【最新】2020最权威的回答什么是干冰,干冰的历史,干冰的用途,干冰的安全?

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2019年12月17日19:00:54 Comments 710,435 3781character阅读12分36秒

干冰是二氧化碳的固体形式。它主要用作冷却剂。它的优点包括比水冰的温度低,并且不留下任何残留物(除了大气中的水分造成的偶然霜冻)。对于在无法进行机械冷却的情况下保存冷冻食品很有用。

干冰升华在194.65 K(-78.5℃; -109.3°F)在地球大气压力。这种极高的寒冷使固体很危险,由于冻结(冻伤)而烧伤,如果没有保护,将无法进行处理。虽然通常不是非常有毒的,所述除气从它可能会导致高碳酸血症 由于在密闭位置积聚(在血液中的异常升高的二氧化碳水平)。

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干冰是固体形式的二氧化碳(CO 2),由单一的分子碳原子键合的两个 原子。干冰为无色,不易燃,带有酸味的气味,当溶于时会降低溶液的pH值,形成碳酸(H 2 CO 3)。[1]

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二氧化碳(红色)和水(蓝色)的相图的对数,其对数林图具有1个大气压的相变点

在低于5.13 atm的压力和低于−56.4°C(−69.5°F)(三点)的温度下,CO 2通过称为升华的过程从固体变为没有中间液体形式的气体。[注1]相反的过程称为沉积,其中CO 2从气相变为固相(干冰)。在大气压下,升华/沉积在−78.5°C(−109.3°F)或194.65 K下发生。

干冰的密度各不相同,但通常在1.4至1.6 g / cm 3(87至100 lb / cu ft)之间。[2]低温和直接升华为气体使干冰成为有效的冷却剂,因为它比水冰更冷,并且在改变状态时不留残渣。[3]它的升华焓为571 kJ / kg(25.2 kJ / mol)。

干冰是非极性的,偶极矩为零,因此有吸引力的分子间 范德华力起作用。[4]该组合物导致低的热导率和电导率。[5]

公认的干冰最早是在1835年由法国发明家Adrien-Jean-Pierre Thilorier(1790-1844年)发现的,该文献首次公开了这种物质。 在他的实验中,注意到当打开装有液态二氧化碳的大圆筒的盖子时,大部分液态二氧化碳会迅速蒸发。这仅在容器中留下固体干冰。1924年,Thomas B. Slate申请了一项美国专利,以商业方式出售干冰。随后,他成为第一个使干冰行业成功的人。在1925年,这种固体形式的CO 2是美国DryIce公司的商标,名称为“干冰”,因此得名。同年,DryIce Co.首次将这种物质商业化销售,并将其销售用于冷藏;

干冰的制造

干冰易于制造。首先,产生具有高浓度二氧化碳的气体。此类气体可能是另一种过程的副产品,例如从氮气和天然气生产氨,炼油厂活动或大规模发酵。第二,将富含二氧化碳的气体加压并冷冻直至液化。接下来,降低压力。当这种情况发生时,一些液态二氧化碳会蒸发,从而导致残留液体的温度迅速降低。结果,极冷导致液体凝固成雪状稠度。最后,雪状的固体二氧化碳被压缩成小颗粒或大块干冰。

干冰是三种标准形式典型地制备:

  1.  大块的,
  2. 圆柱形的小(1 / 2或5 / 8 [13或16 mm]的直径)小球,
  3. 圆柱小(1 / 8英寸[3.2毫米]直径),

高表面体积大的颗粒漂浮在油或水上,并且由于其高曲率半径而不会粘在皮肤上。

微小的干冰颗粒主要用于喷砂,速冻,灭火,油固化,并且发现中学生戴着适当的个人防护设备(如手套和安全眼镜)可以安全地进行实验。

重约30千克(66磅)的标准块[需要的引证 ]覆盖在胶粘纸包装是最常见的。这些通常用于运输中,因为它们由于表面积与体积的比率低而相对较慢地升华。

药丸直径约为1厘米(0.4英寸),可以轻松装袋。这种形式适合于小规模使用,例如在杂货店和实验室中存放在厚绝缘箱中。

干冰的商业应用
  1. 干冰最常见的用途是使用非循环制冷来保存食物
  2. 它通常用于包装必须保持低温或冷冻状态的物品,例如冰淇淋或生物样品,而无需使用机械冷却。
  3. 干冰可用于速冻食品或实验室生物样品,碳酸盐饮料,制作冰淇淋,固化溢油并阻止冰雕和冰壁融化。
  4. 干冰可以代替氧气,但不会改变食品的味道或质量,因此可用于在密闭的谷物和谷物产品容器中阻止和防止昆虫活动。由于相同的原因,它可以防止或阻止食品油脂变酸。
  5. 将干冰放入水中后,升华加速,并形成低沉,浓密的烟雾状雾云。用于烟雾机,剧院,鬼屋景点和夜总会,以产生戏剧效果。与大多数人造雾机不同,在雾机中,烟雾像烟雾一样上升,而干冰产生的雾气则徘徊在地面附近。干冰在需要浓雾效果的剧院作品中很有用。雾来自放置干冰的大量水,而不是大气中的水蒸气(通常认为)。
  6. 它有时用于冻结和清除疣。但是,液氮在此作用中表现更好,因为它温度较低,因此需要较少的时间起作用,并且压力较小。干冰的储存问题较少,因为它可以根据需要由压缩的二氧化碳气体产生。
  7. 水管工使用的设备会迫使加压的液态CO 2进入管道周围的护套。形成的干冰会导致水冻结,形成冰塞,使他们能够在不关闭总水管的情况下进行维修。此技术可用于直径最大为4英寸(100毫米)的管道。
  8. 干冰由于对二氧化碳具有吸引力,因此可以用作诱捕蚊子,臭虫和其他昆虫的诱饵。[24]
  9. 它可以用来消灭啮齿动物。这是通过将小球落入地下的啮齿动物隧道中,然后封闭入口而完成的,从而在干冰升华时使动物窒息而死。
  10. 微小的干冰颗粒既可以通过冷却燃料来灭火,又可以通过排除氧气来扑灭大火。
  11. 干冰的极端温度会导致粘弹性材料变为玻璃相。因此,对于去除多种类型的压敏粘合剂是有用的。

干冰的用途广泛,安徽合肥瑶杰干冰厂生产的干冰是食品级干冰,适用于以上用途,如果您有需要,请联系我们;

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干冰的工业应用
  1. 干冰可用于疏松沥青地板砖或汽车隔音材料,使其易于清除以及在无阀管道中冻结水以进行维修。
  2. 干冰最大的机械用途之一是喷砂清理。干冰颗粒从喷嘴喷入压缩空气,将颗粒的速度动力与升华作用结合在一起。这样可以清除工业设备上的残留物。去除的材料的示例包括墨水,胶水,油,油漆,模具和橡胶。干冰喷射可以代替喷砂,蒸汽喷射,水喷射或溶剂喷射。干冰喷射的主要环境残留物是升华的CO 2,因此使其成为有用的技术,而其他喷射技术的残留物是不希望的。最近,喷砂清理已被引入作为消除火灾后结构中烟雾损坏的一种方法。
  3. 干冰对于从储罐中除去可燃气体也是有用的-空的,通风的储罐内干冰粒的升华会导致CO 2的爆发,并伴随着可燃的蒸气。
  4. 大型发动机的气缸套的拆卸和安装需要使用干冰进行冷却,从而使气缸套收缩,从而使其自由滑入发动机缸体。然后,当衬管预热时,它会膨胀,并且产生的过盈配合将其紧紧固定在适当的位置。类似的过程可用于制造具有高合成强度的机械组件,从而取代了对销,键或焊接的需求。[31]
  5. 干冰喷射是二氧化碳清洁的一种形式,已用于许多工业应用中。它也可用作切削液。
干冰的科学应用

在实验室中,干冰在有机溶剂中的浆液是一种有用的冷冻混合物,用于冷化学反应和冷凝式旋转蒸发仪中的溶剂。干冰和丙酮形式的-78冷浴℃(-108°F; 195 K),其可用于例如防止热失控在Swern氧化。

改变云层降水的过程可以通过使用干冰来完成。在1950年代和1960年代初,它被碘化银替代之前在美国的实验中得到了广泛使用。干冰的优点是价格相对便宜且完全无毒。[33]它的主要缺点是需要直接输送到播种的云层的过冷区域。在实验室中,干冰在有机溶剂中的浆液是一种有用的冷冻混合物,用于冷化学反应和冷凝式旋转蒸发仪中的溶剂。干冰和丙酮形式的-78冷浴℃(-108°F; 195 K),其可用于例如防止热失控在Swern氧化。

改变云层降水的过程可以通过使用干冰来完成。在1950年代和1960年代初,它被碘化银替代之前在美国的实验中得到了广泛使用。干冰的优点是价格相对便宜且完全无毒。它的主要缺点是需要直接输送到播种的云层的过冷区域。

干冰炸弹”是一种气球状装置,在诸如塑料瓶的密封容器中使用干冰。通常添加水以加速干冰的升华。由于干冰升华,压力增加,导致瓶子爆裂造成可通过用橡胶塞替代螺丝帽,使一个被避免巨响水火箭用两升瓶。

干冰炸弹装置曾在2006年8月9日首次播出的MythBusters,Mentos和Soda第57集中展出。[34]在Time Warp和Archer中也都有使用。

干冰的安全

长时间暴露于干冰中可能会因冻伤而对皮肤造成严重损害,并且产生的雾气也可能阻碍尝试以安全的方式退出接触。由于干冰会升华成大量的二氧化碳气体(可能会引起高碳酸血症的危险),因此干冰只能在通风良好的环境中暴露于露天环境中。

因此,在实验室安全的背景下,干冰被指定为S-短语 S9。工业干冰可能包含污染物,使其直接接触食品并不安全。用于干冰喷射清洁的微小干冰颗粒不含油性残留物。

虽然干冰不属于由危险物质的欧盟,或危险材料由美国运输部地面运输,当通过空气或水发货,它规定为危险物品和IATA包装说明954(IATA PI 954)要求对其进行特殊标记,包括菱形黑白标签UN 1845。另外,必须采取适当的措施以确保足够的通风,以免压力积累不会使包装破裂。

美国联邦航空管理局允许航空公司旅客每人最多运载2.5公斤(5.5磅)的行李,托运行李或随身行李,用于冷藏易腐物品时;

以上是小编总结的2020年最全的干冰知识总结,请收下;

 

 

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