Trockeneis ist gefrorenes Kohlendioxid bei –78,5 °C (anderer Name: Kohlenstoffdioxid). Die Bezeichnung «trocken» bezieht sich auf die Eigenschaft, dass Trockeneis bei Wärmezufuhr sofort in den gasförmigen Zustand übergeht. Es entsteht also keine Flüssigkeit, die Ihrem Kühlerzeugnis oder dessen Verpackung schaden könnte.
Woher kommt das Kohlendioxid?
Die heute genutzten Kohlendioxid-Mengen werden ausschliesslich aus kohlendioxidhaltigen Mineralquellen oder bei chemischen Prozessen (Rohölverarbeitung, Düngemittelproduktion) in gasförmiger Form gewonnen. Kohlendioxid, nachfolgend CO2 genannt, wird deshalb nicht zusätzlich produziert. Fälschlicherweise wird Kohlendioxid (Summenformel: CO2) auch Kohlensäure (Summenformel: H2CO3) genannt. Kohlensäure ist das Reaktionsprodukt aus Kohlendioxid und Wasser.
Wie entsteht Trockeneis?
Das gasförmige CO2 wird zunächst unter Druck verflüssigt. Für die Herstellung von Trockeneis wird das flüssige CO2 aus einem unter Druck stehenden Behälter entnommen. Beim Einströmen des unter Druck stehenden flüssigen CO2 in den drucklosen Apparat dehnt sich das flüssige CO2 sehr schnell aus. Diese Ausdehnung bewirkt, dass sich die Temperatur des flüssigen CO2 schlagartig erniedrigt – dieser Effekt wird auch als Joule-Thomson-Effekt bezeichnet. Dabei wird das flüssige CO2 in den festen Aggregatzustand, sog. CO2-Schnee, überführt. Dieser tiefkalte (–78,5 °C) Schnee ist Trockeneis! Dieser wird anschliessend unter Druck verdichtet und zu Blöcken, Scheiben, Tabletten oder Pellets gepresst.
Trockeneis und seine Eigenschaften
Der Druck und die Temperatur bestimmen die Form des CO2: den gasförmigen, flüssigen oder festen Aggregatzustand. Trockeneis verdampft direkt, ohne zu schmelzen d. h. flüssig zu werden. CO2 ist eines der wenigen Gase, das einen festen Zustand annehmen kann. Die Kälteleistung von Trockeneis beträgt bei Erwärmung von –78,5 °C (194,65 K) auf 0 °C (273,15 K) zirka 640 kJ/kg, dies entspricht etwa der 3fachen Kühlleistung von herkömmlichem Eis. Der möglicherweise wichtigere Vorteil ist aber, dass nach der Verdampfung «nichts» mehr übrig bleibt, was bei normalem Eis aus Wasser nicht der Fall ist.
Trockeneis ist ferner:
- geruchs- und geschmacksfrei
- bakterienhemmend
- nicht giftig
- nicht brennbar
- inert, d. h. reaktionsträge
Diagramm
Das Trockeneis besitzt bei Normaldruck (1,013 bar) eine Temperatur von –78,5 °C. Der Tripelpunkt ist jener Punkt, bei dem ein Stoff in allen drei Aggregatzuständen auftritt. Bei Drücken < 5,19 bar bzw. Temperaturen < –56,6 °C geht CO2 direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über. Der Fachausdruck für diesen Vorgang nennt man Sublimation. Den umgekehrten Vorgang, wenn also ein Stoff vom gasförmigen direkt in den festen Zustand übergeht, nennt man Resublimation.
Die Grenzkurve flüssig/gasförmig endet im kritschen Punkt; die zugehörigen Werte der Zustandsgrössen werden kritische Daten genannt. Oberhalb des kritischen Punktes kann nicht mehr zwischen flüssig und gasförmig unterschieden werden (kein Dichteunterschied).
Wissenswertes - Prospekt-Bestellung
ICEBITZZZ™ – mehr als nur Trockeneis., No.099.7570D
Prospekt bestellen