Сухой лёд, свойства, получение и применение


Сухой лёд, свойства, получение и применение.

 

 

Сухой лёд – это твёрдая форма углекислого газа – бинарного химического соединения углерода и кислорода, имеющее формулу CO2.

 

Сухой лёд, формула, молекула, строение, состав, вещество

Требования безопасности при обращении с сухим льдом

Физические свойства сухого льда

Получение сухого льда

Применение сухого льда

 




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:

Углекислый газ, свойства, получение и применение

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.

 


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»).

 


Физические свойства сухого льда:

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула CO2
Синонимы и названия иностранном языке углекислый газ (рус.)

углерода двуокись (рус.)

углерода диоксид (рус.)

угольный ангидрид (рус.)

оксид углерода (IV)

carbon dioxide (англ.)

Тип вещества неорганическое
Внешний вид лёд или снегоподобная масса
Цвет бесцветный или белый
Вкус кисловатый вкус
Запах кисловатый «содовый» запах
Агрегатное состояние (при температуре менее –78,5 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество (при повышении температуры возгоняется)
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при -79 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 1561
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при -79 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 1,561
Плотность (состояние вещества – жидкость, при -60 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 1190
Плотность (состояние вещества – жидкость, при -60 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 1,19
Плотность (состояние вещества – жидкость, при -37 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 1101
Плотность (состояние вещества – жидкость, при -37 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 1,101
Плотность (состояние вещества – жидкость, при 0 °C и атмосферном давлении 35,5 атм.), кг/м3 925
Плотность (состояние вещества – жидкость, при 0 °C и атмосферном давлении 35,5 атм.), г/см3 0,925
Плотность (состояние вещества – газ, при 0 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 1,9768
Плотность (состояние вещества – газ, при 0 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 0,0019768
Температура сублимации (возгонки), °C -78,5
Молярная масса, г/моль 44,01
Растворимость в воде, г/100 г 0,3803 при 16 °C,

0,3369 при 20 °C,

0,2515 при 30 °C

Удельная теплота испарения, кДж/кг 379,5
Удельная теплота плавления, кДж/кг 205
Энтальпия плавления ΔHпл, кДж/моль 8,37
Энтальпия возгонки ΔHвозг, кДж/моль 25,23
Давление паров, мм.рт.ст. 0,000001 (при -186,4°C),

0,00001 (при -180,7°C),

0,0001 (при -174,3°C),

0,001 (при -166,8°C),

0,01 (при -158°C),

2,31 (при -130°C),

9,81 (при -120°C),

34,63 (при -110°C),

104,81 (при -100°C),

279,5 (при -90°C),

672,2 (при -80°C),

1486,1 (при -70°C),

3073,1 (при -60°C),

5127,8 (при -50°C),

7545 (при -40°C),

10718 (при -30°C),

14781 (при -20°C),

19872 (при -10°C),

26142 (при 0°C),

33763 (при 10°C),

42959 (при 20°C),

54086 (при 30°C)

 


Получение сухого льда:

В промышленности сухой лёд получают путем охлаждения углекислого газа при высоком давлении.

 

Применение сухого льда:

Сухой лёд используют в различных областях промышленности и быту:

– в качестве охлаждающего средства для сохранения и охлаждения пищевых продуктов, медикаментов и пр. при их транспортировке и хранении без использования холодильных установок. В отличии от воды сухой лёд «таит», не оставляя воды;

– в качестве охлаждающего средства для быстрой заморозки пищевых продуктов, лабораторных образцов и пр.;

– в качестве охлаждающего средства для быстрой заморозки разливов нефти;

– в качестве охлаждающего вещества в различных промышленных процессах;

– для создания визуальных эффектов (на концертах, театрах и пр.);

– в пищевой промышленности для газирования напитков, изготовления мороженого и пр.;

– как источник углекислого газа для защиты пищевых продуктов от насекомых и других вредителей без использования токсичных веществ в складских помещениях и контейнерах;

– в медицине;

– в системах пожаротушения и в огнетушителях;

– для струйной очистки различных поверхностей и оборудования (т.н. метод криогенного бластинга);

– в сельском хозяйстве для обеспечения сохранности зерна, т.к. углекислый газ замедляет процессы жизнедеятельности в заложенном на хранение зерне, что позволяет сохранять его дольше, чем без его применения, а также подавляет дыхание и препятствует жизнедеятельности вредоносных микроорганизмов и насекомых-вредителей;

– в цветоводстве для обеспечения сохранности цветов, т.к. поддержание стабильной низкой температуры значительно замедляет процесс цветения;

– в животноводстве для клеймения рогатого скота и лошадей;

– для борьбы с грызунами. Гранулированный сухой лед засыпают в нору грызуна, спустя некоторое время углекислый газ вытесняет из нее кислород;

– в химической промышленности для замедления многих химических реакций.

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com.

 



Еще технологии...











карта сайта