Trockeneis - Eigenschaften

Wie entsteht Trockeneis
Das gasförmige Kohlendioxid wird zunächst unter Druck verflüssigt. Für die Herstellung von Trockeneis wird das flüssige Kohlendioxid aus einem unter Druck stehenden Behälter entnommen. Beim Einströmen des unter Druck stehenden flüssigen Kohlendioxid in den drucklosen Apparat dehnt sich das flüssige Kohlendioxid sehr schnell aus. Diese Ausdehnung bewirkt, dass sich die Temperatur des flüssigen Kohlendioxid schlagartig erniedrigt - dieser Effekt wird auch als Joule-Thomson-Effekt bezeichnet. Dabei wird das flüssige Kohlendioxid in den festen Aggregatzustand, sog. Kohlendioxid-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 Kohlendioxid: den gasförmigen, flüssigen oder festen Aggregatzustand. Trockeneis verdampft direkt, ohne zu schmelzen d. h. flüssig zu werden. Kohlendioxid 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

Zustandsdiagramm Kohlendioxid

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 Kohlendioxid 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).

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