Come funziona il ghiaccio secco?

2021-09-17
Anche se il ghiaccio secco sembra freddo, è estremamente pericoloso al tatto e può causare gravi ustioni.

Il ghiaccio secco è anidride carbonica congelata . Un blocco di ghiaccio secco ha una temperatura superficiale di -109,3 gradi Fahrenheit (-78,5 gradi C). Il ghiaccio secco ha anche la caratteristica molto bella della sublimazione : quando si rompe, si trasforma direttamente in anidride carbonica piuttosto che in un liquido. La temperatura super fredda e la funzione di sublimazione rendono il ghiaccio secco ottimo per la refrigerazione. Ad esempio, se desideri inviare qualcosa di congelato in tutto il paese, puoi imballarlo in ghiaccio secco. Sarà congelato quando raggiunge la sua destinazione e non rimarranno liquidi disordinati come con il ghiaccio normale.

Molte persone hanno familiarità con l'azoto liquido, che bolle a -320 gradi F (-196 gradi C). L'azoto liquido è abbastanza disordinato e difficile da maneggiare. Allora perché l'azoto è un liquido mentre l'anidride carbonica è un solido? Questa differenza è causata dalle caratteristiche solido-liquido-gas dell'azoto e dell'anidride carbonica.

Conosciamo tutti il ​​comportamento solido-liquido-gas dell'acqua. Sappiamo che a livello del mare , l'acqua gela a 32 gradi F (0 gradi C) e bolle a 212 gradi F (100 gradi C). Tuttavia, l' acqua si comporta diversamente quando si modifica la pressione . Quando abbassi la pressione, il punto di ebollizione diminuisce. Se abbassi abbastanza la pressione, l'acqua bolle a temperatura ambiente. Se tracci il comportamento solido-liquido-gas di una sostanza come l'acqua su un grafico che mostra sia la temperatura che la pressione, crei quello che viene chiamato un diagramma di fase per la sostanza. Il diagramma di fase mostra le temperature e le pressioni alle quali una sostanza cambia tra solido, liquido e gas.

A pressioni normali, l'anidride carbonica si muove direttamente tra gas e solido. È solo a pressioni molto più elevate che si trova l'anidride carbonica liquida. Ad esempio, un serbatoio ad alta pressione di anidride carbonica o un estintore ad anidride carbonica contiene anidride carbonica liquida.

Per fare il ghiaccio secco, inizi con un contenitore ad alta pressione pieno di anidride carbonica liquida. Quando si rilascia l'anidride carbonica liquida dal serbatoio, l'espansione del liquido e l'evaporazione ad alta velocità del gas di anidride carbonica raffredda il resto del liquido fino al punto di congelamento, dove si trasforma direttamente in solido. Se hai mai visto un estintore ad anidride carbonica in azione, hai visto questa neve di anidride carbonica formarsi nell'ugello. Comprimi la neve di anidride carbonica per creare un blocco di ghiaccio secco. Il ghiaccio secco sublima a temperature superiori a -109,2 ° F, quindi dovrai usarlo rapidamente o conservarlo poiché, a differenza del ghiaccio normale, si trasforma in un gas anziché in un liquido.

Come conservare il ghiaccio secco

Il ghiaccio secco deve essere conservato in un contenitore ben isolato all'esterno come un dispositivo di raffreddamento con il coperchio solo leggermente chiuso. Più spesso è l'isolamento, meglio è poiché si trasformerà di nuovo in un gas a una velocità inferiore. Non conservarlo mai in un contenitore sigillato poiché il gas CO2 sublimato affonderà e può essere pericoloso. Se ermetico può creare una bomba di ghiaccio secco facendo esplodere il contenitore. Potresti pensare che il congelatore sia un ottimo posto per mantenerlo fresco, ma in realtà è troppo caldo. A causa della bassa temperatura del ghiaccio secco, il frigorifero potrebbe spegnersi.

I molti usi del ghiaccio secco

  • Industria alimentare: i pellet di ghiaccio secco vengono aggiunti per prevenire la crescita batterica durante i processi di miscelazione o macinazione su larga scala come la produzione di hamburger.
  • Pulizia profonda: le macchine per la sabbiatura a ghiaccio secco vengono utilizzate per rimuovere muffe, colla, vernice, olio, grasso e altri materiali adesivi difficili da rimuovere.
  • Industria medica: il ghiaccio secco viene utilizzato frequentemente per conservare gli organi per il trapianto e anche in piccoli interventi di dermatologia come la rimozione di talpe, verruche e altre imperfezioni della pelle.

Sicurezza del ghiaccio secco

Se hai mai la possibilità di maneggiare il ghiaccio secco, assicurati di indossare guanti pesanti preferibilmente guanti isolanti . La temperatura superficiale super fredda può facilmente danneggiare la pelle se la tocchi direttamente. Per lo stesso motivo, non vorrai nemmeno assaggiare o ingoiare il ghiaccio secco. Quando si maneggia il ghiaccio secco si consiglia di indossare occhiali di sicurezza in caso di esplosione.

Un'altra importante preoccupazione per il ghiaccio secco è la ventilazione . Vuoi assicurarti che l'area sia ben ventilata. Il ghiaccio secco sublima e l'anidride carbonica è più pesante dell'aria e può concentrarsi in aree basse o spazi chiusi (come un'auto o una stanza in cui il ghiaccio secco sta sublimando). L'aria normale contiene il 78% di azoto, il 21% di ossigeno e solo lo 0,035% di anidride carbonica. Se la concentrazione di anidride carbonica nell'aria supera il 5%, l'anidride carbonica può diventare tossica. Assicurati di ventilare qualsiasi area che contiene ghiaccio secco e non trasportarlo in un veicolo chiuso per evitare grandi quantità di accumulo di CO2.

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