Es kering (dry ice) merupakan bentuk padat dari karbon dioksida.
Substansi ini digunakan terutama sebagai agen pendingin, tetapi juga digunakan dalam banyak panggung pertunjukan untuk menampilkan efek berasap dramatis.
Es kering memiliki suhu yang lebih rendah dibandingkan air es dan tidak meninggalkan residu saat mencair (menyublim).
Es kering banyak digunakan untuk mengawetkan makanan beku saat tidak tersedia mesin pendingin.
Apa itu Es Kering?
Seperti dituliskan sebelumnya, es kering (dry ice) merupakan karbon dioksida beku.
Karbon dioksida merupakan gas yang dilepaskan sebagai hasil respirasi dan berbagai pembakaran hidrokarbon.
Karena temperatur rendah, -78,5 °C, dan relatif mudah dibuat, es kering banyak digunakan sebagai pendingin.
Untuk tujuan penelitian di laboratorium, peneliti mungkin hanya membutuhkan sejumlah kecil es kering.
Es kering bisa dibuat dengan membuka keran tangki karbon dioksida cair dan meletakkan tas kain menutupi mulut keran.
Campuran gas karbon dioksida dan es kering diproduksi ketika gas cair yang terlepas mengembun pada kain.
Cara ini cukup efektif untuk membuat sejumlah kecil es kering untuk penggunaan di laboratorium.
Untuk menghasilkan jumlah besar es kering, pendinginan evaporatif diperlukan.
Karbon dioksida cair diproduksi dengan mengompresi gas karbon dioksida.
Karena suhu zat meningkat saat dikompresi, gas harus didinginkan selama proses kompresi untuk mendorong pembentukan cairan.
Jika gas di dalam tangki sudah mencapai suhu kamar, pencairan mulai terjadi ketika tekanan mencapai sekitar 6.000 kilopaskal.
Sebagai informasi, dalam segmen (potongan) materi, akan terdapat molekul tertentu yang bergerak sangat cepat dan sebagian yang lain bergerak jauh lebih lambat.
Kecepatan rata-rata dari gerakan semua molekul ini adalah apa yang disebut suhu.
Jika keran tabung karbon dioksida cair dibuka, sebagian diantaranya akan berusaha melarikan diri, menyebabkan momentum rata-rata molekul serta suhunya menjadi turun.
Setelah semua panas lingkungan menguap, suhu cairan turun di bawah titik beku dan muncullah karbon dioksida padat yang disebut es kering.
Es kering biasanya disimpan dalam kontainer terisolasi. Bila terkena udara, es ini segera melepaskan gas karbon dioksida.
Karena perbedaan suhu antara es kering dan lingkungan cukup besar, maka perubahan fasa terjadi langsung dari padat ke gas, tanpa melalui fase cair.
Saat menguap, sebagian es kering berubah menjadi uap sehingga memberikan penampilan kabut.
Es kering (dry ice) sering digunakan untuk menghasilkan kabut buatan dalam berbagai pertunjukan.
Pertunjukan laser juga lazim menggunakan es kering untuk menghamburkan cahaya laser sehingga lebih mudah dilihat.
Sejarah Es Kering
Secara umum diterima bahwa es kering pertama kali diamati pada tahun 1835 oleh penemu Prancis, Adrien-Jean-Pierre Thilorier (1790–1844).
Dalam eksperimennya disebutkan bahwa ketika membuka tutup silinder besar yang berisi karbon dioksida cair, sebagian besar substansi tersebut menguap dengan cepat.
Kondisi ini kemudian menyisakan es kering padat di dalam wadah.
Pada tahun 1924, Thomas B. Slate mengajukan paten AS untuk menjual es kering secara komersial.
Selanjutnya, dia menjadi orang pertama yang membuat es kering sukses secara industri.
Pada tahun 1925, bentuk padat CO2 ini diberi merek dagang “Dry ice” yang mengarah pada nama umum yang digunakan hingga saat ini.
Pada tahun yang sama DryIce Co. menjual zat tersebut secara komersial untuk tujuan pendinginan.
Penggunaan Es Kering
1. Komersial
Penggunaan es kering yang paling umum adalah untuk mengawetkan makanan.
Es kering sering digunakan untuk mengemas barang-barang yang harus tetap dingin atau beku, seperti es krim atau sampel biologis.
Es kering juga penting dalam distribusi sebagian vaksin yang memerlukan penyimpanan pada suhu yang sangat dingin di sepanjang jalur pasokannya.
Substansi ini bisa digunakan untuk membekukan makanan atau sampel biologis laboratorium, minuman berkarbonasi, membuat es krim, dan membekukan tumpahan minyak.
Es kering digunakan pula untuk menghentikan aktivitas serangga dalam produk biji-bijian karena menggantikan oksigen, tanpa harus mengubah rasa atau kualitas makanan.
Minyak dan lemak makanan juga bisa dijaga agar tidak cepat tengik menggunakan es kering.
Menariknya, es kering bisa dipakai sebagai umpan untuk menjebak nyamuk, kutu busuk, dan serangga lainnya karena ketertarikan mereka terhadap karbon dioksida.
2. Industri
Es kering dapat digunakan untuk melonggarkan ubin lantai aspal atau bahan peredam suara mobil, sehingga membuatnya mudah terlepas.
Salah satu penggunaan mekanis terbesar dari es kering adalah blast cleaning.
Blast cleaning dilakukan dengan menembakkan pelet es kering dari nosel dengan udara terkompresi, sehingga menggabungkan kecepatan pelet dengan aksi sublimasi.
Metode ini dapat menghilangkan residu dari peralatan industri. Contoh kotoran yang bisa dihilangkan antara lain tinta, lem, minyak, cat, dan karet.
3. Ilmiah
Di laboratorium, bubur es kering dalam pelarut organik adalah campuran pembekuan yang berguna untuk reaksi kimia dingin dan untuk kondensasi pelarut dalam rotary evaporator.
Es kering dan aseton membentuk rendaman dingin -78 °C yang dapat digunakan untuk mencegah pelepasan termal dalam oksidasi Swern.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apakah es kering berbahaya?
Es kering aman digunakan di area dengan sirkulasi udara memadai, tetapi dapat menyebabkan penumpukan karbon dioksida di ruang tertutup yang sempit.
Karbon dioksida akan menggantikan molekul oksigen, sehingga memicu sesak napas dan membuat tubuh kekurangan oksigen.
Beberapa tanda awal kekurangan oksigen adalah:
- Sakit kepala
- Kebingungan
- Disorientasi
- Sulit bernafas
- Warna kebiruan pada kulit
Karena melepaskan gas karbon dioksida, es kering tidak boleh disimpan dalam wadah kedap udara.
Penyimpanan di wadah kedap akan menyebabkan penumpukan gas sehingga wadah bisa meledak.
Kaca, keramik, periuk, plastik, dan permukaan lainnya dapat retak jika terkena es kering karena perbedaan suhu yang ekstrim.
Pendingin styrofoam sering digunakan untuk mengangkut dan menyimpan es kering karena tidak akan retak, bersifat insulatif, dan memungkinkan karbon dioksida mengalir dengan aman.
Saat menyentuh tanpa mengenakan alat pelindung, es kering bisa menyebabkan radang dingin (frostbite).
Selalu kenakan sarung tangan saat menangani es kering dan pertimbangkan menggunakan penjepit untuk memindahkan potongan alih-alih memegangnya secara langsung.
Apa formula es kering?
Es kering hanya memiliki satu bahan: karbon dioksida.
Es kering dibuat dengan memompa karbon dioksida cair ke dalam tangki penampung yang akan diiringi dengan penurunan suhu hingga sekitar -78 °C.
Saat tangki diberi tekanan, akan terbentuk substansi balok padat atau pelet yang disebut sebagai es kering.
Apa perbedaan antara es kering dan nitrogen cair?
Nitrogen cair jauh lebih dingin daripada es kering, biasanya memiliki suhu antara -174 °C hingga -196 °C, sehingga membuatnya lebih berbahaya untuk ditangani.
Karena berbentuk cair, nitrogen cair juga tidak terlalu fleksibel dalam penggunaannya dan sulit dikemas.
Nitrogen cair umumnya digunakan sebagai zat pendingin dalam berbagai keperluan khusus seperti cryogenic atau thermal grain refinement dalam metalurgi.
Es kering meskipun tidak sedingin nitrogen cair lebih lazim digunakan sebagai pendingin makanan karena dapat tetap dingin hingga 7 hari dalam wadah pengiriman khusus.[]