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Bagni di acqua e ghiaccioModifica

Un bagno di ghiaccio e acqua manterrà una temperatura di 0 °C, poiché il punto di fusione dell’acqua è 0 °C. Tuttavia, l’aggiunta di un sale come il cloruro di sodio abbasserà la temperatura attraverso la proprietà della depressione del punto di congelamento. Anche se la temperatura esatta può essere difficile da controllare, il rapporto di peso tra sale e ghiaccio influenza la temperatura:

• -10 °C possono essere raggiunti con un rapporto di massa 1:2,5 di cloruro di calcio esaidrato al ghiaccio.
• -20 °C possono essere raggiunti con un rapporto di massa 1:3 di cloruro di sodio al ghiaccio.
• -40 °C possono essere raggiunti con un rapporto di massa 1:0,8 di cloruro di calcio esaidrato in ghiaccio.

Bagni di ghiaccio secco a -78 °CEdit

Siccome il ghiaccio secco sublima a -78 °C, una miscela come acetone/ghiaccio secco manterrà -78 °C. Inoltre, la soluzione non congelerà perché l’acetone richiede una temperatura di circa -93 °C per iniziare a congelare. Pertanto, altri liquidi con un punto di congelamento più basso (pentano: -95 °C, alcool isopropilico: -89 °C) possono anche essere usati per mantenere il bagno a -78 °C.

Bagni di ghiaccio secco sopra i -77 °CEdit

Per mantenere temperature sopra i -77 °C, deve essere usato un solvente con un punto di congelamento sopra i -77 °C. Quando il ghiaccio secco viene aggiunto all’acetonitrile, il bagno inizierà a raffreddarsi. Una volta che la temperatura raggiunge i -41 °C, l’acetonitrile si congela. Pertanto, il ghiaccio secco deve essere aggiunto lentamente per evitare di congelare l’intera miscela. In questi casi, una temperatura del bagno di -55 °C può essere ottenuta scegliendo un solvente con un punto di congelamento simile (l’n-ottano congela a -56 °C).

Bagni di azoto liquido sopra i -196 °CEdit

I bagni di azoto liquido seguono la stessa idea dei bagni di ghiaccio secco. Una temperatura di -115 °C può essere mantenuta aggiungendo lentamente azoto liquido all’etanolo fino a quando non inizia a congelare (a -116 °C).

Alternative all’acqua/ghiaccioEdit

Nei bagni a base di acqua e ghiaccio, l’acqua di rubinetto è comunemente usata a causa della facilità di accesso e dei costi più elevati dell’uso di acqua ultrapura. Tuttavia, l’acqua del rubinetto e il ghiaccio derivato dall’acqua del rubinetto possono essere contaminanti per i campioni biologici e chimici. Questo ha creato una serie di dispositivi isolati volti a creare un effetto di raffreddamento o congelamento simile ai bagni di ghiaccio senza l’uso di acqua o ghiaccio.

Raccomandazioni di sicurezzaModifica

L’American Chemical Society nota che i solventi organici ideali da utilizzare in un bagno di raffreddamento hanno le seguenti caratteristiche:

1. Vapori non tossici.
2. Bassa viscosità.
3. Non infiammabilità.
4. Bassa volatilità.
5. Punto di congelamento adatto.

In alcuni casi, una semplice sostituzione può dare risultati quasi identici abbassando i rischi. Per esempio, usando il ghiaccio secco nel 2-propanolo piuttosto che l’acetone si ottiene una temperatura quasi identica ma si evita la volatilità dell’acetone (vedi § Ulteriori letture più avanti).