Сухой лёд: производство, свойства и применение¶
Сухой лёд — твёрдая форма углекислого газа (CO₂), представляющая собой белые полупрозрачные гранулы или блоки, которые при нормальных условиях не плавятся, а возгоняются — непосредственно переходят из твёрдого состояния в газообразное. Температура сублимации сухого льда составляет −78,5 °C при атмосферном давлении. Материал широко используется для охлаждения, создания эффекта тумана, в медицине, пищевой промышленности и научных исследованиях.
¶Свойства и характеристики
Сухой лёд не имеет жидкой фазы при нормальном давлении. При повышении температуры он не превращается в жидкость, а непосредственно сублимируется в газ. Плотность сухого льда составляет около 1560 кг/м³, удельная теплота сублимации — примерно 571 кг/кДж. Один килограмм сухого льда при возгонке даёт около 540 литров углекислого газа, что в 500 раз превышает его собственный объём.
При контакте с тёплой поверхностью сухой лёд интенсивно поглощает тепло, охлаждая предметы до −78,5 °C. Этот эффект делает его эффективным хладагентом для транспортировки скоропортящихся продуктов и замораживания материалов.
¶Производство
Сухой лёд получают из жидкой фазы углекислого газа. При сбросе давления жидкий CO₂ частично испаряется, охлаждая оставшуюся массу до температуры замерзания (−78,5 °C). Образующаяся кристаллическая масса прессуется в блоки или гранулы. В России сухой лёд производят на крупных предприятиях химической промышленности, в частности на заводах по производству сжиженных газов.
¶Применение
- Пищевая промышленность — охлаждение и транспортировка скоропортящихся продуктов, замораживание полуфабрикатов.
- Медицина — хранение и транспортировка биологических материалов, вакцин, донорской крови; дерматология (криотерапия).
- Кинематограф и сценические эффекты — создание густого белого тумана (при погружении в воду).
- Промышленность — усадка металлических деталей, чистка поверхностей (пескоструйная обработка сухим льдом), контроль сварных швов.
- Научные исследования — охлаждение образцов, криогенные эксперименты.
¶Где купить сухой лёд
Приобрести сухой лёд можно несколькими способами:
- У производителей. Крупные заводы, выпускающие сухой лёд, продают его напрямую. Объём партий, как правило, начинается от 5–10 кг.
- В специализированных магазинах и на площадках газораспределительных компаний. Многие фирмы, занимающиеся продажей сжиженных газов, имеют в ассортименте сухой лёд.
- Через интернет-магазины. Ряд компаний в крупных городах (Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Новосибирск) предлагает доставку сухого льда на дом или в офис. Заказ обычно оформляется на сайте или по телефону.
- На предприятиях пищевой индустрии. Некоторые производители мороженого и холодильных компаний продают излишки сухого льда.
¶На что обратить внимание при покупке
- Форма выпуска. Сухой лёд бывает в виде гранул (пеллет) диаметром 3–16 мм и в виде блоков. Гранулы удобнее для охлаждения и создания тумана, блоки — для длительного хранения.
- Упаковка. Сухой лёд должен быть упакован в термосумку или термоконтейнер, чтобы замедлить сублимацию. При хранении в обычной таре он быстро испаряется.
- Скорость испарения. В термоконтейнере сухой лёд сохраняется около 24–48 часов, в открытой таре — значительно меньше.
- Объём партии. Для разовых задач (создание тумана на вечеринке, охлаждение продуктов для пикника) достаточно 2–5 кг. Для транспортировки на дальние расстояния требуется больше.
¶Хранение и транспортировка
Сухой лёд следует хранить в хорошо вентилируемом помещении или на открытом воздухе. В закрытых помещениях накапливающийся CO₂ может вытеснять кислород и представлять опасность для здоровья. При транспортировке в автомобиле необходимо держать окна открытыми или включённой вентиляцию.
¶Меры безопасности
Углекислый газ тяжелее воздуха и скапливается в низких, плохо проветриваемых помещениях. Вдыхание высоких концентраций CO₂ может вызвать головокружение, удушье и потерю сознания. При контакте с кожей сухой лёд может вызвать обморожение, поэтому при работе с ним рекомендуется использовать защитные перчатки.
¶Интересные факты
- Сухой лёд был впервые получен шотландским химиком Джозефом Лоуи в 1835 году.
- Название «сухой лёд» закрепилось за этим веществом в конце XIX века благодаря коммерческой рекламе.
- В природе сухой лёд встречается на Марсе — в полярных шапках планеты обнаружены залежи замёрзшего CO₂.
Источники:
- ГОСТ Р 56332-2014 «Лёд сухой. Технические условия»
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- Справочник химика: физико-химические свойства диоксида углерода