요즘 여름 철 코로나로 인해 냉동 식품을 배달할 때 드라이아이스를 종종 볼 수 있습니다. 드라이아이스가 녹는 것을 관찰하면서 드라이아이스는 왜 액체를 거치지 않고 고체에서 기체가 되는지 궁금해졌습니다. 지금부터 드라이아이스에 대해 알아보겠습니다. 

(이미지 출처 : 네이버 지식백과)

드라이아이스란 이산화탄소(CO₂)가 언 것 입니다. 이산화탄소는 화석 연료를 태울 때 나오며 지구 온난화의 주범 중 하나입니다. 드라이아이스는 무색의 고체이며, 대기압에서는 액체를 거치지 않고 바로 승화해서 기체가 됩니다. 드라이아이스는 약 영하 78°C에서 기체가 고체로 승화됩니다. 

드라이아이스는 냉매로서의 특징이 우수하여 냉동 제품이나 아이스크림 포장 등에 이용됩니다. 얼음보다 온도가 더 낮고, 냉각 효율이 2~3배 높으며, 승화 시 부산물이 발생하지 않습니다. 드라이아이스는 일반적인 아이스 박스에서 24시간 동안 3~5 kg 승화합니다. 

그렇다면 드라이아이스는 왜 물처럼 액체 상태를 거치지 않고 승화할까요?

이는 삼중점 때문입니다. 삼중점이란 기체, 액체, 고체 3가지 상태가 평행 상태에서 함께 존재할 수 있는 온도와 압력을 말합니다. 이 3가지 상태가 공존할 수 있는 온도와 압력은 단 한 가지만 가능합니다. 

예) 물의 삼중점은 0.01°C의 온도와 0.6117kPa의 압력을 가집니다. 

(이미지 출처 : zum학습백과)

[위 표는 물의 삼중점을 나타낸 것 입니다.]

이 삼중점보다 압력이 낮으면 물질은 액체 상태로 존재할 수 없게 되기 때문에 드라이아이스는 승화가 일어납니다. 이산화탄소의 삼중점은 5.13atm, -56.4°C입니다. 그러므로 압력이 5.13atm보다 낮으면 드라이아이스는 기체로 승화합니다. 그리고 드라이아이스의 압력이 1atm(대기압)일 때 드라이아이스는 영하 78.5°C가 되면 승화하게 됩니다. 

실생활에서 드라이아이스는 무대에서 연기가 필요할 때 드라이아이스가 승화될 때 발생하는 연기를 이용하고, 냉동 보관이 필요한 음식이나 물건을 배달할 때도 드라이아이스를 사용합니다. 

지금까지 드라이아이스에 대해 알아보았습니다. 

이상 임태균 기자였습니다.