, жидкой и твердой двуокиси углерода, снижая содержание кислорода в воздухе, что может вызвать явления кислородной недостаточности и удушья.
Помещения для производства твердой двуокиси углерода, а также помещения для хранения контейнеров, заполненных двуокисью углерода, должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной и аварийной вентиляцией.
(см. ГОСТ 12162-77 «Двуокись углерода твердая. Технические условия», ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия»).
Область применения сухого льда
- очистка поверхностей без использования абразивных частиц;
- заморозка овощей, ягод и фруктов;
- длительное хранение грибов, рыбы, мяса;
- приготовление газированных напитков, в частности, коктейлей;
- транспортировка продукции большими партиями;
- клеймение лошадей и крупного рогатого скота;
- сохранность питания на борту самолётов;
- выращивание овощей, фруктов и растений в тепличной среде;
- изготовление хлебобулочных изделий за счёт замедления дрожжевых бактерий;
- хранение еды в сухом виде;
- создание специальных эффектов в развлекательных целях (шоу, концерты);
- ритуальные услуги;
- борьба с грызунами посредством изгнания из норы;
- длительная сохранность цветов в нераскрытом состоянии;
- демонтаж керамической плитки и металлических деталей за счёт сжатия и охлаждения;
- медицина;
- компьютерная промышленность, в частности, охлаждение быстро нагревающихся деталей;
- сохранность добычи и улова.
11 способов сделать искусственный снег
Из ацетата натрия
Вещество применяется в пищевой промышленности. Известно как консервант Е262.
Чтобы сделать сухой лед в домашних условиях из готового ацетата натрия:
- Залейте 5 ст. л. гранул 3 ч. л. воды.
- Поставьте в микроволновку на 10 сек. Проверьте реакцию. Гранулы должны полностью раствориться, а состав стать прозрачным. Если заметны крупные частицы, продолжайте прогревать.
- Перелейте жидкость в чистую емкость. На стенках не должно остаться гранул.
- Уберите в холодильник. Остудите до температуры +15 градусов.
- Аккуратно пинцетом опустите сухую гранулу ацетата в жидкую субстанцию.
Бурная реакция кристаллизации означает, что все идет по плану
Пересыпьте лед в картонную или пластиковую емкость. Используйте по необходимости.
Интересно! Применение ортофосфорной кислоты в быту
Что такое сухой лед
На самом деле эта субстанция не имеет ничего общего с замерзшей водой, то есть с обычным льдом, кроме способности поддержания низких температур или охлаждения чего либо. Формула сухого льда такая же, как и у углекислого газа — СО2. По сути дела, это газ, который переведен в твердое агрегатное состояние, минуя жидкую фазу.
С этим химическим соединением мы встречаемся каждый день. Оно содержится в выдыхаемом воздухе. Покупая в магазине газированную воду или напиток, вы не раз видели, как при открывании бутылки пузырьки углекислого газа устремляются наружу.
Большое его количество выделяется с транспортными выхлопными газами и содержится в окружающем воздухе. Из-за способности угнетать процессы горения его используют в производстве огнетушителей бытового и промышленного назначения. Углекислый газ используется растениями для осуществления процесса фотосинтеза. Но выделение его из окружающей среды — очень трудоемкий и затратный процесс.
Использование сухого льда
Температура сухого льда настолько низкая, что ее будет достаточно для приготовления домашнего мороженого или других десертов, требующих охлаждения или быстрой заморозки. Также его можно использовать для охлаждения продуктов и напитков на выездном пикнике, но при этом стоит избегать контактов с влагой.
Сухой лед в воде начинает переходить в газообразное состояние, что сопровождается обильным выделением тяжелого густого дыма.
Технология производства сухого льда
Производство и доставка сухого льда в гранулированном виде и обязательно высокого качества, осуществляется круглый год. Производится гранулированный сухой лед на современном оборудовании соответствующим всем европейским стандартам. Двуокись углерода, имеющая твердую форму, является сухим льдом. Сухой лед приобретает гранулированную форму на специализированном устройстве под названием Пеллетайзер.
Углекислота поступая в устройство Пеллетайзер, подвергается охлаждению, вследствие чего она принимает другое состояние – состояние рыхлого снега. Затем происходит большое прессование данной консистенции в твердый и намного плотнее объект.
В устройстве Пеллетайзер предусмотрен поршневой механизм, с его помощью рыхлый спрессованный сухой лед, под необходимым давлением проходит через специальную матрицу, необходимого размера. Именно после этого процесса, спрессованный продукт приобретает вид гранул и образуется гранулированный сухой лед.
Для своих покупателей производители предлагают гранулированный сухой лед диаметра: от 3 до 16 миллиметров. Купить сухой лед можно применив любую подходящую тару клиента или запакованный в герметичные и термоизолированные контейнеры производителя. Контейнеры от производителя имеет высокую пенополиуретановую изоляцию, что гарантирует сохранность продукта на долгое время.
Открытие сухого льда Если углубиться в историю, то можно понять, что сухой лед применялся еще в 19 столетии. Проводя многочисленные опыты, в 1835 году ученый по происхождению француз – К. Тидорье получил первый образец сухого льда.
Но, к сожалению, его открытие в те времена не нашло свое широкое применение и только с 1925 года на территории Соединенных Штатов Америки стали применять заморозку продукции с применением сухого льда.
В первую очередь это касалось продуктов питания перевозимых железнодорожными вагонами. Быстрая заморозка пришлась весьма по вкусу, властям США и в 1932 году производство сухого льда значительно увеличилось, на территории страны оно достигло пятьдесят пять тысяч тонн. Именно с того времени стало возрастать увеличение объемов изготовления и потребления сухого льда.
Почему же было принято назвать углекислоту в твердом состоянии именно «сухим льдом»?
Дело в том, что назвав ее сухим льдом, подтвердилась основная особенность данной разновидности льда: это вещество обладает редким свойством, под действием тепла углекислота превращается сразу в газ, минуя жидкую фазу.
Про гранулированный сухой лед
Проведя многочисленные исследования, было доказано, что гранулы имеющие диаметр 8 миллиметров гораздо хуже пригодны для поддержки температуры при низком режиме, в колбе контейнере, а вот гранулы с диаметром 10 миллиметра прекрасно справлялись с поставленной задачей.
