ВЪГЛЕРОДЕН ДИОКСИД: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИЛОЖЕНИЯ И ОПАСНОСТИ - ХИМИЯ - 2025

На въглероден диоксид е безцветен, без мирис температура и атмосферно налягане газ. Това е молекула, изградена от въглероден атом (С) и два кислородни атома (О). Образува въглеродна киселина (лека киселина), когато се разтваря във вода. Той е сравнително нетоксичен и пожароустойчив.

Той е по-тежък от въздуха, така че при преместване може да причини задушаване. При продължително излагане на топлина или огън съдът му може да се спука силно и да изхвърли снарядите.

Използва се за замразяване на храна, за контрол на химичните реакции и като пожарогасително средство.

• Формула: CO2
• CAS номер: 124-38-9
• ООН: 1013

2D структура

характеристики

Физични и химични свойства

Молекулно тегло:	44.009 g / mol
Сублимационна точка:	-79 ° С
Разтворимост във вода, ml / 100 ml при 20 ° C:	88
Парно налягане, kPa при 20 ° C:	5720
Относителна плътност на парите (въздух = 1):	1.5
Коефициент на разпределение на октанол / вода като log Pow:	0.83

Въглеродният диоксид принадлежи към групата на химически нереактивните вещества (заедно с аргон, хелий, криптон, неон, азот, серен хексафлуорид и ксенон например).

запалимост

Въглеродният диоксид, подобно на групата химически нереактивни вещества, не е запалим (въпреки че те могат да станат такива при много високи температури).

реактивност

Химически нереактивните вещества се считат за нереактивни при типични условия на околната среда (въпреки че могат да реагират при относително екстремни обстоятелства или при катализа). Те са устойчиви на окисляване и редукция (освен в екстремни условия).

Когато се суспендират във въглероден диоксид (особено в присъствието на силни окислители като пероксиди) прахове от магнезий, литий, калий, натрий, цирконий, титан, някои магнезиеви и алуминиеви сплави и нагрят алуминий, хром и магнезий са запалим и експлозивен.

Наличието на въглероден диоксид може да предизвика силно разпадане в разтвори на алуминиев хидрид в етер, когато остатъкът се нагрява.

Понастоящем се оценяват опасностите, произтичащи от използването на въглероден двуокис в противопожарните и пожарогасителни системи за ограничени обеми въздух и запалими пари.

Рискът, свързан с използването му, е съсредоточен върху факта, че могат да бъдат създадени големи електростатични разряди, които инициират експлозията.

Контактът на течен или твърд въглероден диоксид с много студена вода може да доведе до бурно или насилствено кипене на продукта и изключително бързо изпаряване поради големите температурни разлики.

Ако водата е топла, има вероятност да възникне течна експлозия поради "прегряване". Налягането може да достигне опасни нива, ако течният газ влиза в контакт с вода в затворен контейнер. Слабата въглеродна киселина се образува при неопасна реакция с вода.

токсичност

Химически нереактивните вещества се считат за нетоксични (въпреки че газообразните вещества от тази група могат да действат като задушаващи вещества).

Продължителното вдишване на концентрации, равни или по-малки от 5% въглероден диоксид, причинява повишена честота на дишане, главоболие и фини физиологични промени.

Излагането на по-високи концентрации обаче може да причини загуба на съзнание и смърт.

Течният или студен газ може да причини наранявания при измръзване на кожата или очите, подобни на изгаряне. Твърдото вещество може да причини изгаряне от студен контакт.

Приложения

Използване на въглероден диоксид. Голяма част (приблизително 50%) от целия възстановен въглероден диоксид се използва в мястото на производство за получаване на други важни в търговската мрежа химикали, предимно урея и метанол.

Друго важно използване на въглеродния диоксид в близост до източника на газ е в засиленото оползотворяване на нефт.

Остатъкът от въглеродния диоксид, генериран по целия свят, се превръща в неговата течна или твърда форма за използване другаде или се извежда в атмосферата, тъй като транспортирането на въглероден диоксид не е икономически изгодно.

Използване на твърд въглероден диоксид

Първоначално сухият лед е бил по-важният от двете не газообразни форми на въглероден диоксид.

Използването му за пръв път става популярно в САЩ в средата на 20-те години като хладилен агент за консервиране на храни, а през 30-те години на миналия век се превръща в основен фактор за растежа на индустрията за сладолед.

След Втората световна война промените в дизайна на компресора и наличието на специални нискотемпературни стомани направи възможно втечняване на въглеродния диоксид в голям мащаб. Следователно течният въглероден диоксид започна да замества сухия лед в много приложения.

Използване на течен въглероден диоксид

Използването на течен въглероден диоксид е много. В някои има значение химичният му състав, а в други - не.

Сред тях имаме: използване като инертна среда за насърчаване на растежа на растенията, като топлоносител в атомните електроцентрали, като хладилен агент, употреби на базата на разтворимостта на въглероден диоксид, химически приложения и други приложения.

Използвайте като инертна среда

Въглеродният диоксид се използва на мястото на въздушна атмосфера, когато наличието на въздух би причинило нежелани ефекти.

При манипулиране и транспортиране на хранителни продукти, окисляването на същите (което води до загуба на вкус или растеж на бактерии) може да се избегне чрез използване на въглероден диоксид.

Използвайте за насърчаване на растежа на растенията

Тази техника се прилага от производителите на плодове и зеленчуци, които въвеждат газа в своите оранжерии, за да дадат на растенията нива на въглероден диоксид по-високи от тези, които обикновено присъстват във въздуха. Растенията реагират с увеличаване на скоростта на усвояване на въглеродния диоксид и с увеличение на производството от около 15%.

Използвайте като топлоносител в ядрени централи

Въглеродният диоксид се използва в определени ядрени реактори като междинна среда за пренос на топлина. Той предава топлината от процесите на делене на пара или вряща вода в топлообменници.

Използвайте като хладилен агент

Течният въглероден диоксид се използва широко за замразяване на храни, а също и за по-късното му съхранение и транспортиране.

Използва се на базата на разтворимостта на въглеродния диоксид

Въглеродният диоксид има умерена разтворимост във вода и това свойство се използва при производството на ефервесцентни алкохолни и безалкохолни напитки. Това беше първото голямо приложение на въглеродния диоксид. Използването на въглероден диоксид в производството на аерозоли непрекъснато се увеличава.

Химически приложения

При производството на леярски форми и сърцевини се използва химическата реакция между въглероден диоксид и силициев диоксид, която служи за присъединяване на пясъчните зърна.

Натриевият салицилат, един от междинните съединения при производството на аспирин, се получава чрез взаимодействие на въглероден диоксид с натриев фенолат.

Карбонизирането на омекотените води се извършва с помощта на въглероден диоксид за отстраняване на утаяването на неразтворимите варови съединения.

Въглеродният диоксид се използва и при производството на основен оловен карбонат, натриев, калиев и амониев карбонати и хидрогенкарбонати.

Използва се като неутрализиращо средство при операции по мерсеризация в текстилната промишленост, тъй като е по-удобно да се използва от сярна киселина.

Други приложения

Течният въглероден диоксид се използва в процеса на извличане на въглища, може да се използва за изолиране на определени аромати и аромати, анестезия на животни преди клане, крио-брандиране на животни, генериране на мъгла за театрални постановки и др. примери за такива употреби са замразяване на доброкачествени тумори и брадавици, лазери, производство на добавки за смазочни масла, обработка на тютюн и санитария преди погребение.

Клинични ефекти

Излагането на асфиксианти се появява предимно в промишлени условия, понякога в контекста на природни или промишлени бедствия.

Простите асфиксианти включват, но не се ограничават до въглероден диоксид (CO2), хелий (He) и газообразни въглеводороди (метан (CH4), етан (C2H6), пропан (C3H8) и бутан (C4H10)).

Те действат чрез изместване на кислорода от атмосферата, което води до намаляване на парциалното налягане на алвеоларния кислород и вследствие на това до хипоксемия.

Хипоксемията създава картина на начална еуфория, която може да компрометира способността на пациента да избяга от токсичната среда.

Дисфункцията на ЦНС и анаеробният метаболизъм показват тежка токсичност.

Лека до умерена интоксикация

Наситеността с кислород може да бъде под 90%, дори при асимптоматични или леко симптоматични пациенти. Проявява се с намалено нощно зрение, главоболие, гадене, компенсаторно увеличаване на дишането и пулса.

Тежки отравяния

Наситеността с кислород може да бъде 80% или по-малко. Има намалена бдителност, сънливост, виене на свят, умора, еуфория, загуба на памет, намалена зрителна острота, цианоза, загуба на съзнание, дисритмии, миокардна исхемия, белодробен оток, припадъци и смърт.

Безопасност и рискове

Изявления за опасност от глобално хармонизирана система за класифициране и етикетиране на химически продукти (GHS).

Глобално хармонизираната система за класифициране и етикетиране на химикали (GHS) е международно договорена система, създадена от Организацията на обединените нации, предназначена да замени различните стандарти за класификация и етикетиране, използвани в различни страни, чрез използване на глобално съвместими критерии (Нации Нации, 2015).

Класовете на опасност (и съответната глава на GHS), стандартите за класификация и етикетиране и препоръките за въглероден диоксид са следните (Европейска агенция по химикалите, 2017; Организация на обединените нации, 2015; PubChem, 2017):

(Организация на обединените нации, 2015, с.345).

(Организация на обединените нации, 2015, стр.346).

Препратки

1. От Jacek FH, (2006). Въглероден диоксид-3D-vdW Възстановен от wikipedia.org.
2. Анон, (2017). Извлечено от nih.gov.
3. Европейска агенция по химикалите (ECHA). (2017). Обобщение на класификацията и етикетирането.
4. Уведомена класификация и етикетиране. Въглероден двуокис. Проверено на 16 януари 2017 г.
5. Банка данни за опасни вещества (HSDB). TOXNET. (2017). Въглероден двуокис. Bethesda, MD, ЕС: Национална медицинска библиотека.
6. Национален институт по безопасност на труда (INSHT). (2010 г.). Международни карти за безопасност на въглероден диоксид. Министерство на заетостта и сигурността. Мадрид. ТО Е.
7. ООН (2015). Шесто преработено издание на глобално хармонизирана система за класифициране и етикетиране на химикали (GHS). Ню Йорк, ЕС: Публикация на ООН.
8. Национален център за информация за биотехнологиите. PubChem Съставна база данни. (2017). Въглероден двуокис. Bethesda, MD, ЕС: Национална медицинска библиотека.
9. Национална океански и атмосферна администрация (NOAA). CAMEO Химикали. (2017). Информационен лист за реактивни групи. Не химически реактивен. Сребърна пролет, д-р. ЕС.
10. Национална океански и атмосферна администрация (NOAA). CAMEO Химикали. (2017). Химически информационен лист. Въглероден двуокис. Сребърна пролет, д-р. ЕС.
11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A., & Stolten, D. (2000). Въглероден двуокис. В Енциклопедия на индустриалната химия на Ullmann. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
12. Wikipedia. (2017). Въглероден двуокис. Произведено на 17 януари 2017 г. от wikipedia.org.