Kohlenstoffdioxid

Kohlenstoffdioxid ist bei Zimmertemperatur und normalem Luftdruck ein Gas. Zur Lagerung befindet sich in Druckgasflaschen.

In den Druckflaschen ist das Kohlenstoffdioxid flüssig und besitzt je nach Temperatur einen Druck zwischen 30 und 40 Atmosphären.

 

Es gibt spezielle Gasdruckflaschen, die innen ein Steigrohr bis auf den Boden der Flasche besitzen. Beim Öffnen des Ventils strömt immer flüssiges Kohlenstoffdioxid aus, so dass der Effekt der spontanen Abkühlung direkt benutzt werden kann, um festes "Trockeneis" zu produzieren.

Man kann aber auch mit normalen Gasdruckflaschen erreichen, dass flüssiges Kohlenstoffdioxid austritt. Dazu muss die Flasche auf dem Kopf-stehend geöffnet werden. Der folgende Abschnitt ist gefährlich und darf allenfalls von Lehrpersonen ausgeführt werden, die kräftig genug sind.
Ebenfalls wichtig ist, dass eine zweite Person das Haupt-Ventil öffnet und schließt. Da sich das ganze Reduzierventil extrem abkühlt, besteht auch die Gefahr des Festfrierens feuchter Finger verbunden mit der Gefahr der Bildung von Erfrierungen.
Zuletzt ist darauf zu achten, dass die Gasdruckgasflasche vor und nach dem Umkippen zu sichern ist.

 

Legt man die Flasche, so dass das flüssige Kohlenstoffdioxid am Ventil steht und öffnet dann das Ventil, so strömt das flüssige Kohlenstoffdioxid heraus, dehnt sich aus und verdampft an der Luft sofort. Zum Verdampfen benötigt die Flüssigkeit jedoch Energie, die nicht in dem Maß wie sie zum Verdampfen benötigt wird, aus der Umgebung zur Verfügung gestellt wird.

Daher verdampft nur ein Teil der Flüssigkeit und kühlt sich dabei stark ab. Durch den Wärmeentzug erstarrt die restliche austretende Flüssisigkeit zu festen Kohlenstoffdioxid, das unter dem Namen Trockeneis bekannt ist.

Das Trockeneis hat eine Temperatur von -78,4°C.

Die Dichte des Trockeneises beträgt d=1,54 g/mL.

Beim Anfassen besteht die Gefahr der "Kälte-Verbrennung". Es können auf der Haut Brandblasen entstehen.

Fängt man das austretende Gas/Flüssigkeit/Feststoff-Gemisch mit einem Handtuch auf, so erhält man festes Trockeneis.
Festes Trockeneis sublimiert bei Zimmertemperatur und normalem Luftdruck. Es scheint spurlos zu verschwinden. Bei größeren Stücken bleibt mitunter eine Flüssigkeit zurück. Es handelt sich hierbei um Kondenswasser. Die Luftfeuchtigkeit hat sich zunächst als Reif auf dem Trokeneis und auch auf dem Ventil abgesetzt und bleibt nach dem Sublimieren des Kohlenstoffdioxids als flüssiges Wasser zurück.