Cosa fai se vuoi spedire qualcosa di congelato in tutto il paese? Nella maggior parte dei casi, la risposta è il ghiaccio secco. Il pacco arriverà a destinazione ancora congelato e senza alcun liquido disordinato rimasto come faresti con il ghiaccio normale. Ma cos'è il ghiaccio secco ?
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 interessante della sublimazione — quando si decompone, si trasforma direttamente in anidride carbonica gassosa anziché in un liquido. La temperatura super fredda e la funzione di sublimazione rendono il ghiaccio secco ottimo per la refrigerazione.
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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 gestire. 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 al livello del mare l’acqua congela a 0 gradi C (32 gradi F) e bolle a 100 gradi C (212 gradi F). Tuttavia, l'acqua si comporta diversamente al variare della pressione.
Quando si abbassa la pressione, il punto di ebollizione diminuisce. Se abbassi abbastanza la pressione, l'acqua bollirà 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 diagramma di fase della sostanza. Il diagramma di fase mostra le temperature e le pressioni alle quali una sostanza cambia da solida, liquida e gassosa.
A pressioni normali, l'anidride carbonica si muove direttamente tra il gas e il 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 a anidride carbonica contiene anidride carbonica liquida.
Per produrre il ghiaccio secco, si inizia con un contenitore ad alta pressione pieno di anidride carbonica liquida. Quando rilasci 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 un 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 utilizzarlo rapidamente o conservarlo a temperature inferiori a -109,2 °F poiché, a differenza del ghiaccio normale, si trasforma in un gas anziché in un liquido.
Il ghiaccio secco deve essere conservato in un contenitore ben isolato all'esterno, come un frigorifero, con il coperchio solo leggermente chiuso. Più spesso è l'isolamento, meglio è, poiché si trasformerà nuovamente in 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 che fa 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.
Sicurezza del ghiaccio secco
Se mai hai la possibilità di maneggiare il ghiaccio secco, assicurati di indossare guanti pesanti, preferibilmente guanti isolanti. La temperatura superficiale estremamente 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 preoccupazione importante con 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 sublima). L'aria normale è composta per il 78% da azoto, per il 21% da ossigeno e solo per lo 0,035% da 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 contenga ghiaccio secco e non trasportarlo in un veicolo chiuso per evitare grandi quantità di accumulo di CO2.
