Сухой лед - это твердое состояние двуокиси углерода(CO 2), так же как обычный лед- твердое состояние воды (H 2 O). Сухой лед очень холодный (-78.5°C), поэтому его широко применяют для охлаждения и заморозки в промышленных масштабах. С помощью правильных ингредиентов вы легко и просто сделаете сухой лед дома, при условии, конечно, что вы будете соблюдать все правила безопасности.
Возьмите углекислотный огнетушитель и наволочку. Все. Что вам надо для приготовления сухого льда в домашних условиях: углекислотный огнетушитель, тканевая наволочка, которую не жалко испортить и открытое пространство на улице, где дети и домашние животные вам не помешают.
Защитите руки, глаза и конечности. Сухой лед очень холодный, он может привести к обморожению ("ожогам", по сути), если вступит в контакт с кожей. Несмотря на то, что при обращении с огнетушителем нет необходимости использовать специальный защитный костюм, примите необходимые меры предосторожности и защитите свое тело от случайного соприкосновения с сухим льдом. Перед началом работы наденьте:
Плотно оберните наволочку округ раструба. Вставьте сопло огнетушителя внутрь наволочки. Соберите ткань наволочки вокруг раструба и плотно завяжите ее за соплом. Газ не должен выходить из щелей.
Запустите огнетушитель. Когда вы будете готовы, нажмите на рычаг и дайте газу наполнить наволочку. Продолжайте выпускать газ 2-3 секунды. Возможно, вы не увидите, как образовывается лед, но вскоре он начнет собираться на дне. Отпустите рычаг через несколько секунд. Пары двуокиси углерода будут просачиваться сквозь ткань наволочки. Но это не страшно и безопасно. Тем не менее, рекомендуется проводить этот опыт в хорошо проветриваемых помещениях.
Снимите наволочку с огнетушителя. Аккуратно достаньте раструб огнетушителя из наволочки. Плотно прижимайте ткань к раструбу, чтобы удалить остатки примерзшего льда. На дне наволочки вы увидите кучу рыхлого сухого льда, напоминающую пенопласт.
Поместите лед в подходящий контейнер. Переложите сухой лед из наволочки в более удобную емкость, например, миску, прочный пластиковый пакет или термос. Храните сухой лед в одном месте и как можно большим куском, так лед дольше не растает. Не закрывайте контейнер герметично. Если вы плотно закроете контейнер крышкой, давление от образовывающегося CO 2 просто взорвет контейнер или сорвет крышку. Если вы используете крышку, не завинчивайте и не прижимайте ее.
Как вариант, используйте баллон с CO 2 . Если у вас под рукой не оказалось углекислотного огнетушителя, вы можете воспользоваться баллончиком с углекислым газом, который можно купить в строительных магазинах и через интернет. Процесс изготовления сухого льда точно такой же. Просто подсоедините носик к баллончику, вставьте его в наволочку, выпускайте газ в течение нескольких секунд, собирайте кусочки льда на дне наволочки. Меры предосторожности должны быть такими же, как и при работе с огнетушителем.
Смешайте сухой лед с водой, и получится подобие тумана. Сухой лед широко используется для образования искусственного тумана. Для этого надо всего лишь смешать сухой лед и воду. Если плеснуть немного воды на сухой лед, появится шипение и больше количество двуокиси углерода. Это широко применяется на дискотеках, рок-концертах, на аттракционах с домами с привидениями и в других местах, где надо создать мистическую атмосферу.
Используйте сухой лед для того, чтобы приготовить газированные напитки. Еще один способ широкого применения углекислого газа – производство газированных напитков (например, содовой, пива, шампанского, шипучих лимонадов и так далее). Соединение сухого льда с водой выпускает углекислый газ в воду, там он собирается в маленькие пузырьки, которые и являются отличительными признаками газированных напитков. Конечно, для промышленного, да и домашнего производства газированных напитков используют углекислый газ, но применение сухого льда дл этих целей будет очень эффектно.
Используйте сухой лед для сохранения продуктов замороженными. Сухой лед намного холоднее обычного льда, соответственно еда и напитки охлаждаются сильнее. Но есть опасность слишком сильно охладить их, например, шампанское может просто замерзнуть в ведерке с сухим льдом, поэтому его лучше использовать с теми продуктами, которые подаются замороженными (например, мороженое.)
Сухой лед используется для хранения некоторых продуктов. Удивительно, но сухой лед помогает сохранить такие продукты как крупы, фасоль, чечевицу, макаронные изделия. Для начала насыпьте сухой лед на дно ящика-кулера. Проверьте, чтобы лед был сухой, без инея, иначе продукты намокнут и испортятся. Насыпьте продукты на сухой лед. Прикройте (не плотно) крышку, дайте постоять 6 часов. Сухой лед должен полностью испариться, то есть превратиться в углекислый газ, чтобы не осталось ни одного кусочка. Когда лед испарится, плотно закройте крышку.
Используйте сухой лед для того, чтобы твердые материалы дали усадку. Как уже говорилось, сухой лед такой холодный, что твердые материалы, такие как метал или керамика, могут изменить свои свойства при соприкосновении с ним. В некоторых ситуациях это свойство имен определенные преимущества:
По представлениям многих людей может использоваться только в промышленных целях. Однако на самом деле это не так. Сравнительная простота технологий, позволяющих изготовить это нетоксичное вещество в домашних условиях, заметно расширила область его применения. Главное достоинство сухого льда заключается в способности быстро испаряться, переходя из твердого в газообразное состояние. В результате за короткое время высвобождается большое количество холода, который можно использовать для заморозки различных продуктов питания, включая рыбу, мясо, грибы, овощи и ягоды.
Поскольку этот процесс происходит очень быстро, в них сохраняется больше полезных веществ, да и внутренняя структура почти не нарушается. Смесь из сухого и обычного льда широко применяется для того, чтобы охлаждать различные продукты, а также пивные кеги. Использование сухого льда в чистом виде заметно повышает риск повредить их или полностью заморозить.
Это наиболее очевидная, но далеко не единственная область применения сухого льда в домашних условиях. Так некоторые хозяйки научились использовать данное вещество для приготовления кваса и других газированных напитков. Это вполне логично, поскольку столь любимые многими пузырьки представляют собой углекислый газ, который образуется в процессе брожения или же закачивается в напиток искусственно. В то же самое время данное вещество способно замедлить рост дрожжей. Это свойство используется при изготовлении некоторых мучных изделий.
Если вы хотите, чтобы цветы дольше радовали вас, насыпьте на поверхность почвы немного сухого льда, который создаст эффект охлаждения и поможет задержать момент распускания. Чтобы не навредить растению, следите за тем, чтобы оно не соприкасалось с гранулами непосредственно.
Изредка данное вещество используют в тех случаях, когда нужно изолировать небольшой участок трубопровода. Для этого на него надевают специальный кожух, под который подается жидкая двуокись углерода либо закладывается сухой лед. В процессе испарения он поглощает большое количество тепла, приводя к образованию так называемой «ледяной пробки» (это единственный способ остановить на время циркуляцию воды, если отсутствуют отсечные вентили).
Ели вам нужно избавиться от старой керамической плитки, то для облегчения работы стоит посыпать ее поверхность сухим людом и подождать, пока он испарится. В результате отдельные элементы сожмутся, и убрать их будет легче. В целом это достаточно трудоемкий способ, однако он идеально подходит для тех случаев, когда нужно заменить поврежденный фрагмент, состоящий всего из нескольких плиток
Находятся также народные умельцы, которые ухитряются с помощью сухого льда сводить бородавки, охлаждать компьютеры и даже приманивать насекомых: оказывается, комары любят запах двуокиси углерода. Используйте ее, чтобы отвлечь их и обеспечить себе спокойный отдых на природе. С помощью сухого льда также можно без проблем потушить горящий бензин (достаточно бросить в пламя всего пару гранул).
К бытовой сфере его использования также можно отнести создание искусственного дыма. Его используют не только во время концертов или на дискотеках - эффектную дымовую завесу, которая стелется по самому полу, несложно организовать и на домашней вечеринке. Для этого достаточно спрятать где-нибудь сосуд с водой и в нужный момент всыпать в него сухой лед. В результате скорость испарения резко возрастет, создавая запоминающийся декоративный эффект (дымовые машины военного или промышленного назначения в этом плане заметно уступают). Если добавить в смесь мыльный раствор, то дополнительно будут образовываться воздушные пузыри. Аналогичным способом можно создать дымовую завесу над ванной или джакузи.
Сухой лед пользуется популярностью в медицине. С его помощью можно быстро и эффективно заморозить биологические образцы, чтобы затем подвергнуть их анализу или поместить на хранение в специальные резервуары. Сухой лед также широко используется при перевозке донорской крови и трансплантатов. Кроме того, ранее жидкая двуокись углерода (наряду с жидким азотом) иногда использовалась для удаления бородавок, папиллом, сухих мозолей и некоторых других дефектов внешности.
Если говорить строго о промышленном использовании сухого льда, то в первую очередь следует упомянуть такую область, как струйно-абразивная обработка поверхностей. Для этого используются гранулы сухого льда, которые с помощью сжатого воздуха выстреливаются из специальной установки. Соприкасаясь с очищаемой поверхностью, они удаляют с нее клей, краску, ржавчину, следы жира и другие типы загрязнений. Преимущества данного метода перед другими способами абразивной обработки заключаются в том, что сухой лед быстро испаряется, не оставляя после себя ни твердых, ни жидких частиц, от которых в противном случае пришлось бы избавляться.
Другой важной областью применения является дегазация резервуаров, используемых в различных областях промышленности. Для этого достаточно засыпать в них гранулы сухого льда: в процессе сублимации они переходят в газообразное состояние и устремляются к выходному отверстию, унося с собой различные нежелательные примеси.
Очистка предметов сухим льдом - видео 1
Способность сухого льда выделять за короткое время большое количество холода находит себе применение на сборочных производствах, когда нужно соединить или наоборот разобрать плотно соединенные друг с другом детали. Дело в том, что металлы в процессе охлаждения сжимаются, в результате уменьшается и размер изготовленной из них детали. Это дает возможность установить ее на нужное место. По мере нагревания деталь снова расширится, обеспечив тем самым высокую надежность соединения.
В химической промышленности сухой лед выполняет функцию ингибитора, то есть вещества, замедляющего протекание некоторых реакций. В связи с этим он оказывается полезен при перевозке адгезивных составов, а также при нейтрализации щелочи. Поскольку CO2, являясь инертным газом, не поддерживает горения, он также применяется для вытеснения кислорода (например, при демонтаже подземных резервуаров, используемых для хранения горючих газов или жидкостей).
С помощью сухого льда удаляют облой и заусенцы с изделий, изготовленных из ПВХ, резины, винила и некоторых других материалов. Способность данного вещества при испарении расширяться в 800 раз позволяет создать в сосудах избыточное давление. В связи с высокой опасностью взрыва данная операция должна осуществляться только под контролем квалифицированного персонала. Гранулы сухого льда используются в пищевой промышленности для контактной заморозки различного сырья.
Сухой лед используется в первую очередь для охлаждения, хранения и перевозки пищевых продуктов. Ценность сухого льда заключается не только в его охлаждающем действии, но и в том, что продукты в углекислом газе не плесневеют, не гниют.
В медицине сухой лед применяется для перевозки и хранения крови и трансплантатов.
Сухой лед можно использовать для создания избыточного давления и инертной среды в емкостях, а также в качестве химического ингибитора.
Бросив в пламя несколько гранул сухого льда, можно быстро потушить горящий бензин.
С помощью сухого льда можно создавать различные пиротехнические эффекты.
Некоторые более конкретные случаи применения сухого льда:
1. Охлаждение пищевых продуктов. Насыпать немного гранул сухого льда в термос или контейнер с двойными стенками, сверху насыпать обыкновенный лед, затем положить пищевые продукты или напитки. Лучше не допускать прямого контакта сухого льда с продуктами, т.к. температура сухого льда -78,33°С. Продукты могут храниться таким образом от 5 до 7 дней.
Таблица приблизительного времени хранения продуктов в стандартном термоизолированном контейнере при помощи сухого льда.
| Масса сухого льда
|
Время хранения
|
| 2,2 кг |
18 часов |
| 3,2 кг |
24 часа |
| 4,5 кг |
36 часов |
| 6,8 кг |
48 часов |
| 9 кг |
72 часа |
2. Заморозка пищевых продуктов.
То же, что и п. 1, но сухой лед следует класть сверху пищевых продуктов. Если завернуть сухой лед в бумагу, это продлит время его испарения.
3. Создание тумана. В большую металлическую чашку налить горячей воды, затем добавить гранул сухого льда. Образуется густой плотный туман, который будет стлаться по земле. Так создают туман на эстрадных сценах и в ночных клубах. Лучше проделывать эту процедуру в проветриваемом помещении. Таким же образом можно создать туман в бассейне или джакузи.
4. Охлаждение и заморозка. Сухой лед имеет замораживающую способность, в 15 раз превышающую замораживающую способность водяного льда, время испарения сухого льда может превышать время таяния водяного льда в 5 раз. Смесь сухого льда и водяного льда может использоваться для охлаждения продуктов, пива и пивных кег. Использование только сухого льда может заморозить пиво или повредить кеги.
5. Отвлечение комаров от потенциальных жертв. Сухой лед привлекает комаров. Если насыпать немного сухого льда в стороне от места, где вы находитесь, они сконцентрируются вокруг него.
6. Поющий металл. При прямом контакте металла с сухим льдом металл начинает издавать громкий пронзительный звук. Данный эксперимент можно провести, положив металлическую ложку в сухой лед. В ложку можно налить немного воды для того, чтобы пронаблюдать процесс ее замерзания. Будьте осторожны, так как при длительном контакте ложка охладиться настолько, что может повредить кожу при прямом контакте.
7. Туманные пузыри. При добавлении мыльного раствора в смесь воды и сухого льда образуются пузыри, наполненные плотным туманом.
8. Выстрел. Если насыпать немного гранул сухого льда в пластиковую коробку от фотопленки, закрыть её крышкой и немного подождать, крышка может выстрелить на несколько метров. Точно так же можно запускать ракеты с водой, но для этого необходимы специальные приспособления.
9. Надувание резинового баллона или воздушного шарика. Можно насыпать немного сухого льда в шарик, плотно закрыть его и бросить его в бассейн или какой либо водоем. Сначала шарик утонет, но по мере наполнения газом поднимется на поверхность и взорвется.
10. Звуковая линза. Воздушный шарик, наполненный углекислым газом, может работать как звуковая линза. Дело в том, что в углекислом газе звук движется медленнее, чем в воздухе, точно так же, как свет движется медленнее через стекло, чем через воздух или вакуум. Получить шарик, наполненный углекислым газом, можно. положив в него немного сухого льда. Держите, шарик наполненный углекислым газом на расстоянии примерно 30 см от уха - звуки, проходящие через него, должны усиливаться.
11. Карбонизация напитков. Налейте питьевой воды в стакан и добавьте туда немного гранул сухого льда, после того, как лед испарится, вода должна быть немного карбонизирована.
12. Удаление напольной керамической плитки. Керамическую плитку можно снимать с пола, насыпав на ее поверхность немного сухого льда. Плитка снимается легче за счет охлаждения и сжатия. Эта процедура может занять много времени для снятия большого количества плитки, но для того, чтобы снять 1-2 плитки, она очень удобна.
13. Борьба с грызунами. Если засыпать гранулированный сухой лед в нору грызуна, через некоторое время углекислый газ вытеснит из нее кислород, прекратив доступ воздуха в грудную клетку грызуна. Для достижения полного эффекта необходимо убедиться, что нора не сквозная.
14. Сохранение цветов. Сухой лед охлаждает цветы и задерживает момент их распускания (цветения). Поддержание стабильной низкой температуры значительно замедляет процесс цветения. Для избежания замораживания нельзя допускать прямого контакта цветов с сухим льдом.
15. Химический ингибитор . Низкая температура замедляет процесс некоторых химических реакций. Например, сухой лед используется для транспортировки некоторых адгезивов или в качестве нейтрализирующего агента для щелочи.
16. Создание давления. Когда сухой лед испаряется, он расширяется примерно в 800 раз и поглощает тепло. Его можно использовать для создания избыточного давления в емкостях. ТОЛЬКО ДЛЯ КВАЛИФИЦИРОВАННОГО ПРЕСОНАЛА!
17. Инертная среда. Так как углекислый газ тяжелее воздуха и не поддерживает горение, сухой лед используется для вытеснения кислорода из некоторых емкостей, например для демонтажа подземных резервуаров с горючими газами или жидкостями.
18. Демонтаж металлических деталей. Сухой лед используется для демонтажа некоторых металлических деталей, например, подшипников или втулок. Необходимо добавить сухой лед в 90% спирт чтобы он охладился примерно до -78.5 °С. Затем его можно использовать подобно жидкому азоту для демонтажа деталей.
19. Выпечка. Сухой лед замедляет рост дрожжевых бактерий до определенного времени.
20. Снятие облоя . Сухой лед используется для снятия облоя и заусенцев с некоторых резиновых, виниловых, плексигласовых и поливинилхлоридных изделий.
Помимо «классического» льда (твердой фазы воды), который есть у всех дома, существует еще и сухой лед. Его можно приобрести в специализированном магазине. Предназначение обычного льда известно каждому: охлаждение напитков и продуктов, использование для медицинских целей и косметических процедур и т.д. Сухой же лед кажется чем-то странным и загадочным.
В этой статье вы узнаете, что же такое сухой лед и как он применяется, а также как его приготовить в домашних условиях.
Сухой лед - это твердый диоксид углерода с формулой CO₂.
Кристаллическая структура сухого льда
При комнатной температуре это вещество имеет интересное свойство: лед не тает, а испаряется. Таким образом, сухой лед полностью минует жидкое состояние. Название же свое твердый диоксид углерода получил за схожесть с обычным льдом. Температура сухого льда при переходе из твердого состояния в газообразное равняется -78,5 градусов Цельсия. Поэтому работать с таким веществом нужно очень осторожно, в специальных перчатках и защитном костюме.
Сухой лед получают на специально оборудованных предприятиях, но при необходимости его с легкостью можно сделать и дома.
Сухой лед - натуральное, экологически чистое и безопасное вещество, которое имеет все функции, присущие обычному льду. Однако поскольку сухой лед не имеет жидкого состояния, использовать его удобнее, например, при транспортировке продуктов питания или медицинских препаратов. В магазинах это вещество используется для хранения мороженого и для охлаждения пива. Но некоторые хозяйки нашли сухому льду и другое применение и используют его в качестве ингредиента газированной воды. Для этого возьмите небольшой кусочек сухого льда и бросьте его в банку или бутылку с водой. Затем плотно закройте емкость крышкой и взболтайте - начнется выделение газа. Также сухой лед может понадобиться для газирования кваса. Помните правила осторожности и старайтесь не переборщить: не используйте этого вещества много, так как от большого количества сухого льда в бутылке емкость взорвется. Еще его используют, когда замораживают продукты питания, например, мясо или рыбу. Нередко двуокись углерода используется и в бытовых целях, например чтобы с легкостью избавиться от старой керамической плитки. Процесс сублимации сухого льда дает красивый эффект, поэтому он часто используется при создании фотографий, а также на концертах, дискотеках и других мероприятиях, выполняя декоративную функцию.
Сделать сухой лед вы можете как в практических целях, так и для эксперимента, потому что с помощью этого вещества можно проводить различные интересные химические опыты. Приготовить двуокись углерода можно дома, но всё же сухой лед лучше делать на улице, а не в закрытом помещении.
Вот список того, что понадобится для проведения эксперимента:
огнетушитель с углекислым газом (если вы собрались его покупать, то будьте внимательны: не все огнетушители имеют начинку из углекислого газа, поэтому пенный и порошковый огнетушители не подойдут);
тканевые перчатки (резиновые в этот раз не подойдут, отличный вариант - надеть теплые шерстяные перчатки или варежки);
старая и ненужная наволочка;
защитные очки;
лабораторный халат.
При проведении этого эксперимента необходимо ответственно отнестись к экипировке. Особенно это касается рук: нельзя работать без защиты, потому что от сухого льда в лучшем случае вы получите ожог. Если вы не уверены в своих силах, позовите на помощь опытного и разбирающегося человека. Яркие и безопасные опыты с другими газами вы найдете .
Для начала возьмите огнетушитель и вставьте раструб в наволочку, носок или плотное полотенце. Следите за тем, чтобы не не было щелей, иначе газ с легкостью выйдет.
Далее резко нажмите на спусковой механизм. Когда СО₂ вылетает очень быстро, он не успевает превратиться в газ, и мы в итоге получаем вещество, похожее на снег. Так выглядит сухой лед. Добавляя кусочки сухого льда в воду, вы увидите белоснежный туман, который образуется в результате испарения льда.
С помощью сухого льда показываются интересные фокусы детям, например, в воду с сухим льдом добавить моющее средство. Из емкости будет образовываться обильная пена и если ее лопнуть – из пузырьков выйдет туман.
Ах, это лето, зной и мухи!
Когда на улице жарко, приятно поговорить о чем-нибудь холодненьком, вспомнить тележку с мороженым где-нибудь в парке. Холодильник без электричества! Что там внутри? Сухой лед! Почему он «сухой» и откуда берется?
Сухой лед - это замерзший углекислый газ, иначе диоксид углерода (CO2).
CO2, как и большинство веществ, может существовать в виде газа, жидкости и твердого тела - сухого льда.
При атмосферном давлении и комнатной температуре СО2 существует только в виде углекислого газа, который не имеет ни цвета, ни запаха и в полтора раза тяжелее воздуха.
В атмосфере Земли содержится около 0,03% углекислого газа, и он необходим для живых организмов и растений.
Знаете ли вы, что в природе CO2 содержится еще и в вулканических газах.
В Италии близь Неаполя есть, так называемая, «собачья пещера». Вход в пещеру - это самая высокая точка пещеры, дальше наклон вниз. Из-за вулканической деятельности в пещере усиленно выделяется и скапливается углекислый газ. Его концентрация в нижних слоях воздуха в пещере составляет около 70%. Для всего живого такое количество углекислого газа в воздухе смертельно, в том числе и для забегающих туда собак. Надо ли говорить, почему этой пещере дали такое имя.
Знаете ли вы , что человек при вдыхании воздуха даже с 8% содержанием СО2 в течение 30 минут задыхается. А в воздухе, выдыхаемом человеком, углекислого газа 4%.
Где же углекислый газ доставляет нам истинное наслаждение?
Конечно, в газированной воде!
Ее научились делать в конце 19 века после того, как был найден способ получения углекислого газа. СО2 хорошо растворяется в жидкостях, причем в спирте куда лучше, чем в воде, и чем ниже температура жидкости, тем лучше растворимость. Именно способность хорошо растворяться в воде позволило использовать СО2 в производстве газированных напитков. При растворении в воде СО2 образует угольную кислоту, которая улучшает вкусовые качества газированных напитков и не дает размножаться бактериям.
В магазинную газированную воду CO2 закачивается под давлением. Например, при давлении в 5 атм газирование воды происходит лучше, чем при нормальном давлении Поэтому-то и шипит газированная вода, когда вы открываете купленную бутылку. Газ выделяется до тех пор, пока жидкость не придет в равновесие с воздухом. «Убрать» газ из газированной воды совсем легко, если поместить ее под колокол вакуумного насоса и создать там низкое давление.
Под действием давления при температурах от -56 до 31о С углекислый газ легко сжижается и получается жидкая углекислота
.
В 1940 году научились производить жидкий СО2.
Поскольку критическая температура для СО2 выше комнатной (31 ° C), жидкий СО2 можно хранить под давлением в специальных герметических баллонах (критическая температура - это температура, выше которой CO2 при сколь угодно большом давлением невозможно перевести в жидкое состояние).
Внутри СО2-баллонов при комнатной температуре создают высокое давление (65-70 атм), равное давлению насыщенного пара, при котором жидкость и газ находятся в равновесии. В результате газ больше не образуется, и баллоны не взрываются.
Углекислота в баллонах применяется, например, в огнетушителях, для производства газированной воды, в пневматическом оружии, для накачивания шин и камер велосипедных колес.
Наконец-то дошли до сухого льда!
Если жидкую углекислоту из баллона, где она находится под большим давлением, вылить наружу, то она начинает стремительно испаряться. При испарении температура жидкости понижается, и не успевшая испариться вылившаяся углекислота замерзнет. В результате получится рыхлый углекислый "снег"
- замерзший углекислый газ.
Именно так впервые в 1834г. обнаружил сухой лед французский химик Чарльз Thilorier.
Как делают в промышленности сухой лед?
Промышленный способ получения сухого льда был разработан в 1923 году.
Принцип таков: очищенный углекислый газ сжижают, охлаждая его при высоком давлении, и хранят в больших емкостях. Для получения сухого льда жидкий СО2 подают в закрытую камеру гидравлического пресса, где понижают давление до атмосферного. При резком снижении давления из СО2 образуются рыхлый снег и очень холодный газ. Затем снег прессуют под давлением 30-50 атм и получают сухой лед, а газ откачивают, сжижают и возвращают в резервуар для хранения.
Современные установки выпускают сухой лед в виде крошки, гранул и брикетов.
Сухой лед при нормальном атмосферном давлении имеет температуру минус 78° C и обладает странным свойством - испаряться без перехода в жидкое состояние. Этот процесс называется «возгонка» или «сублимация». Испаряющийся при этом газ имеет очень низкую температуру и конденсирует в воздухе водяные пары, поэтому присутствие углекислого газа в воздухе можно определить косвенно по наличию тумана (или, как распространено говорить, дыма).
CO2 имеет тройную точку при температуре —57° С и давлении около 5 атм, поэтому при нормальном атмосферном давлении нельзя получить жидкую углекислоту (если тройная точка расположена при давлении выше атмосферного, то вещество не переходит в жидкое состояние при нормальных условиях). При низких давлениях и низких температурах вещество переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное. Отсюда и название «сухой» лед. Интересно, что этот любопытный эффект может возникать также и у воды, когда она подвергается воздействию вакуума.
Сухой лёд не проводит электричество и значительно легче льда обыкновенного.
Как же попроще получить сухой лед?
Удобнее всего вылить жидкую углекислоту из огнетушителя в матерчатый мешок. Здесь она будет свободно испаряться, мешок окутывается туманом, а внутри образуется « углекислый снег».
Сухой лед можно хранить очень долго в сосуде Дьюара, т.е. термосе. В крышке должно быть маленькое отверстие, через которое смогут выйти испарения сухого льда. Иначе внутри возникнет очень высокое давление, и сосуд может взорваться.
Это видео показывает, что происходит, когда сухой лед находится в плотно закрытой емкости. Через некоторое время в результате давления образовавшихся при испарении льда газов пробка вылетает.
Можно хранить сухой лед и в обыкновенном холодильнике. В промышленных масштабах его хранят и транспортируют в герметичных контейнерах, достаточно прочных, чтобы выдержать увеличение давления при повышении температуры.
Навряд ли на Земле вы найдете где-либо природный сухой лед … Другое дело на Марсе!
Знаете ли вы
, что ученым при помощи космических аппаратов удалось зафиксировать на Марсе плотные облака, состоящие из сухого льда - отвердевшего диоксида углерода.
Кроме того, в полярных областях Марса обнаружены дюны, покрытые твердым углекислым газом - сухим льдом.
Холодящее действие сухого льда (-79оС) гораздо сильнее, чем у льда обыкновенного. 1 кг сухого льда может заменить 15 кг льда из воды. А испаряется сухой лед в 5 раз медленнее, чем тает обыкновенный лед.
Сухой лед используется в технике, медицине и пищевой промышленности, в первую очередь, конечно, для охлаждения, хранения и перевозки пищевых продуктов, которые в углекислом газе не плесневеют и не гниют. В термоизолированном контейнере при помощи сухого льда продукты могут храниться от 5 до 7 дней.
Знаете ли вы
, что в современном мире сухой лед нашел применение и в очень необычных, интересных устройствах - это дым-машины или иначе генераторы тумана.
Придумали, например, машину для Хэллоуина, которая создает мыльные шары, наполненные туманом, или, например, дым-машины для представлений и концертов.
В состав генератора тумана входят емкость с сухим льдом и емкость с подогреваемой водой.
При быстром нагревании сухого льда его испарения создают плотный, холодный, белый туман из оксида углерода, который тяжелее воздуха и держится пеленой у земли. Этот холодный туман охлаждает окружающий воздух, что приводит к конденсации паров воды, содержащихся в воздухе, и туман еще более усиливается. Опусканием сухого льда на разную глубину в горячую воду можно регулировать количество получаемого тумана.
Сделайте туман (а может быть дым) сами:
В большую металлическую чашку налейте теплой воды, а затем добавьте в воду несколько гранул сухого льда. Вода тут же забурлит, и из стакана повалит густой белый дым-туман, образованный охлажденными парами воды. Это дым совершенно безопасен. Он будет стлаться по полу комнаты. Правда, лучше проделывать эту процедуру в проветриваемом помещении.
Сделайте сами
простенький опыт под названием «Поющий металл».
Положите металлическую ложку на сухой лед. При контакте металла с сухим льдом металл начинает издавать громкий пронзительный звук. В ложку можно налить немного воды для того, чтобы пронаблюдать процесс ее замерзания. В чем дело?
(Кстати, будьте осторожны, температура сухого льда - минус 70оС, температура ложки через некоторое время станет такой же! Не обожгите руки!)
Из-за газа, который постоянно образуется на поверхности сухого льда, каждый объект, находящийся на его поверхности может быть слегка приподнят. Если сунуть теплую монету в прорезь на куске сухого льда, она начинает дрожать и дребезжать. Но не от холода.
При контакте с сухим льдом, из-за постоянно образующихся при испарении у поверхности льда газов, образуется газовая подушка, которая поднимает монету. Затем газ выходит, и монета падает обратно. Это работает только до тех пор, как монета еще теплая, когда она остывает, ее движение становится незаметным.
Если положить кусок сухого льда на какой-либо легко резонирующий предмет, то возникнет громкий вибрирующий звук.
Под действием теплой чашки лед начинает усиленно испаряться и возникает газовая подушка, которая отталкивает его из кастрюли и создает вибрацию. В зависимости от материала подложки можно получить разные звуки по высоте и громкости.
В связи с возникновением газовой подушки, сухой лед легко скользит по теплой слегка наклоненной алюминиевой пластине.
Из-за наличия газовой подушки трение становится минимальным, и кусочки льда получают значительное ускорение.
Знаете ли вы , что бросив в пламя несколько кусочков сухого льда, можно быстро потушить горящий бензин.
Знаете ли вы , что сухой лед привлекает комаров. Если насыпать немного сухого льда, то комары полетят на испаряющийся углекислый газ и, скорее всего, забудут про вас. Наверно, это у них в генах, ведь углекислый газ является продуктом дыхания всех теплокровных.
Поскольку углекислый газ на 59% тяжелее воздуха, его можно переливать из одного сосуда в другой. СО2 не горит и не поддерживает горение. А в больших количествах может гасить пламя, вытесняя из воздуха кислород. В этом можно убедиться на следующем опыте.
Если зажечь свечу в стакане, а затем положить туда кусок сухого льда, так что свеча быстро гаснет.
Это объясняется тем, что при контакте с теплым стаканом сухой лед быстрее испаряется и заполняет большую часть стакана тяжелым углекислым газом.
Вытеснение кислорода и не дает свече гореть дальше. По этой же причине, виноделы часто берут с собой горящую свечу в винный погреб. Если она гаснет, значит, углекислого газа накопилось в погребе очень много, и он на уровне свечи. Поднимая и опуская свечу, они проверяют уровень углекислого газа в погребе, ведь в атмосфере углекислого газа горение свечи невозможно.
Еще более впечатляющей выглядит ситуация, когда тяжелый углекислый газ «наливают» в стакан с горящей свечой. Углекислый газ так тяжел, что, несмотря на поднимающийся теплый воздух от горящей свечи, опускается вниз на дно.
При испарении большого количества сухого льда должны быть приняты меры по вентиляции помещения. Поскольку CO2 тяжелее воздуха, он заполняет помещение, начиная снизу, и таким образом вытесняет кислород. При брожении вина также образуется углекислый газ, поэтому в подвальных помещениях - винных хранилищах нередки несчастные случаи.
Знаете ли вы
, что с помощью сухого льда можно менять погоду?
Облака, которые не дают ни капли дождя, можно «посыпать» сверху с самолетов дробленым на мельчайшие кристаллики сухим льдом. Сухой лед охлаждает облака и вызывает осадки.
Были опыты и по созданию облаков. При ясном небе быстро сбрасывали сухой лед в восходящие потоки воздуха и через некоторое время появлялись облака.
Как же увидеть
, сколько же углекислого газа набралось в стакане?
Уровень заполнения стакана углекислым газом можно сделать «видимым»», если пустить в стакан с сухим льдом мыльный пузырь.
Заполненный воздухом мыльный пузырь будет плавать в стакане по поверхности более тяжелого слоя углекислого газа, хотя внешне это выглядит, как будто пузырь просто плавает в воздухе внутри стакана. Через некоторое время пузырь начнет постепенно погружаться в углекислый газ и опускаться на дно стакана.
Если понаблюдать подольше, то можно получить замерзший мыльный пузырь! Однако, не пытайтесь достать из стакана замерзший мыльный пузырь руками, тоненькая ледяная стеночка мыльного пузыря очень хрупка.
А при добавлении мыльного раствора в смесь воды и сухого льда получаются великолепные мыльные пузыри, наполненные плотным туманом.
Если вы бросите кусок сухого льда в стакан с водой, то над стаканом возникнет туман. При контакте с водой испарение сухого льда происходит куда интенсивнее, чем на воздухе. Образующийся газ поднимается в виде пузырьков на поверхность воды. Поскольку газ по-прежнему еще очень холодный, он может конденсировать находящийся в воздухе водяной пар, который и наблюдается в виде тумана. Чем теплее вода и мельче куски льда, тем сильнее будет бурление воды.
Знаете ли вы , что воздушный шарик, наполненный углекислым газом, может усиливать звук. Проделайте простой опыт сами - подробнее здесь
Знаете ли вы , что существует технология криогенного бластинга - эффективной и безопасной очистки поверхностей с помощью высокоскоростной струи гранул сухого льда?
Знаете ли вы
, как можно исправить вмятину на капоте автомобиля?
Приложите (в рукавицах!) со стороны вмятины кусок сухого льда и подержите его прижатым некоторое время, а потом посмотрите, что произойдет!
А под конец захватывающее зрелище с сухим льдом!
Но, опасно, лучше самому не делать... ((
Если насыпать немного сухого льда в пластиковую коробку или бутылку, закрыть её крышкой, быстренько отбежать подальше и немного подождать, то скопившийся газ разорвет емкость в клочья. Точно так же можно запускать ракеты с водой, но для этого необходимы специальные приспособления.
А можно взять детский воздушный шарик, насыпать в него немного сухого льда, плотно завязать его и бросить в воду. Сначала шарик утонет, но по мере наполнения газом поднимется на поверхность и взорвется.
А знаете ли вы,
что такое картофельная пушка? Не знаете? Ну, и не надо...
