Полезные советы
Как сделать сухой лед
Replyon.net
Сухой лед это твердый углекислый газ, или CO2. При обычном атмосферном давлении он не тает и не превращается в жидкость, а сразу переходит из твердого состояния в газообразное.
Этот процесс называется сублимацией. Температура поверхности сухого льда составляет примерно −78,5 °C, поэтому работать с ним голыми руками нельзя.Если вы хотите понять, как сделать сухой лед в домашних условиях, важно сразу отказаться от идеи заморозить воду, газ или обычные кухонные ингредиенты. Потребуется источник жидкого углекислого газа под давлением и предназначенное для его выпуска оборудование.
Самый разумный вариант для большинства бытовых задач это купить готовые гранулы или блок, поскольку домашнее получение расходует много CO2.
Если сухой лед нужен для опыта или демонстрации самого процесса, его получают кратковременным выпуском жидкого CO2 в специальный мешок-снегоуловитель.
Часть углекислоты мгновенно превращается в газ, сильно охлаждая оставшуюся часть, которая образует белый углекислотный снег. Ниже разберем, почему это происходит, какое оборудование подходит и как избежать наиболее опасных ошибок.
Почему углекислый газ превращается в сухой лед
В баллоне углекислый газ находится под высоким давлением. При подходящей температуре значительная его часть хранится в жидком состоянии.
Когда жидкий CO2 проходит через выпускное устройство и попадает в область атмосферного давления, он резко расширяется. Часть жидкости превращается в газ и забирает тепло у оставшегося вещества.
Из-за быстрого охлаждения другая часть CO2 замерзает и выпадает в виде рыхлого снега.Поэтому бытовое изготовление сухого льда фактически означает не замораживание газа в холодильнике, а контролируемое снижение давления жидкой углекислоты.
Обычная морозильная камера охлаждает продукты примерно до −18 °C, что более чем на 60 градусов теплее температуры сублимации CO2. Даже мощный бытовой морозильник не способен превратить углекислый газ в сухой лед при нормальном давлении.
Это также объясняет, почему метод с содой и уксусом не работает. В результате реакции действительно выделяется углекислый газ, но он выходит при давлении, близком к атмосферному.
Чтобы превратить такой CO2 в твердое вещество, потребовались бы его очистка, сжатие, охлаждение и специальное оборудование. Накрыть емкость крышкой и попытаться накопить давление нельзя: самодельный сосуд может разорваться.
Как сделать сухой лед в домашних условиях: порядок действий
В качестве источника жидкого CO2, в основном, используют углекислотный огнетушитель, так как внутри него находится CO2, а сифонная трубка забирает жидкую фазу со дна.Для опыта допустимо применять только исправный огнетушитель с понятной маркировкой и действующим освидетельствованием. Его последующую заправку и обслуживание выполняет специализированная организация.
Работу желательно проводить только на улице или на полностью открытой площадке. Гараж с открытыми воротами, кухня, ванная, подвал и балкон с остеклением не подходят, так как углекислый газ не имеет цвета, вытесняет воздух и способен скапливаться в плохо проветриваемых низких местах.
Эксперимент необходимо проводить с должной осторожностью и соблюдением техники безопасности. Наденьте защитные очки или лицевой щиток, теплоизолирующие перчатки и закрытую одежду.
Поставьте источник CO₂ вертикально на устойчивую поверхность и закрепите от падения. Выпускное устройство должно быть направлено от лица, людей, окон, автомобилей и хрупких предметов.
В качестве снегоуловителя можно использовать любую пористую коробку, например пенопластовую, или любую ткань.
Кратковременно откройте подачу CO2. Появятся громкий шум, поток газа и сильное охлаждение. Внутри мешка начнет накапливаться белый углекислотный снег. Не касайтесь выпускной арматуры огнетушителя, она может вызвать холодовой ожог.Закройте подачу и дождитесь пока из огнетушителя перестанет под давлением выходить газ. Не сжимайте сухой лед голыми руками и не запирайте его в герметичной форме.
Полученный материал обычно напоминает рыхлый снег, а не твердый магазинный брикет. Промышленные установки прессуют углекислотный снег в гранулы или блоки, поэтому готовая продукция плотнее, медленнее сублимирует и удобнее хранится.Сколько сухого льда получится
Большая часть выпущенной углекислоты превращается не в сухой лед, а в газ, который уносит тепло и рассеивается в воздухе. Фактический выход зависит от температуры баллона, конструкции насадки, скорости подачи и того, отбирается ли жидкая фаза.
Поэтому из килограмма находящегося в баллоне CO2 нельзя рассчитывать получить килограмм сухого льда.
Домашний способ подходит для небольшой демонстрационной порции, но экономически обычно проигрывает покупке готового продукта. Особенно невыгодны маленькие углекислотные баллончики, так как значительная часть содержимого теряется.
Основные опасности
Температура сухого льда около −78,5 °C. Краткое прикосновение может повредить кожу, а прилипший кусок вызывает глубокое обморожение. Нельзя брать сухой лед голыми руками, прикладывать к телу или пробовать на вкус.При сублимации один килограмм сухого льда образует более 500 литров газообразного CO₂. Углекислый газ примерно в полтора раза тяжелее воздуха и может накапливаться у пола, в погребе, смотровой яме или салоне автомобиля. Человек способен не заметить опасность по запаху.
Головная боль, учащенное дыхание, слабость, спутанность сознания и потеря координации требуют немедленного выхода на свежий воздух.
Сухой лед постоянно превращается в газ. Если поместить его в герметичную бутылку, банку, термос или плотно закрытый контейнер, давление будет расти до разрушения сосуда. Осколки и детали крышки могут причинить тяжелые травмы. Именно поэтому емкость для хранения должна выпускать газ.
Как хранить сухой лед
Сухой лед нельзя сохранить надолго, так как он сублимирует даже в хорошей теплоизоляции. Его помещают в специальный контейнер или толстый пенополистирольный бокс с крышкой, которая закрывается неплотно и позволяет газу выходить.
Чем больше цельный кусок и чем меньше контейнер открывают, тем медленнее идет потеря массы. Хранить сухой лед в бытовой морозильной камере не имеет смысла. Температура внутри намного выше −78,5 °C, поэтому сублимация продолжится.
Кроме того, CO2 может накопиться в помещении после открывания камеры, а экстремально холодный материал способен повредить некоторые детали и датчики холодильника.Не оставляйте контейнер в жилой комнате, тесной кладовой или закрытом автомобиле. При перевозке его размещают отдельно от пассажиров и обеспечивают постоянное проветривание. Нельзя оставлять сухой лед без присмотра там, где до него могут добраться дети или животные.
Можно ли использовать самодельный сухой лед для продуктов
Для прямого или косвенного контакта с пищей применяют только CO2 пищевого качества и чистое оборудование. Углекислота из неизвестного технического баллона или огнетушителя не считается автоматически пищевой, в системе могут присутствовать загрязнения, масло или остатки от обслуживания.
Даже пищевой сухой лед нельзя глотать и подавать в напитке, пока в нем остаются твердые кусочки. Он способен вызвать тяжелый холодовой ожог рта, пищевода и желудка. Для охлаждения продуктов безопаснее отделять сухой лед упаковкой и дождаться его полной сублимации перед употреблением.
Что выгоднее: изготовить или купить
Если сухой лед нужен для перевозки замороженных продуктов, очистки, фотосъемки или сценического тумана, готовые гранулы обычно дешевле, плотнее и безопаснее самодельного сухого льда.
Домашнее получение имеет смысл прежде всего как контролируемая научная демонстрация при наличии исправного оборудования и открытой площадки.
Ссылки по теме:
