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¿El hielo seco es un compuesto, elemento o mezcla?

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El hielo seco es una sustancia fascinante, y tal vez lo haya visto llenar el escenario en un concierto de rock, o haya visto experimentos con volcanes en una feria de ciencias de la escuela. Pero, ¿por qué exactamente el hielo seco, una sustancia sólida, se convierte en vapor blanco y frío a temperatura ambiente? La respuesta está en su composición química.

El hielo seco es un compuesto que consiste en un dióxido de carbono molécula unida químicamente a dos moléculas de oxígeno y no a un elemento o una mezcla. A temperatura ambiente en su estado sólido, el hielo seco no se derrite, sino que sublime directamente a un estado gaseoso y crea un vapor espeso.

Este artículo examinará compuestos, elementos y mezclas para apreciar mejor la composición química del hielo seco. Después de esta revisión, hablaré sobre el sentido común y las reglas de seguridad para el uso, la gestión y el almacenamiento adecuados del hielo seco e incluso sobre uno o dos experimentos divertidos.

¿Qué son los compuestos, elementos y mezclas?

compuestos Están hechos de moléculas que se componen de más de un elemento químico unido entre sí. Por ejemplo, el agua es un compuesto de hidrógeno a oxígeno en una fórmula 2:1. Un compuesto puede descomponerse en sus elementos constituyentes solo por medios químicos. Por lo tanto, una molécula debe constar de dos o más elementos.

Cada compuesto alberga una fórmula química que articula cuántos átomos de cada elemento hay en el compuesto. Por ejemplo, el hielo seco es dióxido de carbono, CO2. De los 118 elementos comúnmente identificados, hay 350,000 compuestos químicos asombrosos registrados hoy.

Los elementos son átomos individuales o grupos de átomos que no pueden descomponerse por medios físicos o químicos. Son grupos de átomos con idéntico número de protones en sus núcleos atómicos.

mezclas son grupos de átomos que incluyen elementos y compuestos que no están unidos químicamente y pueden separarse por medios no químicos (físicos). Por ejemplo, considere el aceite y el agua, están mezclados pero sus propiedades internas siguen siendo las mismas.

(Fuente: Compuestos, Elementos y Mezclas)

Hielo seco: ¿compuesto, elemento o mezcla?

El hielo seco es un compuesto. Dióxido de carbono (CO2) en forma sólida, un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno (1:2). Estos compuestos no pueden separarse excepto por medios químicos.

El hielo seco es una sustancia pura (compuesta) que no se derrite. Ignora el estado líquido y se forma directamente de sólido a gas (sublimación) y, a la inversa, de gas a sólido (deposición). Según ASCO, a presión atmosférica estándar, el hielo seco tiene una temperatura de aprox. -79 °C (-110,2 °F).

¿Para qué sirve el hielo seco?

El hielo seco se utiliza principalmente para la refrigeración de artículos que deben mantenerse muy fríos, como alimentos perecederos y medicamentos. En todas partes no hay un sistema de enfriamiento mecánico o cíclico.

Los ejemplos incluyen insertos para paquetes grandes

o insertos más pequeños para la lonchera de su hijo.

Hay algunos usos menos conocidos pero no menos interesantes para el hielo seco en los que quizás no hayas pensado, cortesía de Iceman:

Aumentar el rendimiento de la planta
trampas para chinches
tampones de quimioterapia
procesamiento de carne fresca
entierros verdes
trampas para mosquitos

El hielo seco ya no es solo para el experimento del volcán de su hijo.

¿Cómo se hace hielo seco?

El productor global de hielo seco ASCO describe el proceso. El hielo seco está hecho de dióxido de carbono líquido (CO2). Usando lo que ellos llaman un peletizador de hielo seco, el CO2 líquido puede expandirse para formar nieve de hielo seco. Finalmente, el hielo seco se presiona para formar su propósito adecuado, ya sean gránulos pequeños (1,7-3 mm) para la limpieza criogénica o bloques más grandes para las necesidades de enfriamiento.

¿El hielo seco es un compuesto, elemento o mezcla?

Cuando el hielo seco se expone al aire a temperatura ambiente, se forma una niebla espesa o vapor debido a la temperatura extremadamente fría. Este vapor está formado por gotitas de agua dentro de moléculas de gas de dióxido de carbono, que luego se liberan lentamente, formando un vapor o niebla frío muy visible.

¿Por qué debo usar hielo seco?

El hielo seco se usa con más frecuencia de lo que piensas. La compañía internacional de hielo Iceman observa su proliferación en el sector del transporte, ya que es fácil de fabricar y es la solución ideal de transporte sensible a la temperatura para industrias tan diversas como laboratorios médicos, empresas de catering y fotógrafos.

Quint Marini, gerente de ingeniería de embalaje, especialista en envíos del Laboratorio de diseño y prueba de paquetes de UPS, señala que debido a su temperatura extremadamente fría (-109,3 °F o -78,5 °C), el hielo seco se usa a menudo para artículos que requieren un frío extremo. Ejemplos de esto son los alimentos congelados y ciertos artículos orgánicos. Además, el hielo seco está fácilmente disponible, es relativamente económico y viene en una variedad de tamaños.

¿Cómo manipular el hielo seco de forma segura?

Tenga mucho cuidado al manipular hielo seco. Dado que la sublimación tiene lugar a -78 °C (-109,3 °F), es extremadamente importante que no lo toque con las manos descubiertas. Afortunadamente, no faltan equipos de seguridad para manipular hielo seco. El equipo de seguridad adecuado para manipular hielo seco debe incluir guantes, gafas de laboratorio, pinzas y un recipiente para transportar hielo seco.

Por ejemplo, UPS tiene protocolos de redacción serios cuando se trata de hielo seco a medida que avanza en su cadena de suministro. Señalan que cualquiera de sus manipuladores que entre en contacto con el hielo seco debe usar gafas protectoras, guantes especiales y baberos para evitar que las partículas entren debajo de la ropa.

Recuerde estas reglas cuando manipule hielo seco:

Manos libres y guantes.
Asegúrate de estar en un espacio bien ventilado para evitar inhalar el vapor.
La supervisión de un adulto es obligatoria.
Manténgalo alejado de las mascotas.
No almacenar en un recipiente cerrado. El proceso de sublimación intensificará la presión del aire y el recipiente explotará.

La ciencia del hielo seco: tiempo de experiencia

¿Cómo puedo obtener más información sobre el hielo seco? Experimentos prácticos de ciencia (bueno, técnicamente no), por supuesto. Aquí hay algunas ideas:

Niebla de Halloween: El agua caliente mezclada con hielo seco cubrirá tu espacio con una niebla espesa y espeluznante. Proporción: 0,53 kg de hielo seco por 4 L de agua caliente. Use 0.53Kg de hielo seco por cada 4 L de agua caliente durante 5 a 10 minutos para obtener el máximo efecto.
Feria de Ciencias Escolares: Aquí hay enlaces a videos de YouTube sobre el uso de hielo seco en los siguientes experimentos científicos: volcanes, cometas y cámaras de niebla.

Conclusión

El hielo seco es un compuesto químico, a diferencia de un elemento o una mezcla. Tanto el reemplazo funcional del refrigerante como la falta de funcionalidad y diversión, el hielo seco es, sin embargo, un químico peligroso y debe abordarse con precaución y con los protocolos de seguridad adecuados.

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