通過減壓和降溫使液態(tài)二氧化碳凝華成固態(tài)干冰

干冰是固態(tài)二氧化碳（CO?），其制作核心是通過控制壓力和溫度，使液態(tài)CO?跳過液態(tài)直接凝華成固態(tài)。以下是具體步驟及科學原理：

一、工業(yè)制備干冰的關鍵步驟

?液態(tài)CO?的準備?

原料為高壓儲存的液態(tài)二氧化碳（通常來自工業(yè)副產(chǎn)品或專用鋼瓶），需保持在約5.1大氣壓（517 kPa）以上才能維持液態(tài)。 ?

?減壓與強制冷卻?

液態(tài)CO?通過減壓閥迅速膨脹至常壓（1大氣壓），此時壓力驟降導致溫度急劇下降至-78.5℃以下，達到CO?的三相點（-56.6℃, 5.1 atm）附近。 ?

同時配合強制冷卻設備（如制冷機或低溫環(huán)境），加速液態(tài)CO?的凝華過程，形成雪花狀固態(tài)顆粒。 ?

?壓縮成型?

松散的CO?雪通過機械壓縮或模具成型，制成塊狀、顆粒狀等不同形態(tài)的干冰成品。 ?

二、科學原理：物態(tài)變化的臨界條件

?凝華過程?：液態(tài)CO?在低壓低溫下直接轉變?yōu)楣虘B(tài)，跳過液態(tài)階段（即“凝華”），這一過程吸收大量熱量（吸熱約571 kJ/kg），因此干冰常作為高效制冷劑。 ?

?三相點作用?：CO?的三相點（-56.6℃, 5.1 atm）是液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)共存的關鍵參數(shù)，工業(yè)制備通過控制壓力略低于此點，促使液態(tài)向固態(tài)轉化。

三、注意事項

?安全風險?：操作需專業(yè)設備，避免凍傷（接觸-78.5℃干冰可致組織損傷）或CO?窒息（高濃度CO?會置換氧氣）。

?小規(guī)模實驗限制?：化學方法（如小蘇打與酸反應）僅能生成氣態(tài)CO?，無法直接制得干冰。 ?

?總結?：工業(yè)制備干冰的核心是通過減壓膨脹和強制冷卻觸發(fā)凝華，需嚴格遵循CO?的相圖規(guī)律。若需干冰，建議直接采購而非自行制作。?