OGLEKĻA DIOKSĪDS: RAKSTUROJUMS, LIETOJUMS UN BRIESMAS - ĶĪMIJA - 2025

Oglekļa dioksīds ir bezkrāsaina, bez smaržas temperatūras un atmosfēras spiediens gāzes. Tā ir molekula, kas sastāv no oglekļa atoma (C) un diviem skābekļa atomiem (O). Veidojot oglekļa skābi (vieglu skābi), izšķīstot ūdenī. Tas ir samērā netoksisks un ugunsdrošs.

Tas ir smagāks par gaisu, tāpēc pārvietojot tas var izraisīt nosmakšanu. Ilgstoši saskaroties ar karstumu vai uguni, tā trauks var spēcīgi plīst un izraidīt lādiņus.

To izmanto pārtikas sasaldēšanai, ķīmisko reakciju kontrolei un kā ugunsdzēšanas līdzekli.

• Formula : CO2
• CAS numurs : 124-38-9
• ANO : 1013

2D struktūra

raksturojums

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Molekulārais svars:	44,009 g / mol
Sublimācijas punkts:	-79 ° C
Šķīdība ūdenī, ml / 100 ml pie 20 ° C:	88
Tvaika spiediens, kPa pie 20 ° C:	5720
Relatīvais tvaika blīvums (gaiss = 1):	1.5
Oktanola / ūdens sadalījuma koeficients kā log Pow:	0,83

Oglekļa dioksīds pieder ķīmiski nereaģējošu vielu grupai (piemēram, argonu, hēliju, kriptonu, neonu, slāpekli, sēra heksafluorīdu un ksenonu).

Uzliesmojamība

Oglekļa dioksīds, tāpat kā ķīmiski nereaģējošu vielu grupa, nav uzliesmojošs (kaut arī ļoti augstā temperatūrā tās var kļūt par tādu).

Reaģētspēja

Ķīmiski nereaģējošas vielas tipiskos vides apstākļos tiek uzskatītas par nereaģējošām (lai arī tās var reaģēt samērā ekstrēmos apstākļos vai katalīzē). Tie ir izturīgi pret oksidēšanu un reducēšanu (izņemot ekstremālos apstākļos).

Suspendēti oglekļa dioksīdā (īpaši spēcīgu oksidētāju, piemēram, peroksīdu klātbūtnē), magnija, litija, kālija, nātrija, cirkonija, titāna, dažu magnija un alumīnija sakausējumu pulveri un karsēts alumīnijs, hroms un magnijs ir viegli uzliesmojošs un sprādzienbīstams.

Oglekļa dioksīda klātbūtne, karsējot atlikumu, var izraisīt strauju sadalīšanos alumīnija hidrīda šķīdumos ēterī.

Pašlaik tiek novērtēta bīstamība, ko rada oglekļa dioksīda lietošana ugunsgrēka novēršanā un ugunsdzēšanas sistēmās ierobežotiem gaisa un viegli uzliesmojošu tvaiku daudzumiem.

Ar tā lietošanu saistītais risks ir vērsts uz faktu, ka var rasties lielas elektrostatiskās izlādes, kas ierosina eksploziju.

Šķidra vai cieta oglekļa dioksīda kontakts ar ļoti aukstu ūdeni var izraisīt enerģisku vai spēcīgu produkta viršanu un ārkārtīgi ātru iztvaikošanu lielo iesaistīto temperatūras atšķirību dēļ.

Ja ūdens ir karsts, pastāv iespēja, ka "pārkaršanas" dēļ var notikt šķidruma eksplozija. Spiediens var sasniegt bīstamu līmeni, ja šķidrā gāze nonāk saskarē ar ūdeni slēgtā traukā. Vāja ogļskābe veidojas nebīstamā reakcijā ar ūdeni.

Toksicitāte

Ķīmiski nereaģējošas vielas tiek uzskatītas par netoksiskām (lai gan šīs grupas gāzveida vielas var darboties kā nosmakšanas līdzekļi).

Ilgstoša tādu koncentrāciju ieelpošana, kas ir vienāda vai mazāka par 5% no oglekļa dioksīda, izraisa palielinātu elpošanas ātrumu, galvassāpes un smalkas fizioloģiskas izmaiņas.

Tomēr paaugstinātas koncentrācijas iedarbība var izraisīt samaņas zudumu un nāvi.

Šķidra vai auksta gāze var izraisīt apsaldējumus ādā vai acīs, līdzīgi kā apdegums. Cieta viela var izraisīt aukstu kontaktu apdegumus.

Lietojumprogrammas

Gāzes oglekļa dioksīda lietojums. Lielu daļu (apmēram 50%) no visa reģenerētā oglekļa dioksīda ražošanas vietā izmanto citu komerciāli nozīmīgu ķīmisku vielu, galvenokārt urīnvielas un metanola, ražošanai.

Cits svarīgs oglekļa dioksīda pielietojums netālu no gāzes avota ir uzlabotā naftas reģenerācijā.

Atlikušo oglekļa dioksīda daudzumu, kas rodas visā pasaulē, tiek pārveidots šķidrā vai cietā veidā, lai to izmantotu citur, vai arī tiek izvadīts atmosfērā, jo oglekļa dioksīda gāzes transportēšana nav ekonomiski izdevīga.

Cietā oglekļa dioksīda lietojums

Sausais ledus sākotnēji bija svarīgākā no divām oglekļa dioksīda formām, kas nav gāzveida.

Pirmoreiz tā izmantošana kļuva populāra Amerikas Savienotajās Valstīs 20. gadsimta 20. gadu vidū kā saldēšanas līdzeklis pārtikas konservēšanai, un pagājušā gadsimta 30. gados tas kļuva par galveno saldējuma nozares izaugsmes faktoru.

Pēc Otrā pasaules kara kompresora dizaina izmaiņas un speciālu zemas temperatūras tēraudu pieejamība ļāva sašķidrināt oglekļa dioksīdu lielos apjomos. Tāpēc šķidrais oglekļa dioksīds daudzos gadījumos sāka aizstāt sauso ledu.

Šķidrā oglekļa dioksīda lietojums

Šķidro oglekļa dioksīdu izmanto daudzos veidos. Dažos gadījumos tas ir svarīgs tā ķīmiskajam sastāvam, bet citās tas nav.

Starp tiem mums ir: izmantot kā inertu barotni, lai veicinātu augu augšanu, kā siltuma pārneses vidi kodolspēkstacijās, kā aukstumaģentu, lietojumiem, kuru pamatā ir oglekļa dioksīda šķīdība, ķīmiskiem lietojumiem un citiem lietojumiem.

Izmanto kā inertu barotni

Oglekļa dioksīdu gaisa atmosfēras vietā izmanto, ja gaisa klātbūtne radītu nevēlamas sekas.

Pārkraujot un pārvadājot pārtikas produktus, izmantojot oglekļa dioksīdu, var izvairīties no to oksidēšanās (kas izraisa garšas zudumu vai baktēriju augšanu).

Izmantojiet augu augšanas veicināšanai

Šo paņēmienu izmanto augļu un dārzeņu audzētāji, kuri siltumnīcās ievada gāzi, lai augiem nodrošinātu augstāku oglekļa dioksīda līmeni nekā parasti gaisā. Augi reaģē ar palielinātu oglekļa dioksīda asimilācijas līmeni un ar aptuveni 15% ražošanas pieaugumu.

Izmantošana kā siltuma pārneses līdzeklis atomelektrostacijās

Oglekļa dioksīdu dažos kodolreaktoros izmanto kā starpposma siltuma pārneses vidi. Tas nodod siltumu no skaldīšanas procesiem tvaikos vai verdošā ūdenī siltummaiņos.

Izmantojiet kā dzesēšanas līdzekli

Šķidro oglekļa dioksīdu plaši izmanto pārtikas sasaldēšanai, kā arī vēlākai uzglabāšanai un transportēšanai.

Izmantošana, pamatojoties uz oglekļa dioksīda šķīdību

Oglekļa dioksīdam ir vidēja šķīdība ūdenī, un šo īpašību izmanto putojošu alkoholisko un bezalkoholisko dzērienu ražošanā. Šis bija pirmais lielais oglekļa dioksīda pielietojums. Oglekļa dioksīda izmantošana aerosola rūpniecībā pastāvīgi palielinās.

Ķīmiski lietojumi

Lietuvju veidņu un serdeņu ražošanā tiek izmantota ķīmiskā reakcija starp oglekļa dioksīdu un silīcija dioksīdu, kas kalpo, lai pievienotos smilšu graudiem.

Nātrija salicilāts, viens no starpproduktiem aspirīna ražošanā, tiek iegūts, oglekļa dioksīdam reaģējot ar nātrija fenolātu.

Mīkstinātu ūdeņu gāzēšanu veic, izmantojot oglekļa dioksīdu, lai noņemtu nešķīstošu kaļķu savienojumus.

Oglekļa dioksīdu izmanto arī svina bāzes karbonāta, nātrija, kālija un amonija karbonātu, kā arī ūdeņraža karbonātu ražošanā.
To izmanto kā neitralizējošu līdzekli merserizācijas darbībās tekstilrūpniecībā, jo to ir ērtāk izmantot nekā sērskābi.

Citi lietojumi

Akmeņogļu ieguves procesā izmanto šķidro oglekļa dioksīdu, to var izmantot, lai izolētu noteiktus aromātus un smaržvielas, dzīvnieku anestēziju pirms kaušanas, dzīvnieku kriozīmola veidošanu, miglas ģenerēšanu teātra iestudējumiem, šādas izmantošanas piemēri ir labdabīgu audzēju un kārpu sasaldēšana, lāzeri, smēreļļu piedevu ražošana, tabakas apstrāde un pirmskaušanas sanitārija.

Klīniskā iedarbība

Asfiksijas iedarbība galvenokārt notiek rūpnieciskā vidē, reizēm dabas vai rūpniecības katastrofu apstākļos.

Vienkāršie asfiksanti ietver, bet ne tikai, oglekļa dioksīdu (CO2), hēliju (He) un gāzveida ogļūdeņražus (metāns (CH4), etāns (C2H6), propāns (C3H8) un butāns (C4H10)).

Viņi darbojas, izspiežot skābekli no atmosfēras, izraisot alveolārā skābekļa daļējā spiediena samazināšanos un attiecīgi hipoksēmiju.

Hipoksēmija rada sākotnējās eiforijas attēlu, kas var apdraudēt pacienta spēju izkļūt no toksiskās vides.

CNS disfunkcija un anaerobais metabolisms norāda uz smagu toksicitāti.

Viegla vai mērena intoksikācija

Piesātinājums ar skābekli var būt mazāks par 90%, pat asimptomātiskiem vai viegli simptomātiskiem pacientiem. Tas rodas ar samazinātu redzi naktī, galvassāpēm, nelabumu, kompensējošu elpošanas un pulsa palielināšanos.

Smaga saindēšanās

Piesātinājums ar skābekli var būt 80% vai mazāks. Ir samazināta modrība, miegainība, reibonis, nogurums, eiforija, atmiņas zudums, samazināts redzes asums, cianozes, samaņas zudums, disitmijas, miokarda išēmija, plaušu tūska, krampji un nāve.

Drošība un riski

Bīstamības apzīmējumi Ķīmisko produktu klasifikācijas un marķēšanas globāli harmonizētajā sistēmā (GHS).

Ķīmisko vielu klasifikācijas un marķēšanas globāli harmonizētā sistēma (GHS) ir starptautiski saskaņota sistēma, kuru izveidojusi Apvienoto Nāciju Organizācija un kas paredzēta dažādu klasifikācijas un marķēšanas standartu aizstāšanai dažādās valstīs, izmantojot globāli konsekventus kritērijus (Nācijas Nācijas, 2015).

Bīstamības klases (un tām atbilstošā GHS nodaļa), klasifikācijas un marķēšanas standarti un ieteikumi oglekļa dioksīdam ir šādas (Eiropas Ķimikāliju aģentūra, 2017; Apvienoto Nāciju Organizācija, 2015; PubChem, 2017):

(Apvienoto Nāciju Organizācija, 2015, 345 lpp.).

(Apvienoto Nāciju Organizācija, 2015, 346. lpp.).

Atsauces

1. No Jacek FH, (2006). Oglekļa dioksīds-3D-vdW Atgūts no wikipedia.org.
2. Anons, (2017). Saturs iegūts no nih.gov.
3. Eiropas Ķimikāliju aģentūra (ECHA). (2017). Klasifikācijas un marķējuma kopsavilkums.
4. Paziņotā klasifikācija un marķēšana. Oglekļa dioksīds. Iegūts 2017. gada 16. janvārī.
5. Bīstamo vielu datu banka (HSDB). TOXNET. (2017). Oglekļa dioksīds. Bethesda, MD, ES: Nacionālā medicīnas bibliotēka.
6. Nacionālais darba drošības institūts (INSHT). (2010). Starptautiskās ķīmiskās drošības kartes Oglekļa dioksīds. Nodarbinātības un drošības ministrija. Madride. TAS IR.
7. Apvienoto Nāciju Organizācija (2015). Ķīmisko vielu klasifikācijas un marķēšanas globāli harmonizētās sistēmas (GHS) sestais pārskatītais izdevums. Ņujorka, ES: Apvienoto Nāciju Organizācijas publikācija.
8. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. PubChem salikto datu bāze. (2017). Oglekļa dioksīds. Bethesda, MD, ES: Nacionālā medicīnas bibliotēka.
9. Nacionālā okeānu un atmosfēras pārvalde (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Reaktīvās grupas datu lapa. Nav ķīmiski reaģējošs. Sudraba pavasaris, MD. ES.
10. Nacionālā okeānu un atmosfēras pārvalde (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Ķīmiskā datu lapa. Oglekļa dioksīds. Sudraba pavasaris, MD. ES.
11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A., & Stolten, D. (2000). Oglekļa dioksīds. Ulmana rūpnieciskās ķīmijas enciklopēdijā. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
12. Wikipedia. (2017). Oglekļa dioksīds. Iegūts 2017. gada 17. janvārī no vietnes wikipedia.org.