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.
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.
Особенность сухого льда
Это вещество очень интересно по своей структуре. Сухой лед может сублимироваться, то есть из твердого состояния может переходить в газообразное, без жидкой фазы. Температура сублимации сухого льда составляет -78,5 °С.
В магазинах сухой лед продается либо брикетами, либо гранулами. Если покупать его для опытов, то предпочтительно выбрать гранулы, так как они удобней в дозировании. Следует помнить, что это расходный материал, а значит, заранее покупать его не нужно. В течение дня может испариться до 15 % массы сухого льда. Ко всему прочему, это достаточно дорогая покупка.
Сухой лед можно производить на промышленных объектах с использованием специального оборудования. Но в небольших количествах для проведения экспериментов его можно сделать и дома.
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»).
Приступаем к созданию сухого льда
В понимании того, как сделать сухой лед дома, нет ничего сложного. Понадобятся два огнетушителя, толстые перчатки и мешок для сбора льда. Первый огнетушитель понадобится для самого эксперимента, здесь предпочтение следует отдать углекислотной модели. Второй же понадобится в качестве меры безопасности.
Толстые хлопчатобумажные перчатки нужны для собственной безопасности. Также желательно прикрыть все открытые участки кожи и глаза. Во время проведения опыта баллон может выскользнуть из рук.
Баллон укладывается на бок и закрепляется на поверхности пола. Затем нужно взять полотняный мешок. Оптимальная его емкость составляет 3-4 литра. Его следует плотно привязать к горловине воронки огнетушителя. Можно даже проволокой воспользоваться.
И о том, как сделать сухой лед в домашних условиях. Аккуратно нажимаем на рычаг огнетушителя, а затем держим его 2 секунды и отпускаем. Если же у вас в руках оказался баллон старого образца, то у него нужно откручивать вентиль. Делается это медленно. Мешок наполнится за 2-3 минуты. В процессе опыта вокруг может скопиться дымка, похожая на молочный туман. Бояться его не нужно – он абсолютно безвреден.
Все работы производятся только в толстых перчатках. В противном случае легко можно получить ожог низкими температурами.
Получившаяся в ходе эксперимента субстанция похожа на плотный и хрустящий снег, но она тем не менее таковой не является.
Вот и все, что нужно знать о том, как сделать сухой лед в домашних условиях.
Использование сухого льда
Мы разобрались с тем, как сделать сухой лед. Но вот для чего он может пригодиться? Помимо разнообразных опытов, он полезен и в быту. Если понадобится срочно охладить большое количество кипятка, скажем, литров 200, то достаточно бросить в него 1 килограмм сухого льда. Температура воды практически сразу же опустится до 50-60 градусов.
Небольшое количество сухого льда может поддерживать температуру холодной воды до суток даже в самую жаркую погоду. Интересно наблюдать за тем, что происходит при контакте воды с сухим льдом. Реакция их взаимодействия напоминает кипение. Но даже при том, что сухой лед находится в воде, прикасаться к нему не стоит. Можно попросту отморозить пальцы.
Если же сухой лед опустить в небольшую емкость, затем плотно закрыть и интенсивно взболтать, итогом станет настоящий газированный напиток. Бармены со всей планеты пользуются этим свойством продукта.
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
В чём хранить сухой лёд
Перед непосредственным приготовлением позаботьтесь о том, чтобы у вас под рукой была ёмкость для хранения сухого льда. Пренебрегая данным советом, вы сведёте собственные усилия на «нет», поскольку состав моментально испарится.
- Отличным вариантом послужит специальный контейнер, предназначенный для хранения замороженной продукции. Как правило, он состоит из морозостойкого пластмасса, который по своим свойствам является не герметичным. Также подойдут обычные формы для льда, но их нужно чем-то прикрыть сверху.
- Также можно использовать термос, но его нельзя плотно закручивать. Во время улетучивания льда образуется большое количество углекислого газа, вследствие чего он быстро сорвёт крышку или вовсе взорвёт термос. Если вы выбрали такой метод, накрывайте ёмкость, оставляя небольшую щель.
- При отсутствии готовой посуды, приготовьте резервуар для хранения самостоятельно. Возьмите небольшую картонную коробку, обмотайте со всех сторон скотчем, чтобы она обрела характерный глянцевый отблеск. Такой ход позволит сохранить свойства продукта. Затем проложите дно, стенки и верхние открывающиеся крышки плотным пенопластом. Прикрепите их клеем или используйте всё тот же скотч.
Важно!
Не используйте для хранения льда ёмкости из стекла и керамики, если они не обладают достаточной термостойкостью. Под действием температур посуда даст трещины или расколется на несколько частей. Что касается металлических резервуаров, их использование не запрещено, но ёмкость может деформироваться при контакте с холодом.
Приготовить сухой лёд в домашних условиях возможно. Позаботьтесь о защитной одежде, перчатках и очках. Заранее позаботьтесь о ёмкости для хранения состава, проводите процедуру на открытом воздухе. Работайте с огнетушителем аккуратно, крепко держите прибор в руках, чтобы он не выпал после поднятия крана.
как в домашних условиях надуть шарики гелием
Принципы обращения с сухим льдом в домашних условиях
Из-за удобства применения, гранулы сухого льда чаще всего используются в домашних опытах. Как правило, они небольшого размера и их проще дозировать. Кстати, за день в пластиковом контейнере испаряется до 15% массы сухого льда. Большинство опытов с этим простейшим веществом основывается на одном и том же принципе: когда сухой лед контактирует с водой, то переход из твердой фазы в газообразную выглядит как кипение. Правда в отличие от последнего это парообразование достаточно яркое и его тяжело спутать с чем-то еще. Весь фокус в том, что так как испаряющийся СО2 тяжелее воздуха, он окружает емкость с водой как бы стелясь по поверхности в отличие от обычного дыма, который поднимается вверх.
Чтобы эксперимент удался, необходимо бросить в емкость с водой гранулу или брикет сухого льда. От температуры воды зависит скорость испарения — чем вода теплее, тем короче и ярче эффект. Именно в этот момент можно проводить эксперименты – позволить пару выходить наружу или ограничить испарение в замкнутом пространстве
Важно – в таких экспериментах нельзя использовать пластиковые бутылки – их может разорвать, в лучшем случае ледяной пар выбьет пробку. Такая реакция обусловлена плотностью вещества в газообразном состоянии из-за чего оно занимает больше места
Наиболее безопасным применением сухого льда является “изготовление” мыльных пузырей.
Посмотрите что произойдет если бросить сухой лед в бассейн:
