“Vamos criar um pouco de fumaça com gelo seco?”

Ciência:
Química

Nível: básico

O gelo-seco é dióxido de carbono congelado. A temperatura na superfície de um bloco
de gelo-seco é de -78,5º C. O gelo-seco também tem uma característica interessante
– a sublimação. À medida que o gelo-seco é aquecido, ele se transforma diretamente
em dióxido de carbono gasoso – e não em líquido. A temperatura extremamente gelada
e a característica da sublimação fazem do gelo-seco uma excelente opção para refrigeração.
Por exemplo, se você quiser atravessar de um Estado a outro do Brasil com um produto
congelado, você pode revesti-lo com gelo-seco. O produto estará congelado quando
chegar ao destino – e nada estará molhado, diferentemente do que aconteceria se
fosse usado gelo normal.

Muitas pessoas já estão familiarizadas com o nitrogênio líquido, que ferve a -196º
C. O nitrogênio líquido é bastante desordenado e difícil de ser manuseado. Então,
por que o nitrogênio é líquido, e o dióxido de carbono é sólido? Essa diferença
é causada pelas características dos estados físicos (sólido, líquido e gasoso) do
nitrogênio e do dióxido de carbono.

Todos nós estamos familiarizados com o comportamento dos estados físicos da água.
Sabemos que ao nível do mar, a água congela a 0º C e ferve a 100º C. Contudo, a
água se comporta de forma diferente se você alterar a pressão. À medida que a pressão
é reduzida, o ponto de ebulição cai. Se você baixar a pressão o suficiente, a água
irá ferver em temperatura ambiente. Se em um gráfico você desenhar o comportamento
dos estados físicos (sólido, líquido e gasoso) de uma substância como a água em
um gráfico mostrando tanto a temperatura quanto a pressão, você irá criar o que
se conhece como diagrama de fase da substância. Ele mostra as temperaturas e pressões
nas quais a substância muda de estado entre sólido, líquido e gasoso.

diagrama de fase de substância

A pressões normais, o dióxido de carbono muda diretamente de gás para sólido. É
apenas a pressões muito mais elevadas que se encontra dióxido de carbono líquido.
Por exemplo, tanques de alta pressão ou extintores de incêndio com esse composto
contêm dióxido de carbono líquido.

Para produzir gelo-seco é preciso começar com um recipiente de alta pressão cheio
de dióxido de carbono líquido. Quando se libera o dióxido de carbono líquido do
tanque, a expansão do líquido e a alta velocidade de evaporação do dióxido de carbono
gasoso esfriam o restante do líquido ao ponto de congelamento, no qual ele se transforma
diretamente em sólido. Se alguma vez você já viu um extintor de incêndio de dióxido
de carbono em ação, viu uma espécie de “neve” de dióxido de carbono se formar no
bocal. Essa “neve” é comprimida a fim de gerar o bloco de gelo-seco.

 

Fontes:

http://ciencia.hsw.uol.com.br/questao264.htm
http://www.felipeb.com/cimat/dfs/dfs.htm

Texto retirado na íntegra.