ドライアイス・エタノール・バスの作り方

ドライアイスとエタノールを組み合わせると、物を凍らせるのに使える超低温の液体ができる。科学者は化学薬品を冷やすためにエタノールとドライアイス・バスを使うが、物体が凍ったときにどのような反応をするかを見るために、家庭でも簡単に作ることができる。氷水を混ぜると、ドライアイスが昇華するまで-77℃（-107°F）程度に保たれる。ドライアイスやエタノールは凍傷の原因になるので、素手で触らないように注意してください。

その1

ドライアイスの注入

1. 絶縁手袋と安全眼鏡を着用する。ドライアイスとエタノール浴は非常に冷たくなるので、素手で触らないこと。氷を扱っている間も手が温かく保たれるよう、裏地付きの手袋を着用する。ガスが目を刺激することもあるので、保護メガネをかけてください。

   • 断熱手袋がない場合は、ドライアイスを扱ったり触ったりしない限り、使い捨て手袋を使っても問題ありません。代わりにトングを使用してください。
2. 作業スペースは、換気の良い場所に設置してください。ドライアイスとエタノールは、肺を刺激したり、呼吸困難になったりするガスを発生させます。自宅でエタノール風呂を作る場合は、窓を開けるか扇風機を回して空気を循環させましょう。実験室であれば、ヒュームフードの中に実験装置を設置し、ガスが部屋から濾過されるようにする。

   • ドライアイスは二酸化炭素を凍らせたものなので、換気されていない場所で作業すると窒息する恐れがあります。
   • 直接ガスを吸い込まない限り、マスクを着用する必要はない。
3. 二重壁の容器の下半分にドライアイスを並べます。近くの食料品店でドライアイスを売っていないか確認するか、インターネットで近くの氷販売店を検索する。二重壁または断熱容器を作業場所に設置し、ドライアイスをすくいます。壁が一重の容器を使用すると、触ったときに極端に冷たくなり、割れる可能性があるため、使用は避けてください。ドライアイスを容器の半分まで入れ、前後に振って均一な層になるようにします。

   • ドライアイスを買うには通常18歳以上である必要がある。
   • ドライアイスの板しか買えない場合は、ハンマーで割って容器に入れやすくしてください。
   • 大きめの容器を作りたい場合は、大きめのクーラーの中に発泡スチロールのクーラーを入れて使うこともできます。
   • ガラスのボウルや極端な低温で破損する可能性のある容器の使用は避ける。
4. 容器の半分までエタノールを入れる。エタノールはできるだけ純度の高いものを買う。エタノールをゆっくりと容器に注ぐ。氷が昇華する、つまり直接気体になるのは普通だが、二酸化炭素なので吸い込まないように注意する。エタノールはペレットの上部が隠れる程度に入れる。

   • エタノールは飲料用ではないので、通常は年齢制限はないが、お住まいの都市や国によって異なる場合がある。
   • ドライアイスを入れた後のエタノールは非常に冷たく、凍傷の原因になるので触らないこと。

   バリエーションエタノールの代わりにイソプロピルアルコールやアセトンを使うこともできます。この場合でも、冷却浴は-72～-78℃（-98～-108°F）程度になります。
5. エタノールが泡立たなくなるまで待ち、残りの浴槽を満たす。エタノールが冷えるにつれて泡立ち始めるのは正常である。エタノールが冷えるにつれて、泡立ちが遅くなったり消えたりする。エタノールを容器の⅔くらいまでゆっくりと追加し、簡単に物を沈めることができるようにする。

   • 新しいエタノールは注ぐと同時に泡立つので、容器の縁からこぼれないように注意する。

その2

氷水に浸す

1. トングで氷水に浸す。手が冷えないように、柄の部分が断熱材になっているトングを使う。凍らせたいものをトングでしっかりとつかみ、エタノールに浸す。通常、凍るまでに数分かかりますが、大きさや素材によって異なる場合があります。

   • 簡単な実験としてエタノールアイスバスを試すのであれば、弾むボール、風船、消しゴム、果物のかけらなどを沈めて、質感がどのように変化するかを試してみましょう。
   • 学術的な実験では、ビーカーやフラスコの底を沈めて化学薬品を冷やす必要があるかもしれません。

   警告ドライアイス・バスに入れた食品はアルコールで汚染されるので、食べないでください。
2. 凍った物体を触って、氷浴によってどのように固まったかを確認する。エタノールから取り出し、作業台に置きます。温度変化でどのように固まり、もろくなったかを確認するために、表面をたたいてみてください。必要であれば、ハンマーで軽く叩いてみて、粉々になるかどうかを確認することもできる。

   • 例えば、リンゴをアイスバスに入れると、野球のボールのようにずっしりと重く感じられ、叩くと簡単に砕けてしまうだろう。
3. ドライアイスとエタノールが蒸発したら、さらに氷浴に加える。ドライアイスは時間とともに昇華して消えていき、アルコールも蒸発することがあります。エタノールが泡立ったり溢れたりしないように、ドライアイスは一度に少しずつ入れてください。アルコールが足りないと感じたら、品物が沈むまで注ぎ足します。

   • 最初に入れたドライアイスは、後から入れたものよりエタノールが冷たいので、早く昇華します。

パート 3

エタノールの処理

1. エタノールが室温になるまで、風通しのよい場所に置いておきます。使い終わったら、残ったエタノールとドライアイスを換気口や窓の近くに置きます。ガスが昇華し、蒸発するのを待つ。エタノールが室温に戻るまで待ってから扱うと、怪我をすることがありません。

   • エタノール風呂が温まっている間は、他の人が触ったり動かしたりしないように注意してください。

   警告エタノールは非常に可燃性が高いので、裸火や熱源に近づけないでください。
2. キャップ付きのペットボトルにエタノールを注ぎます。大きめの使い捨てボトルを探し、キャップがしっかりとねじ込み式になっていることを確認する。漏斗を使って使用済みエタノールをボトルに注ぎ、こぼさないように注意する。エタノールをすべて移したら、ガスが出たりこぼれたりしないようにボトルを密閉する。

   • 使用済みエタノールの保管に古い食品容器を使用するのは避けてください。
3. エタノールに有害廃棄物であることをマーカーで表示する。ボトルの外側に油性マーカーで「危険廃棄物」と書く。エタノール」と「可燃性」の文字も記入し、何を保管しているのかを他の人に正確に知らせる。

   • ラベルを貼らずにボトルを放置すると、他の人を混乱させたり、怪我をさせたりする恐れがあります。
4. 使用済みエタノールは、有害廃棄物処理場へ持ち込む。お住まいの市の廃棄物管理課に連絡し、エタノールの適切な捨て方を尋ねてください。有害廃棄物処理場を案内してくれたり、廃棄物を回収してくれる特別回収日を教えてくれたりします。エタノールを処分するには、その指示に注意深く従ってください。

   • エタノールは可燃性であり、下水道やパイプにガスが蓄積する可能性があるため、排水口に流さないでください。

この記事は、CC BY-NC-SAの下で公開された「 How to Make a Dry Ice Ethanol Bath 」を改変して作成しました。特に断りのない限り、CC BY-NC-SAの下で利用可能です。