یخ خشک چیست؟

یخ خشک (به انگلیسی: Dry ice)و با نام تجاری جیرنرایزد (به انگلیسی: Genericized) دی اکسید کربنجامد است. این ماده معمولاً به عنوان عامل سرد کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. یخ خشک عالی با فشردن مستقیم گاز اتمسفر در دمای ثابت ۷۸٫۵ درجه سانتیگراد زیر صفر از حالت گاز به مایع تبدیل می‌شود. آنتالپی چگالش در ۷۸٫۵ درجه سانتیگراد زیر صفر ۱۹۹ کیلوژول بر کیلوگرم است. تولید یخ خشک برای پایین آوردن و سرد کردن موثر است.

در سال ۱۸۳۵ م شیمی‌دانی از کشور فرانسه به نام چارلز ایلوزیر برای نخستین بار یخ خشک را کشف کرد. او در آن دوران به نتایج و کاربردهایی دربارهٔ یخ خشک رسید که ۶۰ سال بعد توسط دانشمندان آزمایش و مشاهده شد.

تولید

تولید یخ خشک بی‌رنگ (مرغوب) با فشرده کردن گاز دی اکسید کربن (CO_۲) امکان پذیر است. روش‌های تولید یخ خشک به طور خلاصه به ترتیب زیر است: ۱. گاز دی اکسید کربن خالص را زیر فشار و سرما قرار می‌دهند تا به مایع تبدیل شود.

۲. در هنگام فشرده کردن مقداری از دی اکسید مایع تبخیر می‌شود و با پایین آمدن درجه حرارت دی اکسید کربن مایع، مقدار باقی مانده در نهایت به طور کامل از مایع به جامد تبدیل می‌شوند.

۳. در نهایت دی اکسید کربن جامد را که فشرده و جامد شده‌است با قالبهای کوچک یا بزرگ مکعبی، یخ خشک را بسته بندی می‌کنند. استانداردهای این قالب‌های مکعبی تقریبا ۳۰ کیلوگرم است.

کاربرد

کاربردهای آن عبارت‌اند از:

1- استفاده برای سرد سازی بدون یخچال در موارد پزشکی، صنایع هوایی و... برای انتقال مواد خاص 2- استفاده برای جلوه‌های ویژه و ایجاد مه یا بخار 3- استفاده در آزمایشگاهها و مراکز علمی 4- صنعت روغن 5- ذخیره مواد غذایی 6- صنعت پخت نان 7- کندن سرامیک از کف 8- پایین بردن دما در واکنش‌های شیمیایی 9- تهیه نوشابه 10 پزشکی 11- انتقال گیاهان 12- رشد گیاهان 14- کند کردن واکنشهای شیمیایی 15- عامل تولید فشار 17-انقباض فلزات جهت فیت شدن 18-چاه‌های آب 19-جذب کننده مگس ها و حشرات موذی 20-از یخ خشک برای باران‌زا کردن ابرها استفاده می‌شود. 21-و ...

طرز تهیه 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 CO_۲ با فشاری در حدود حداقل 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, CO_۲ به صورت یخ خشک از آن خارج می‌شود. علت این پدیده فرآیند اختناق یا خفگی است که در آن چنانچه فشار سیالی به صورت ناگهانی کم شود دمای سیال نیز کم می‌شود (البته بسته به مقدار ضریبی به نام ضریب ژول-تامسون). از همین پدیده در یخچال برای خنک کردن گاز سرد کننده استفاده می‌شود.

کاربرد یخ خشک برای تولید باران

باروری ابرها بوسیله یخ خشک بطور ناگهانی در آزمایشگاه جنرال الکتریک در نیویورک کشف شد. در 1946 شمیدانی به نام ونسان شافر برفی را در نزدیکی شهر نیویورک، با تزریق 6 پوند یخ خشک بوسیله هواپیما به ابرها ایجاد کرد. از آن موقع بارور کردن ابرها به این روش برای تولید باران استفاده شد و در چین برای کاهش آلودگی هوا در زمان برگزاری المپیک 2008 مورد استفاده قرار گرفت. شاید بتوان این تهمت را نیز به این روش زد که آن نوعی دزدی باران باشد. در ویتنام ارتش آمریکا از این روش برای افزایش بارانهای موسمی با شعار ' گل تولید کنید نه جنگ ' استفاده شد. از دی اکسید کربن مایع برای از بین بردن مه در فرودگاهها مورد استفاده قرار می‌گیرد. روسیه از روش بارور کردن ابرها برای ایجاد باران برای دور کردن ذرات رادیو اکتیو از اطراف مسکو استفاده می‌کند