Сухой лед плюс вода – в чем опасность?

Наталья Химия и здоровье 4.03.2020

Всем привет!

События прошлой недели породили афоризм в рунете: со своим сухим льдом в баню не ходят.

А если серьезно, то даже тем, кто совсем не интересуется новостями гламурной жизни (как я), скорее всего, намозолили глаза заголовки новостных сообщений о трагическом случае в Москве. Ссылку я дала первую попавшуюся, просто для примера и для тех счастливцев, кто не в курсе, что случилось.

Сегодня я хочу разобраться с точки зрения химии, что же там произошло. Подчеркиваю, я не разбираю умственные и моральные качества участников событий и прочее в том же духе (им и так достаточно перемыли кости все, кому не лень, да это и не является темой моего блога), я буду писать только о химических процессах, которые привели к такому результату.

В чем опасность сухого льда, что было сделано неправильно и что надо делать, чтобы не допустить подобной ситуации в будущем.

Итак, краткое описание того, что случилось:

небольшая закрытая баня-сауна,
веселая компания 18 человек (по данным СМИ),
25 кг сухого льда высыпают в воду в бассейне,
люди начинают прыгать в бассейн и почти мгновенно теряют сознание,
прибывшая скорая везет пострадавших в больницу,
трое погибших, четверо пострадавших.

Начнем с того, что такое сухой лед. Это всем хорошо знакомый сжатый и охлажденный углекислый газ. При температуре 78,5 градусов это вещество перестает быть газообразным, становится твердым и похожим на обычный лед из воды. Отсюда и название – сухой лед. При повышении температуры этот «лед» снова превращается в газ, минуя жидкое состояние.

За счет низкой температуры обычно используется для хранения продуктов, в научно-исследовательских работах, в машиностроении и некоторых других областях промышленности. В последнее время стал частым гостем на развлекательных химических шоу, в том числе и детских (например, по типу как на ЭКСПО в Астане).

Его свойства:

нетоксичный,
не огнеопасный,
без вкуса и запаха,
испаряется не оставляя следов,
не поддерживает дыхание.

При контакте с водой быстро переходит из твердого в газообразное состояние. Со стороны это выглядит как образование больших клубов пара или «дыма». Именно этот эффект и используется в различных шоу.

Но есть одно большое «но»! Плотность образующегося газа в полтора раза больше, чем у воздуха. Другими словами, углекислый газ тяжелее воздуха в полтора раза. Следовательно, он будет стелиться по поверхности, например, как в так называемой Собачьей пещере, вызывая удушье у всех, кто оказался в зоне его действия, что и произошло в недавнем несчастном случае.

Давайте посчитаем, какой объем углекислого газа образуется из 25 кг сухого льда. Считаем по формуле количества вещества (задачка из 8 класса, если что):

Переводим килограммы в граммы и составляем пропорцию:

Подставляем цифры и решаем:

V=25000*22,4/44=12727 л

Если в кубических метрах, то это будет 12,7 кубометров газа.

Много это или мало?

Допустим, помещение было 10×10 метров с высотой потолка 2 м (это все, конечно, очень условно). Тогда объем помещения равен 200 кубических метров. Тогда образовавшееся количество газа составит 6,3% от объема сауны. Уже при такой концентрации человек теряет сознание. Дальше возможны варианты:

1) Если человека вовремя не вытащить из облака газа, то он задохнется;

2) Опять же, если потерявшего сознание человека вовремя не вытащить из бассейна, то он имеет все шансы утонуть.

Если бы бассейн был открытым, то есть на свежем воздухе, ничего этого бы не случилось, газ быстро развеялся, не скапливаясь у поверхности и не причиняя никому вреда. Например, как в этом видео.

Кроме того, можно подстраховаться и не прыгать в образующиеся облака вотпрямщас, а подождать хотя бы пару минут, чтобы скопившийся у поверхности газ слегка разошелся. Это я говорю про открытые водоемы. В закрытых — тут без вариантов – не использовать и точка.

В принципе, на это можно было бы и закончить статью, но я хотела упомянуть еще об одном – о журналистах. Точнее, об их безграмотности. Не спорю, профессия нервная и требующая очень быстрого реагирования на события по принципу «то успел, тот и съел», но, блин, не до такой же степени, чтобы писать вот такое.

И ведь редактор как-то пропустил это. Значит, и редактор такой же безграмотный.

Честно говоря, когда я это прочитала, начала сомневаться сначала в своем зрении, потом в своем разуме – а не сошла ли я с ума?

Ладно, бог с ними, с журналистами, можно не знать, что из углекислого газа при контакте с водой получается угольная, а не соляная кислота (хотя при наличии интернета этот вопрос решается за секунды), но как из щелочной субстанции может получиться кислота?… Теряюсь в догадках об уровне логики у написавшего такое. Причем, судя по гневным отзывам химиков, этот пост был первым, его массово растиражировали многие СМИ, а потом, поняв, что написали чушь, также массово стали удалять.

А потом стало выясняться, что и химик — не химик, и к Российскому союзу химиков, на который ссылались в некоторых публикациях, он не имеет никакого отношения... В общем, мне это, честно говоря не интересно, поэтому не хочу в этом разбираться подробно.

Есть также несколько предположений, что сухой лед мог прореагировать с хлором, растворенным в воде и оставшимся после дезинфекции, в результате чего образовался ядовитый газ фосген либо соляная кислота. Это тоже, мягко говоря, чушь, любой химик это подтвердит. Так что, не умножайте сущности, если в этом нет необходимости, все гораздо проще.

Подвожу итоги: при растворении сухого льда в воде образовалось большое количество углекислого газа, который скопился над поверхностью воды и вызвал удушье у людей, прыгнувших в бассейн. Также он повлиял и на тех, кто просто был рядом с бассейном. Виной всему небольшое закрытое помещение, не рассчитанное на такой объем углекислого газа. Ну и незнание законов химии, чего уж там, хотя о мертвых либо хорошо, либо ничего.

В общем, если не хотите учить химию хотя бы на таком бытовом уровне, то внимательно читайте инструкции к используемым веществам и выполняйте рекомендации специалистов в плане техники безопасности.

Удачи всем нам!

Наталья Брянцева.