드라이아이스

드라이아이스(dry ice, 문화어: 마른얼음)는 구어적으로 이산화탄소의 고체 형태를 의미한다. 일반적으로 보냉제나 냉각제로 사용된다. 드라이아이스는 승화하며 고체 상태에서 바로 기체로 변화한다. 드라이아이스의 승화점은 -78.5 °C (-109.3 °F)이며, -78.5 °C에서의 기화열(ΔH_sub)은 571 kJ/kg이다. 기체의 승화와 낮은 온도가 갖추어지면 얼음보다 차갑고 상태가 변화할 때 수분을 남기지 않아 드라이아이스는 효과적인 냉각제가 된다. 드라이아이스가 물 속에서 이산화탄소로 승화가 이루어질 때, 물에서 나오는 흰 안개를 이산화탄소로 오인하는 경우가 많지만 사실은 응결된 수증기다.

드라이아이스 덩어리가 물 속에서 승화하고 있다

역사

드라이아이스는 1835년 프랑스 화학자 샤를 틸로리에(Charles Thilorier) (1790–1844)가 처음 발견하였으며, 샤를 틸로리에는 드라이아이스 물질에 대한 기록을 최초로 발표하였다. 샤를 틸로리에의 실험에서 액체 이산화탄소가 들어있는 큰 실린더의 뚜껑을 열었을 때, 대부분의 액체 이산화탄소가 빠르게 증발한다는 사실이 밝혀지게 되었다.

주요 용도

식품 보냉제

드라이아이스의 온도는 얼음보다 낮고, 고체에서 바로 승화하여 기체가 되기 때문에, 물로 변해서 젖거나 하지 않는다. 이 특성으로 취급이 비교적 용이하고, 냉동 식품, 아이스크림, 케이크 등의 보존이 필요한 식품을 자연적인 해동으로부터 지키는 보냉제로 사용된다.

시체 보존

인간과 동물 시신 보존에도 사용된다.

인공 강우 · 눈 기술

인공 강우 · 눈 기술의 확립을 위한 연구도 진행되고 있다.

자동차 세척 및 엔진 냉각

드라이아이스 클리닝은 자동차 산업을 중심으로 이용되고 있다.

백신 수송

아프리카 대륙에서 폴리오 백신과 코로나 백신 (COVID-19: RNA백신)의 조달에 이용된다.

취급 방법

일반 가정에서의 이용

• 드라이아이스는 식용을 목적으로 제조되지 않기 때문에 식용수에 차갑게 하려는 용도로 넣거나 음료수에 드라이아이스를 넣어 탄산수를 만드는 것은 위생상의 관점으로도 피해야 한다.
• 식품의 온도를 낮출 때에는 드라이아이스를 직접 닿게 하지 말고 간접적으로 식히는 것이 바람직하다.

오래 유지하는 방법

• 스티로폼 박스에 넣어 공기를 차단해서 보관한다. 단, 압력 상승에 의한 파열 사고를 방지하기 위해 가스 배출 구멍은 반드시 만들어야 한다.
• 비닐봉지에 넣어서 밀봉한다. 파열을 방지하기 위해 구멍을 최소 1개 이상 만들어야 한다.
• 냉장고의 냉동실에 넣어 보관한다.
• 빛이 들지 않는 곳, 바람이 통하지 않는 곳, 서늘한 곳에 둔다.
• 조각을 부수지 않고 큰 형태로 보관한다.
• 액체 질소에 넣는다.

주의 및 안전 사항

이산화탄소 중독

• 드라이아이스는 일상생활에서 사용되고 있지만, 고농도(대략 7~8% 이상)의 이산화탄소를 흡입하면, 산소가 대기 중과 비슷하게 포함되어 있어도, 이산화탄소가 호흡에 악영향을 끼칠 수 있고, 심각한 경우 호흡이 멈추거나 질식할 수 있다. 특히, 승화해서 이산화탄소의 기체가 된 경우는 질식 또는 산소결핍증에 대한 위험이 있다. 냉동고와 같은 실내나, 자동차 내에서 드라이아이스를 다룰 때는 통기나 환기를 실시할 필요가 있다.
• 높은 곳에서 드라이아이스를 사용했을 때, 이산화탄소가 낮은 곳으로 이동하여 산소결핍증을 일으킬 수 있다.

플라스틱 병 파열 사고

드라이아이스를 페트병에 넣으면 압력이 급격하게 상승한다.

동상

• 직접 손으로 만지는 행위는 동상을 일으킬 위험이 있다.
• 입에 직접 넣는 것은 동상이나 이산화탄소(CO₂) 중독 우려가 있어 위험하다.

같이 보기

• 얼음
• 이산화탄소
• 승화 (화학)