یخ خشک در واقع همان دی اکسید کربن می باشد, که به حالت منجمد درآمده است یخ خشک کاربردهای مختلفی در پزشکی و صنایع نفتی و همینطور در مسائل روزمره مثل خنک کردن نوشیدنی ها و غذاها در مسافرت دارد که در این مقاله به آنها اشاره شده است
نخستین کسی که به وجود co2 پی بردشخصی به نام ون هلمونت بود.او هنگام سوزاندن زغال چوب در حفظه ای دربسته متوجه شد که جرم خاکستر بدست آمده کم تر از جرم زغال چوب اولیه است.
او به زبان ساده توضیح داد که مقداری زغال از چوب در اثر سوختن به جسمی نامریی یا گاز تبدیل شده است.
کربن دی اکسید گازی بی رنگ با بوی کمی تند است .
مولکول های بزرگ وسنگین کربن دی اکسید آهسته تر از مولکولهای سبک وکوچکتری همچون اکسیژن یا هیدروژن حرکت میکند.چگالی کربن دی اکسید 5/1برابر چگالی هواست.این ماده در دمای پایین تر از 78- درجه متراکم شدهو به جسم سفید رنگ جامدی به نام یخ خشک تبدیل می شود.
کربن دی اکسید موجود در هوا کره به عنوان سپر گرمایی زمین عمل می کند و با اثر گلخانه ای مانع از سرد شدن زمین می شود.کربن دی اکسید به صورت تجاری از چهار منبع بدست می آید.
1چاههای گاز،2 تخمیر،3 سوختن سوختهای کربنی،4 فراورده های جانبی فرایند های شیمیایی.
یخ خشک چیست؟
یخ خشک (Dry ice) نام تجاری جیرنرایزد (genericized) و شکل جامد دی اکسید کربن است که بیشترین کاربرد آن به دلیل خاصیت سرمازایی زیاد آن است.این ماده غیر سمی و عیر خورنده است.در دمای7/78- درجه تصعید میشود و هر کیلوگرم آن kj 1/573گرما را جذب می کند
طرز ساختن یخ خشک:
برای ساختن یخ خشک لازم نیست وسایل سرمایش قوی داشته باشیم. تنها کافی است دی اکسید کربن (با فشار بالا) داشته باشیم. مثلا اگر کپسولی از CO2 با فشاری در حدود حد اقل 75 بار و دمای حدود 31 درجه سانتیگراد داشته باشید, چنانچه آنرا برعکس کنید طوری که شیر خروجی آن در پایین قرار گیرد و سپس شیر را باز کنید, CO2 به صورت یخ خشک از آن خارج می شود. علت این پدیده فرآیند اختناق یا خفگی است که در آن چنانچه فشار سیالی به صورت ناگهانی کم شود دمای سیال نیز کم می شود (البته بسته به مقدار ضریبی به نام ضریب ژول-تامسون). از همین پدیده در یخچال برای خنک کردن گاز سرد کننده استفاده می شود.
مزیت های یخ خشک به یخ معمولی
1 - به دلیل تصعید شدن (تبدیل مستقیم از جامد به گاز) هیچ مایعی باقی نمی گذارد
2 - چیزی را تر و خیس نمی کند
3 -مزه غذا را تغییر نمی دهد
4 -هزینه تعمیرات و نگهداری را کاهش می دهد
5 -با وزن مساوی سرمایی بیش از حد ایجاد می کند
6 -دانسیته و چگالیش به مراتب بالا تر از یخ معمولی می باشد در نتیجه حمل و نقلش به مراتب آسانتراست
کاربردهای یخ خشک چیست؟
1- از بین برندن فرو رفتگی ها و آسیب های ناشی از تگرگ:
یخ خشک فلزها را منقبض کرده،فرورفتگی های کوچک روی خودرو هارا ترمیم میکند.گاه فرورفتگی کاملا بیرون میپرد .در بیشتر مواقع اگر چه که سطح، مانند حالت اولیه ی خود صاف نمی شود اما فرو رفتگی به طور چشم گیر کاهش می یابد.
2- برداشتن کاشی های کف:
یخ خشک کاشی کف را با انجماد وانقباض آرام، سست کرده، باعث جدا شدن آن می شود.دمای پایین یخ خشک موجب از بین رفتن پیوندها می شود.اگر آن را در مرکز کاشی بگذاریم پس از چند لحظه کاشی بلند میشود اگر این اتفاق نیفتاد میتوانیم به وسیله ی یک چکش به آن ضربه وارد کنیم،خواهیم دید که کاشی به راحتی برداشته میشود
3-نابود کننده ی جوندگان:
یخ خشک از هوا سنگین تر است به همین خاطر به راحتی به لانه ی جوندگان راه پیدا میکند.کافیست در هر لانه تکه ای یخ خشک قرار دهیم و رو آن را با خاک بپوشانیم.
4-داغ زدن:
یخ خشک همراه الکل فراسرد شده برای داغ زدن اسب ها،حیوانات اهلی و سگ های شکاری استفاده می شود الکل باید خلوص 90% داشته باشد یعنی از الکل صنعتی استفاده نشود.
5-پزشکی:
پزشکان برای منجمد کردن پوست،جهت از بین بردن زگیل ها از یخ خشک یا نیتروژن مایع استفاده می کنند.برخی از مراکز پزشکی نمونه های پزشکی را برای آزمایش ها یا پژوهش های بیشتر در یخ خشک به جاهای دیگر می فرستند.همچنین برلی جلوگیری از جابجایی استخوان در هنگام حمل ونقل،با استفاده ازیخ خشک آن را منجمد می کنند.
7-کُند کردن واکنش های شیمیایی:
دمای پایین یخ خشک باعث کند شدن یا متوقف شدن برخی از واکنش های شیمیایی می شود. یخ خشک برای نگهداری و حمل ونقل چسب های مخصوص مورد استفاده قرار می گیرد .هم چنین یخ خشک به عنوان عاملی خنثی کننده در برابر برخی قلیاها مناسب است.
8-بی اثر کننده ی محیط:
یخ خشک در یک ظرف جایگزین اکسیژن داخل ظرف می شود و موجب پیشگیری از آتش سوزی می شود.همچنین از یخ خشک برای جابجایی بدون خطر تانکرهای گاز زیرزمینی استفاده میشود .برای کم کردن واکنش پذیری استیلن در حمل ونقل می توان از یخ خشک به عنوان گاز بی اثر درکپسول های جوشکاری استفاده کرد چون بسبت به گازهای نجیب دیگر مانند هلیم وآرگون ارزان تراست.
9-دور کردن پشه ها
به نظر میرسد که کربن دی اکسید می تواند پشه ها را ازانسان دورکند.نظریه ای که دراین زمینه وجود دارد این است که پشه ها انسانها وجانوران را از روی کربن دی اکسیدی که با تنفس در اطراف خود پس می دهند پیدامی کنند.بدین ترتیب پشه ها به سوی یخ خشک جذب می شوند و می توان آنهارا به دام انداخت.
10- صنعت نفت:
از یخ خشک در حوزه های نفتی برای تمیز کدرنته تانکرها استفاده می شود.هنگامی که پارافین و لجن در این تانکرها جمع میشود ماده ای شی میایی برای به هم زدن ته تانکر به کار می رود.این کار موجب جدا شدن مایع و جدا کردن آب از نفت در ترکیب های پارافین میشود تا ان که آب جدا شده،نفت جمع آوری میشود.هم چنین از کربن دی اکسید مایع جهت شکافتدادن وافزایش جریان نفت در چاه استفاده می شود.
11- بارور کردن ابرها :
پاشانیدن مواد سرما زا مانند انیدریدکربنیک جامد (یخ خشک) یکی از طرق باروری ابرها است
12- استفاده در کپسولهای آتش نشانی :
چون از آب سبک تره معمولا تو کپسولای آتش نشانی ازش استفاده میکنن تا بتونن مواد نفتی رو باهاش خاموش کنن ولی استفاده اصلیش به عنوان سرد کننده ست.
13- تولید دود، مه و بخار و حالت معنوی یا رویا:
می توان با افزودن یخ خشک به آب داغ یا بخار آب، مه غلیظی تولید کرد. دی اکسید کربن بخار می شود و تولید مه می کند و سرمایش سریع هوای اطراف، بخار آب محیط را میعان کرده و بر غلظت مه می افزاید. مه و دود تولید شده از یخ خشک روی زمین ته نشین می شود. هم چنین دمای آب، مشخصات مه را تحت تأثیر قرار می دهد. آب داغ یا بخار، کربن دی اکسید را سریع بخار می کند و باعث تولید مه بیشتر می شود. اگر آب داغ یا بخار تازه اضافه نشود آب باقی مانده خیلی سریع سرد می گردد
وسایلی که تولید دود، مه یا بخار می کنند می توانند در تولید جلوه های ویژه هیجان انگیزی به کار روند. آیا تاکنون فکر کرده اید که این دود چگونه تولید می شود؟ آیا تاکنون خواسته اید خودتان این جلوه های ویژه را خلق کنید؟ به یاد داشته باشید "دانش اندک می تواند خطرناک باشد." اگر وسایل و ترکیبات شیمیایی را به درستی برای تولید دود و مه به کار نبرید ممکن است در معرض خطراتی مثل سمیّت مواد شیمیایی، سوختگی، خفگی و حتی آتش سوزی قرار بگیرید. در این جا راه هایی که در تولید دود و بخار به کار می رود آورده شده است، اما به شما توصیه نمی کنیم که خودتان برای تولید دود اقدام کنید.
14-دستگاه جرم گیر و رسوب زدا :
این دستگاه از دانه های فشرده یخ خشک به قطر 3mm ماشین آلات و سطوح مختلف را رسوب زدایی می کند .
15- سایر موارد استفاده :
استفاده در آزمایشگاهها و مراکز علمی- صنعت روغن - ذخیره مواد غذایی - صنعت پخت نان - تهیه نوشابه - انتقال گیاهان - رشد گیاهان - عامل تولید فشار -انقباض فلزات جهت فیت شدن -چاه های آب
یادآوری 1: در صورتی که یخ خشک در آب قرار گیرد به شدت تصعید می شود و حبابهای زیبایی ایجاد می شود
یادآوری 2 : یخ خشک موجب سرمازدگی می شود بنابراین برای حمل آن باید از دستکش محافظ استفاده کرد. به علاوه استفاده از یخ خشک، کربن دی اکسید هوا را افزایش داده و ممکن است مشکلات تنفسی را در فضا های بسته ایجاد کند.
روش استفاده و نگهداری از یخ خشک
یخ خشک بسیار سرد است لذا برای جابجائی حتما از دستکشهای مناسب استفاده کنید . تماس با یخ خشک باعث انجماد سریع سلولهای دست می شود و صدماتی مانند سوختن ایجاد می کند.
در اثر تصعید یخ های خشک، گاز دی اکسید کربن ایجاد می شود. این گاز از هوای معمولی سنگینتر است و لذا به سطح پائین محیط منتقل شده و هوای معمولی را به بالا هدایت می کند . اگر مقدار دی اکسید کربن در محیط زیاد شود باعث خفگی انسانها خواهد شد . در اثر تنفس بیش از اندازه دی اکسید کرین، نفس کشیدن انسان سخت می شود و ناخنها و لبها به رنگ آبی تیره تبدیل می شود.
در محیطی که یخ خشک نگهداری یا استفاده می شود حتما تهویه مناسبی در نظر گرفته تا گاز دی اکسید کربن را به خارج هدایت کند. هیچوقت یخ را در مخازن کاملا آببندی شده قرار ندهید زیر ا در اثر تصعید فشار داخل مخزن افزایش یافته و باعث انفجار می شود. سطحی که یخ خشک روی آن قرار می گیرد باید مناسب دمای پائین باشد در غیر اینصورت در اثر سرمای شدید سطح مربوطه ترک می خورد.
منبع : سایت آفتاب آنلاین مطالب مشابه در : درس و مدرسه
