Trockeneis, das manchmal auf als "Cardice" oder als "Karte-Eis" (hauptsächlich britisches Englisch) verwiesen ist, ist die feste Form des Kohlendioxyds. Es wird in erster Linie als ein kühl werdender Agent verwendet. Seine Vorteile schließen niedrigere Temperatur ein als dieses des Wassereises und jeden Rückstand (anders nicht verlassend, als beiläufiger Frost von der Feuchtigkeit in der Atmosphäre). Es ist nützlich, um eingefrorene Nahrungsmittel, Eis usw. zu bewahren, wo das mechanische Abkühlen nicht verfügbar ist.

Trockeneis sublimiert an 78.5 °C (109.3 °F) am atmosphärischen Druck. Diese äußerste Kälte macht den Festkörper gefährlich, um ohne Schutz wegen verursachter Brandwunden durch das Einfrieren (Erfrierung) zu behandeln. Während allgemein nichttoxisch, kann der outgassing davon Erstickung wegen der Versetzung von Sauerstoff in beschränkten Positionen verursachen.

Eigenschaften

Trockeneis ist die feste Form des Kohlendioxyds (chemische Formel CO), zwei zu einem einzelnen Kohlenstoff-Atom verpfändete Sauerstoff-Atome umfassend. Es ist farblos, geruchlos, und ein bisschen acidic nicht entzündbar.

Bei Temperaturen unten und Druck unter 5.13 atm (der dreifache Punkt) haben CO Änderungen von einem Festkörper bis ein Benzin ohne vorläufige flüssige Form, durch einen Prozess Sublimierung genannt. Der entgegengesetzte Prozess wird Absetzung genannt, wo sich CO vom Benzin bis feste Phase (Trockeneis) ändert. Am atmosphärischen Druck kommt Sublimierung/Absetzung daran vor.

Die Dichte des Trockeneises ändert sich, aber erstreckt sich gewöhnlich zwischen ungefähr 1.4 und 1.6 g/cm (87-100 lb/ft). Die niedrige direkte und Temperatursublimierung zu einem Benzin macht Trockeneis ein wirksames Kühlmittel, da es kälter ist als Wassereis und keinen Rückstand verlässt, weil es Staat ändert. Seine Sublimationsenthalpie ist 571 kJ/kg (25.2 kJ/mol).

Trockeneis ist mit einem Dipolmoment der Null nichtpolar, so funktionieren attraktive zwischenmolekulare Kräfte von van der Waals. Die Zusammensetzung läuft auf niedriges thermisches und elektrisches Leitvermögen hinaus.

Geschichte

Es wird allgemein akzeptiert, dass Trockeneis zuerst 1834 vom französischen Chemiker Charles Thilorier beobachtet wurde, der die erste Rechnung der Substanz veröffentlicht hat.

In seinen Experimenten hat er bemerkt, dass, als sie den Deckel eines großen Zylinders geöffnet haben, der flüssiges Kohlendioxyd, enthält, meist flüssig CO schnell verdampft. Dieses linke nur feste Trockeneis im Behälter. 1924 hat sich Thomas B. Slate um ein US-Patent beworben, um Trockeneis gewerblich zu verkaufen. Nachher ist er das erste geworden, um Trockeneis erfolgreich als eine Industrie zu machen.

1925 wurde diese feste Form von CO von DryIce Corporation Amerikas als "Trockeneis" gesetzlich schützen lassen, so zu seiner gemeinsamen Bezeichnung führend.

Dass dasselbe Jahr DryIce Co. die Substanz gewerblich zum ersten Mal verkauft hat; Marketing es, um Zwecke zu kühlen.

Der alternative Name "Cardice" ist ein eingetragenes Warenzeichen von Air Liquide UK Ltd. Es wird manchmal als "Karte-Eis" geschrieben.

Fertigung

Trockeneis wird leicht verfertigt. Erstens wird das Benzin mit einer hohen Konzentration des Kohlendioxyds erzeugt. Solches Benzin kann ein Nebenprodukt eines anderen Prozesses, wie das Produzieren von Ammoniak vom Stickstoff und Erdgas oder groß angelegter Gärung sein. Zweitens wird das am Kohlendioxyd reiche Benzin unter Druck gesetzt und bis dazu liquifies gekühlt. Dann wird der Druck reduziert. Wenn das vorkommt, verdampft ein flüssiges Kohlendioxyd, ein schnelles Senken der Temperatur der restlichen Flüssigkeit verursachend. Infolgedessen veranlasst die äußerste Kälte die Flüssigkeit, in eine einem Schnee ähnliche Konsistenz fest zu werden. Schließlich wird das einem Schnee ähnliche feste Kohlendioxyd entweder in kleine Kügelchen oder in größere Blöcke des Trockeneises zusammengepresst.

Trockeneis wird normalerweise in zwei Standardformen erzeugt: Blöcke und zylindrische Kügelchen. Ein Standardblock, der etwa 30 Kg wiegt, ist am üblichsten. Diese werden im Verschiffen allgemein verwendet, weil sie Verwandten langsam wegen eines niedrigen Verhältnisses der Fläche zum Volumen sublimieren. Kügelchen sind ringsherum im Durchmesser und können leicht eingesackt werden. Dieser Form wird dem kleinen Skala-Gebrauch, zum Beispiel an Lebensmittelgeschäften und Laboratorien angepasst.

Anwendungen

Kommerziell

Der grösste Teil der üblichen Anwendung des Trockeneises soll Essen mit der nichtzyklischen Kühlung bewahren.

Es ist oft an Paket-Sachen gewöhnt, die kalt oder eingefroren, wie Eis oder biologische Proben ohne den Gebrauch des mechanischen Abkühlens bleiben müssen.

Trockeneis kann verwendet werden, um Stopp-Essen, biologische Laborproben, Karbonat-Getränke aufblitzen zu lassen, und Eis zu machen.

Trockeneis kann verwendet werden, um Kerbtier-Tätigkeit in geschlossenen Behältern von Körnern und Korn-Produkten anzuhalten und zu verhindern, weil es Sauerstoff versetzt, aber den Geschmack oder die Qualität solcher Nahrungsmittel nicht verändert. Aus demselben Grund kann es verhindern oder Nahrungsmittelöle und Fette davon verzögern, ranzig zu werden.

Wenn Trockeneis in die Wassersublimierung gelegt wird, wird und niedriges Sinken beschleunigt, dichte Wolken des einem Rauch ähnlichen Nebels werden geschaffen. Das wird in Nebelmaschinen, an Theatern, discothèques, Sehenswürdigkeiten des Spukhauses und Nachtklubs für dramatische Effekten verwendet. Verschieden von den meisten künstlichen Nebelmaschinen, in denen Nebel-Anstiegen wie Rauch der Nebel vom Trockeneis über dem Boden schwankt. Trockeneis ist in der Theaterproduktion nützlich, die dichte Nebel-Effekten verlangt.

Es wird gelegentlich verwendet, um Warzen einzufrieren und zu entfernen. Jedoch leistet flüssiger Stickstoff besser in dieser Rolle, da es kälter ist, so verlangt, dass weniger Zeit handelt und weniger Druck. Jedoch ist Trockeneis im Vorteil, weniger Probleme mit der Lagerung zu haben, da es von komprimiertem Kohlendioxyd-Benzin, wie erforderlich, erzeugt werden kann.

Klempner verwenden Ausrüstung, die unter Druck gesetzten flüssigen CO in eine Jacke um eine Pfeife zwingt; das Trockeneis hat sich geformt veranlasst das Wasser, zu frieren, einen Eisstecker bildend, ihnen erlaubend, Reparaturen durchzuführen, ohne die Hauptwasserleitungen abzudrehen. Diese Technik kann auf Pfeifen bis zu 4 Zoll (100 Mm) im Durchmesser verwendet werden.

Trockeneis kann als Köder verwendet werden, um Moskitos, Bettwanzen und andere Kerbtiere wegen ihrer Anziehungskraft zum Kohlendioxyd zu fangen.

Industriell

Trockeneis kann verwendet werden, um Asphalt-Fußbodenfliesen zu lösen, oder Auto lassen das Dämpfen erklingen, das es leicht macht, davon neugierig zu gucken, sowie Wasser in valveless Pfeifen einfriert, um Reparatur zu ermöglichen.

Einer des größten mechanischen Gebrauches des Trockeneises ist Druckwelle-Reinigung. Trockeneis-Kügelchen werden aus einer Schnauze mit Druckluft geschossen, die Macht der Geschwindigkeit der Kügelchen mit der Handlung der Sublimierung verbindend. Das kann Rückstände von der Industrieausrüstung entfernen. Beispiele von Materialien, die entfernen werden, schließen Tinte, Leim, Öl, Farbe, Form und Gummi ein. Das Trockeneis-Starten kann das Sandstrahlen, Dampfstarten, Wasserstarten oder lösende Starten ersetzen. Der primäre Umweltrückstand des Trockeneis-Startens ist der sublimed CO, so es eine nützliche Technik machend, wo Rückstände von anderen sprengenden Techniken unerwünscht sind. Kürzlich ist Druckwelle-Reinigung in die Industrie des umziehenden Rauch-Schadens von Strukturen nach Feuern eingeführt worden.

Trockeneis ist auch für das Entgasen von feuergefährlichen Dämpfen von Lagerungszisternen nützlich — die Sublimierung von Trockeneis-Kügelchen innerhalb einer entleerten und abreagierten Zisterne verursacht einen outrush von CO, der damit die feuergefährlichen Dämpfe trägt.

Die Eliminierung und Anprobe von Zylinderüberseedampfern in großen Seemotoren verlangen, dass der Gebrauch des Trockeneises abkühlt und so den Überseedampfer zusammenschrumpfen lässt, so dass es frei innerhalb des Blocks gleitet. Wenn gewärmt, im Platz verhindert die resultierende Presspassung Bewegung. Ähnliche Verfahren können im Fabrizieren mechanischer Bauteile mit einer hohen resultierenden Kraft verwendet werden, das Bedürfnis nach Nadeln, Schlüsseln oder Schweißstellen ersetzend.

Es ist auch als eine Schneidflüssigkeit nützlich.

Wissenschaftlich

In Laboratorien ist ein Schlicker des Trockeneises in einem organischen Lösungsmittel eine nützliche eiskalte Mischung für kalte chemische Reaktionen und um Lösungsmittel in Drehevaporators zu kondensieren.

Der Prozess des sich verändernden Wolkenniederschlags kann mit dem Gebrauch des Trockeneises getan werden. Es wurde in Experimenten in den Vereinigten Staaten in den 1950er Jahren und Anfang der 60er Jahre weit verwendet, bevor es durch Silber iodide ersetzt wird. Trockeneis ist im Vorteil, relativ preiswert und völlig nichttoxisch zu sein. Sein Hauptnachteil ist das Bedürfnis, direkt ins unterkühlte Gebiet von Wolken geliefert zu werden, die entsamen werden.

Trockeneis-Bomben

Trockeneis ist eine Zutat in Trockeneis-Bomben. Eine Trockeneis-Bombe ist ein einer Bombe ähnliches Gerät mit dem Trockeneis und wassergefüllten Behälter wie eine Plastikflasche. Weil das Trockeneis, Druck-Zunahmen sublimiert, gewöhnlich die Flasche veranlassend, zu explodieren.

Gesetz von Kalifornien definiert "zerstörendes Gerät" als ein Typ der Waffe einschließlich "jedes gesiegelten Geräts, das Trockeneis (CO) oder andere chemisch reaktive zum Zweck gesammelte Substanzen enthält, eine Explosion durch eine chemische Reaktion zu verursachen." Jedoch funktionieren Trockeneis-Bomben nicht über die chemische Reaktion, aber über eine Phase-Änderung. Das ungefähre Volumen von erzeugtem Kohlendioxyd-Benzin durch das Sublimieren einer bekannten Masse des Trockeneises kann mit dem Idealen Gasgesetz berechnet werden.

Die Bombe wurde auf MythBusters, Episode 57 Mentos und Soda gezeigt, der zuerst am 9. August 2006 gelüftet hat. Es wurde auch in einer Episode des Zeitverziehens gezeigt.

Sicherheit

Die anhaltende Aussetzung vom Trockeneis kann strengen Hautschaden durch Erfrierungen verursachen, und der erzeugte Nebel kann auch Versuche hindern, sich vom Kontakt auf eine sichere Weise zurückzuziehen. Weil es in große Mengen von Kohlendioxyd-Benzin sublimiert, das Sauerstoff enthaltende Luft versetzen und eine Gefahr der Erstickung aufstellen konnte, sollte Trockeneis nur zur Landluft in einer gut ventilierten Umgebung ausgestellt werden. Deshalb wird Trockeneis der S-Ausdruck im Zusammenhang der Laborsicherheit zugeteilt. Industrietrockeneis kann Verseuchungsstoffe enthalten, die es unsicher für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln machen.

Obwohl Trockeneis als eine gefährliche Substanz von der Europäischen Union, oder als ein Gefahrstoff durch den PUNKT für den Boden-Transport, wenn verladen, mit dem Flugzeug oder das Wasser nicht klassifiziert wird, wird es als ein gefährlicher Nutzen geregelt, und Verpackungsvorschrift von IATA 904 (IATA PI 904) verlangt, dass es besonders, einschließlich eines rautenförmigen Schwarzen - und weißes Etikett, Vereinte Nationen 1845 etikettiert wird. Außerdem müssen Maßnahmen im Platz sein, entsprechende Lüftung zu sichern, so dass Druck-Zunahme das Verpacken nicht bricht. Die Bundesflugregierung in den Vereinigten Staaten erlaubt Luftfahrtgesellschaft-Passagieren, bis zu 2 Kg des Trockeneises im Handgepäck und 2.3 Kg im aufgegebenen Gepäck, wenn verwendet, zu tragen, leicht verderbliche Waren zu kühlen.

Ereignis auf Mars

Im Anschluss an die Luftparade von Mars des Seemannes 4 Raumfahrzeuge 1966 haben Wissenschaftler beschlossen, dass die polaren Kappen des Mars völlig aus dem Trockeneis bestehen. Jedoch haben Ergebnisse gemacht 2003 von Forschern am Institut von Kalifornien für die Technologie gezeigt, dass die polaren Kappen des Mars fast aus dem Wassereis völlig gemacht werden, und dass Trockeneis nur eine dünne Oberflächenschicht bildet, die dick wird und thins jahreszeitlich. Ein Phänomen hat Trockeneis-Stürme genannt wurde vorgeschlagen, um über die polaren Gebiete des Mars vorzukommen. Sie sind mit den Gewittern der Erde, mit kristallenem CO Einnahme des Platzes von Wasser in den Wolken vergleichbar.

Bibliografie