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Trockeneis

Trockeneis ist die gemeinsprachliche Bezeichnung für festes Kohlenstoffdioxid (auch Kohlendioxid, CO2), das dem Wassereis ähnlich sieht, aber wesentlich kälter als das auf der Erde vorkommende Wassereis ist und andere Eigenschaften hat. Es ist im Weltall verbreitet und ein Grundstoff von Meteoriten sowie planetaren Vereisungsflächen. Auf der Erde kommt Trockeneis nicht natürlich vor, sondern wird künstlich hergestellt.

Trockeneis wird überwiegend als Kühlmittel eingesetzt, lässt sich aber auch für verschiedene andere Zwecke nutzen, insbesondere zur Erzeugung von künstlichem Nebel.

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften

Unter irdischen Druckverhältnissen wird/ist Trockeneis nicht wärmer als -78,4 Grad Celsius (195.15 Kelvin), die Dichte beträgt ungefähr 1,56 g/cm3, damit ist es schwerer als z.B. Wasser. Trockeneis ist weiß und geruchlos. Atmet man die entstehenden Dämpfe ein, so „kribbelt“ es, da sich bei Kontakt mit dem Wasser der Schleimhäute Kohlensäure bildet.

Bei einem Luftdruck von ca. 1013 mbar (1 Atmosphäre) schmilzt Trockeneis nicht, sondern geht direkt in gasförmiges Kohlenstoffdioxid über (Sublimation). Daher kommt auch der Name Trockeneis.

Trockeneis wird hergestellt, indem gasförmiges Kohlenstoffdioxid zunächst unter Druck verflüssigt wird. Danach wird das flüssige Kohlenstoffdioxid sehr schnell entspannt. Ein Teil des Kohlenstoffdioxids verdampft und kühlt den Rest durch Verdunstungskälte so weit ab, dass er gefriert und der so genannte Kohlensäureschnee entsteht. Dieser wird dann, je nach Anwendung, in gewünschte Form gepresst.

Kleine Mengen Trockeneis können auch erzeugt werden, indem man aus einer CO2-Flasche das CO2 schnell entweichen lässt und üblicherweise in einem Stoffsäckchen auffängt. Die Gasflasche (z. B. eine volle CO2-Flasche für Sprudelmaschinen aus dem Lebensmittelhandel) sollte man umdrehen, damit das flüssige CO2 nach unten entweicht. Der größte Teil davon verdampft sofort, durch die so entstehende Verdunstungskälte wird aber ein Teil des CO2 hinreichend gekühlt, um zu Trockeneis zu werden.

Verwendung

Gefahren

Trockeneis ist im Vergleich zu anderen tieftemperaturigen Stoffen relativ ungefährlich zu handhaben, da es fest ist und nicht unkontrolliert irgendwo hinfließen kann. Zudem sublimiert es und bildet eine dünne schützende Gasschicht an seiner Oberfläche, die den direkten Kontakt zur Haut verhindert. Es kann aber bei unsachgemäßer Handhabung Unfälle verursachen. Beim Umgang mit Trockeneis werden Handschuhe und insbesondere beim Zerkleinern eine Schutzbrille dringend empfohlen. Bekommt Trockeneis dennoch über mehrere Sekunden einen festen Kontakt zur Haut, stoppt die Sublimierung und das Eis bleibt daran kleben. Um eine dauerhafte Schädigung der Haut und darunter liegender Gewebeschichten zu verhindern, muss es augenblicklich entfernt (abgerissen) werden, sonst kommt es zur so genannten Kälteverbrennung, bei der das Gewebe binnen Sekunden abstirbt. Eine solche Schädigung nimmt keine Rücksicht auf Gewebeschichten und breitet sich als Kegel nach innen bis auf die Muskeln aus. Dieser Vorgang wird bei der Behandlung von Warzen medizinisch genutzt, wobei die aufgebrachten Mengen jedoch so gering sind, dass lediglich die obersten Hautschichten absterben.

Bei der Aufbewahrung in geschlossenen Räumen verdrängt das entstehende Kohlenstoffdioxidgas aufgrund seiner höheren Dichte die Luft am Boden. In hohen Konzentrationen kann es erstickend wirken, Symptome sind Verlust der Bewegungsfähigkeit und des Bewusstseins, die Person bemerkt dabei das Ersticken nicht. In geschlossenen Behältern kann sich ein gefährlicher Gasdruck aufbauen (siehe Filme bei den Weblinks).

Trockeneis darf nicht zur Kühlung in Getränken verwendet werden, die dabei Nebel abgeben und dampfen. In Deutschland hergestelltes Trockeneis enthält unter Umständen gesundheitsschädliche Stabilisatoren und Hilfsstoffe, die in den Getränken zurück bleiben. Das Verschlucken von Trockeneis ist lebensgefährlich.