Do czego wykorzystuje się dwutlenek węgla? Produkcja CO2

Encyklopedyczny YouTube

1 / 5

Tlenek węgla(IV) nie podtrzymuje spalania. Spalają się w nim tylko niektóre metale aktywne::

2 M sol + do O 2 → 2 M sol O + do (\ Displaystyle (\ mathsf (2Mg + CO_ (2) \rightarrow 2MgO + C)})

Interakcja z aktywnym tlenkiem metalu:

do za O + do O 2 → do za do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (CaO + CO_ (2) \rightarrow CaCO_ (3))))

Po rozpuszczeniu w wodzie tworzy kwas węglowy:

do O 2 + H. 2 O ⇄ H. 2 do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (CO_ (2) + H_ (2) O \rightleftarrows H_ (2) CO_ (3))))

Reaguje z zasadami tworząc węglany i wodorowęglany:

do za (O H) 2 + do O 2 → do za do O 3 ↓ + H. 2 O (\ Displaystyle (\ mathsf (Ca (OH) _ (2) + CO_ (2) \rightarrow CaCO_ (3) \ downarrow + H_ ( 2)O)))(jakościowa reakcja na dwutlenek węgla) K. O H. + do O 2 → K. H. do O 3 (\ Displaystyle (\ mathsf (KOH + CO_ (2) \rightarrow KHCO_ (3))))

Biologiczny

Ciało ludzkie emituje około 1 kg (2,3 funta) dwutlenku węgla dziennie.

Dwutlenek węgla ten transportowany jest z tkanek, gdzie powstaje jako jeden z końcowych produktów metabolizmu, poprzez układ żylny, a następnie jest wydalany z wydychanym powietrzem przez płuca. Zatem zawartość dwutlenku węgla we krwi jest wysoka w układzie żylnym, zmniejsza się w sieci naczyń włosowatych płuc i jest niska we krwi tętniczej. Zawartość dwutlenku węgla w próbce krwi często wyraża się jako ciśnienie cząstkowe, to znaczy ciśnienie, jakie miałaby dana ilość dwutlenku węgla zawarta w próbce krwi, gdyby zajmował on całą objętość próbki krwi.

Dwutlenek węgla (CO2) jest transportowany we krwi na trzy różne sposoby (dokładna proporcja każdej z tych trzech metod transportu zależy od tego, czy krew jest tętnicza czy żylna).

Hemoglobina, główne białko transportujące tlen w czerwonych krwinkach, jest w stanie transportować zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla. Jednakże dwutlenek węgla wiąże się z hemoglobiną w innym miejscu niż tlen. Wiąże się z N-końcowymi końcami łańcuchów globiny, a nie z hemem. Jednakże ze względu na efekty allosteryczne, które prowadzą do zmiany konfiguracji cząsteczki hemoglobiny po związaniu, wiązanie dwutlenku węgla zmniejsza zdolność tlenu do wiązania się z nim przy danym ciśnieniu parcjalnym tlenu i odwrotnie – wiązanie tlenu z hemoglobiną zmniejsza zdolność dwutlenku węgla do wiązania się z nią przy danym ciśnieniu cząstkowym dwutlenku węgla. Ponadto zdolność hemoglobiny do preferencyjnego wiązania tlenu lub dwutlenku węgla zależy również od pH środowiska. Cechy te są bardzo ważne dla pomyślnego pobierania i transportu tlenu z płuc do tkanek i jego pomyślnego uwalniania do tkanek, a także dla pomyślnego pobierania i transportu dwutlenku węgla z tkanek do płuc i tam jego uwalniania.

Dwutlenek węgla jest jednym z najważniejszych mediatorów autoregulacji przepływu krwi. Jest to silny środek rozszerzający naczynia krwionośne. Odpowiednio, jeśli poziom dwutlenku węgla w tkankach lub krwi wzrasta (na przykład w wyniku intensywnego metabolizmu - spowodowanego np. wysiłkiem fizycznym, stanem zapalnym, uszkodzeniem tkanek lub z powodu utrudnienia przepływu krwi, niedokrwienia tkanki), wówczas naczynia włosowate rozszerzają się co prowadzi do zwiększonego przepływu krwi, a co za tym idzie, do zwiększenia dostarczania tlenu do tkanek i transportu zakumulowanego dwutlenku węgla z tkanek. Ponadto dwutlenek węgla w określonych stężeniach (zwiększonych, ale jeszcze nie osiągających wartości toksycznych) działa dodatnio inotropowo i chronotropowo na mięsień sercowy oraz zwiększa jego wrażliwość na adrenalinę, co prowadzi do wzrostu siły i częstotliwości skurczów serca, rzut, a co za tym idzie, udar i minutową objętość krwi. Pomaga to również skorygować niedotlenienie tkanek i hiperkapnię (podwyższony poziom dwutlenku węgla).

Jony wodorowęglanowe są bardzo ważne dla regulacji pH krwi i utrzymania prawidłowej równowagi kwasowo-zasadowej. Częstotliwość oddychania wpływa na zawartość dwutlenku węgla we krwi. Słaby lub powolny oddech powoduje kwasicę oddechową, natomiast szybki i nadmiernie głęboki oddech prowadzi do hiperwentylacji i rozwoju zasadowicy oddechowej.

Ponadto dwutlenek węgla odgrywa również ważną rolę w regulacji oddychania. Chociaż nasz organizm potrzebuje tlenu do metabolizmu, niski poziom tlenu we krwi lub tkankach zwykle nie stymuluje oddychania (a raczej stymulujący wpływ niskiego poziomu tlenu na oddychanie jest zbyt słaby i „włącza się” późno, przy bardzo niskim poziomie tlenu w organizmie). krew, przy której często człowiek już traci przytomność). Zwykle oddychanie jest stymulowane przez wzrost poziomu dwutlenku węgla we krwi. Ośrodek oddechowy jest znacznie bardziej wrażliwy na podwyższony poziom dwutlenku węgla niż na brak tlenu. W konsekwencji wdychanie bardzo rozrzedzonego powietrza (o niskim ciśnieniu cząstkowym tlenu) lub mieszaniny gazów w ogóle niezawierającej tlenu (np. 100% azotu lub 100% podtlenku azotu) może szybko doprowadzić do utraty przytomności, nie wywołując uczucia braku powietrza (ponieważ poziom dwutlenku węgla we krwi nie wzrasta, bo nic nie stoi na przeszkodzie jego wydychaniu). Jest to szczególnie niebezpieczne dla pilotów samolotów wojskowych lecących na dużych wysokościach (w przypadku awaryjnego rozhermetyzowania kabiny piloci mogą szybko stracić przytomność). Ta cecha układu regulacji oddychania jest również powodem, dla którego stewardessy na pokładach samolotów instruują pasażerów, aby w przypadku obniżenia ciśnienia w kabinie samolotu przede wszystkim sami zakładali maskę tlenową, zanim spróbują pomóc komukolwiek innemu – w ten sposób Pomocnik sam ryzykuje szybką utratą przytomności, a nawet do ostatniej chwili nie odczuwając dyskomfortu ani potrzeby tlenu.

Ośrodek oddechowy człowieka stara się utrzymać ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla we krwi tętniczej nie wyższe niż 40 mmHg. Przy świadomej hiperwentylacji zawartość dwutlenku węgla we krwi tętniczej może spaść do 10-20 mmHg, natomiast zawartość tlenu we krwi pozostanie praktycznie niezmieniona lub nieznacznie wzrośnie, a potrzeba wzięcia kolejnego oddechu zmniejszy się w wyniku spadku w stymulującym działaniu dwutlenku węgla na czynność ośrodka oddechowego. Z tego powodu po okresie świadomej hiperwentylacji łatwiej jest wstrzymać oddech na dłuższy czas, niż bez wcześniejszej hiperwentylacji. Ta celowa hiperwentylacja, po której następuje wstrzymanie oddechu, może prowadzić do utraty przytomności, zanim dana osoba poczuje potrzebę wzięcia oddechu. W bezpiecznym środowisku taka utrata przytomności nie zagraża niczemu szczególnemu (po utracie przytomności osoba straci kontrolę nad sobą, przestanie wstrzymywać oddech i weźmie oddech, oddycha, a wraz z nim dopływ tlenu do mózgu będzie przywrócona, a następnie świadomość zostanie przywrócona). Jednak w innych sytuacjach, np. przed nurkowaniem, może to być niebezpieczne (na głębokości nastąpi utrata przytomności i konieczność wzięcia oddechu, a bez świadomej kontroli woda przedostanie się do dróg oddechowych, co może doprowadzić do utonięcia). Dlatego hiperwentylacja przed nurkowaniem jest niebezpieczna i niezalecana.

Paragon

W ilościach przemysłowych dwutlenek węgla wydziela się ze spalin lub jako produkt uboczny procesów chemicznych, np. podczas rozkładu naturalnych węglanów (wapień, dolomit) lub podczas produkcji alkoholu (fermentacja alkoholowa). Mieszaninę powstałych gazów przemywa się roztworem węglanu potasu, który pochłania dwutlenek węgla, zamieniając się w wodorowęglan. Roztwór wodorowęglanu rozkłada się po podgrzaniu lub pod zmniejszonym ciśnieniem, uwalniając dwutlenek węgla. W nowoczesnych instalacjach do produkcji dwutlenku węgla zamiast wodorowęglanu coraz częściej stosuje się wodny roztwór monoetanoloaminy, który pod pewnymi warunkami jest w stanie absorbować CO₂ zawarty w spalinach i uwalniać go po podgrzaniu; Oddziela to gotowy produkt od innych substancji.

Dwutlenek węgla powstaje także w instalacjach separacji powietrza jako produkt uboczny przy produkcji czystego tlenu, azotu i argonu.

W laboratorium niewielkie ilości otrzymuje się w drodze reakcji węglanów i wodorowęglanów z kwasami takimi jak marmur, kreda czy soda z kwasem solnym, stosując np. aparat Kippa. W wyniku reakcji kwasu siarkowego z kredą lub marmurem powstaje słabo rozpuszczalny siarczan wapnia, który zakłóca reakcję i który jest usuwany przy znacznym nadmiarze kwasu.

Do przygotowania napojów można zastosować reakcję sody oczyszczonej z kwaskiem cytrynowym lub kwaśnym sokiem z cytryny. To właśnie w tej formie pojawiły się pierwsze napoje gazowane. Ich produkcją i sprzedażą zajmowali się farmaceuci.

Aplikacja

W przemyśle spożywczym dwutlenek węgla stosowany jest jako środek konserwujący i spulchniający i jest oznaczony na opakowaniu kodem E290.

Ciekły dwutlenek węgla jest szeroko stosowany w systemach gaśniczych i gaśnicach. Automatyczne systemy gaśnicze na dwutlenek węgla różnią się układami rozruchowymi, które mogą być pneumatyczne, mechaniczne lub elektryczne.

Urządzenie do dostarczania dwutlenku węgla do akwarium może zawierać zbiornik gazu. Najprostsza i najczęstsza metoda produkcji dwutlenku węgla opiera się na projekcie przygotowania zacieru napoju alkoholowego. Podczas fermentacji uwolniony dwutlenek węgla może zapewnić pożywienie roślinom akwariowym

Dwutlenek węgla służy do nasycania lemoniady i wody gazowanej. Dwutlenek węgla jest również stosowany jako środek ochronny przy spawaniu drutowym, ale w wysokich temperaturach rozkłada się i uwalnia tlen. Uwolniony tlen utlenia metal. W związku z tym konieczne jest wprowadzenie do drutu spawalniczego środków odtleniających, takich jak mangan i krzem. Inną konsekwencją działania tlenu, związaną również z utlenianiem, jest gwałtowny spadek napięcia powierzchniowego, co prowadzi między innymi do intensywniejszego rozpryskiwania metalu niż podczas spawania w środowisku obojętnym.

Magazynowanie dwutlenku węgla w butli stalowej w stanie skroplonym jest bardziej opłacalne niż w postaci gazu. Dwutlenek węgla ma stosunkowo niską temperaturę krytyczną wynoszącą +31°C. Do standardowej 40-litrowej butli wlewa się około 30 kg skroplonego dwutlenku węgla, przy czym w temperaturze pokojowej w butli będzie znajdować się faza ciekła, a ciśnienie będzie wynosić około 6 MPa (60 kgf/cm²). Jeśli temperatura będzie wyższa niż +31°C, wówczas dwutlenek węgla przejdzie w stan nadkrytyczny przy ciśnieniu powyżej 7,36 MPa. Standardowe ciśnienie robocze dla zwykłej 40-litrowej butli wynosi 15 MPa (150 kgf/cm²), ale musi bezpiecznie wytrzymać ciśnienie 1,5 razy wyższe, czyli 22,5 MPa, więc pracę z takimi butlami można uznać za całkiem bezpieczną.

Stały dwutlenek węgla – „suchy lód” – stosowany jest jako czynnik chłodniczy w badaniach laboratoryjnych, w handlu detalicznym, podczas naprawy sprzętu (np. chłodzenie jednej z współpracujących części podczas wciskania) itp. Dwutlenek węgla służy do skraplania dwutlenku węgla i produkują instalacje suchego lodu

Metody rejestracji

Pomiar ciśnienia cząstkowego dwutlenku węgla jest wymagany w procesach technologicznych, w zastosowaniach medycznych - analiza mieszanin oddechowych podczas sztucznej wentylacji oraz w zamkniętych systemach podtrzymywania życia. Analiza stężenia CO 2 w atmosferze wykorzystywana jest w badaniach środowiskowych i naukowych, do badania efektu cieplarnianego. Rejestracja dwutlenku węgla odbywa się za pomocą analizatorów gazów opartych na zasadzie spektroskopii w podczerwieni oraz innych systemów pomiaru gazów. Analizator gazów medycznych służący do rejestracji zawartości dwutlenku węgla w wydychanym powietrzu nazywa się kapnografem. Do pomiaru niskich stężeń CO 2 (a także) w gazach procesowych lub w powietrzu atmosferycznym można zastosować metodę chromatografii gazowej z metanizatorem i rejestrację na detektorze płomieniowo-jonizacyjnym.

Dwutlenek węgla w przyrodzie

Roczne wahania stężenia atmosferycznego dwutlenku węgla na planecie determinowane są głównie przez roślinność średnich szerokości geograficznych (40-70°) półkuli północnej.

Duża ilość dwutlenku węgla rozpuszcza się w oceanie.

Dwutlenek węgla stanowi znaczną część atmosfer niektórych planet Układu Słonecznego: Wenus, Mars.

Toksyczność

Dwutlenek węgla jest nietoksyczny, jednak ze względu na wpływ jego zwiększonego stężenia w powietrzu na organizmy żywe oddychające powietrzem, zaliczany jest do gazów duszących (Język angielski) Rosyjski. Nieznaczny wzrost stężenia do 2-4% w pomieszczeniu prowadzi do senności i osłabienia u ludzi. Za niebezpieczne uważa się stężenia wynoszące około 7-10%, przy których dochodzi do uduszenia objawiającego się bólami i zawrotami głowy, utratą słuchu i utratą przytomności (objawy podobne do choroby wysokościowej), w zależności od stężenia, przez okres kilku minut do jednej godziny. Wdychanie powietrza o dużym stężeniu gazów powoduje bardzo szybką śmierć w wyniku uduszenia.

Choć tak naprawdę już stężenie 5-7% CO 2 nie jest śmiertelne, już przy stężeniu 0,1% (taki poziom dwutlenku węgla obserwuje się w powietrzu megamiast) ludzie zaczynają czuć się osłabieni i senni. To pokazuje, że nawet przy wysokim poziomie tlenu, wysokie stężenie CO 2 ma silny wpływ na samopoczucie.

Wdychanie powietrza o podwyższonym stężeniu tego gazu nie powoduje długotrwałych problemów zdrowotnych, a po usunięciu poszkodowanego z zanieczyszczonej atmosfery szybko następuje całkowite przywrócenie zdrowia.

Soda, wulkan, Wenus, lodówka – co je łączy? Dwutlenek węgla. Zebraliśmy dla Was najciekawsze informacje na temat jednego z najważniejszych związków chemicznych na Ziemi.

Co to jest dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla znany jest głównie w stanie gazowym, tj. jako dwutlenek węgla o prostym wzorze chemicznym CO2. W tej formie istnieje w normalnych warunkach - pod ciśnieniem atmosferycznym i „zwykłymi” temperaturami. Jednak przy podwyższonym ciśnieniu, powyżej 5850 kPa (takim jak np. ciśnienie na głębokości morza około 600 m), gaz ten zamienia się w ciecz. Natomiast po mocnym schłodzeniu (minus 78,5°C) krystalizuje i staje się tzw. suchym lodem, który jest szeroko stosowany w handlu do przechowywania mrożonek w lodówkach.

Ciekły dwutlenek węgla i suchy lód są produkowane i wykorzystywane w działalności człowieka, ale formy te są niestabilne i łatwo się rozpadają.

Jednak dwutlenek węgla jest wszechobecny: uwalnia się podczas oddychania zwierząt i roślin i stanowi ważną część składu chemicznego atmosfery i oceanów.

Właściwości dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla CO2 jest bezbarwny i bezwonny. W normalnych warunkach nie ma smaku. Jeśli jednak wdychasz duże stężenia dwutlenku węgla, możesz odczuwać kwaśny smak w ustach, spowodowany rozpuszczaniem się dwutlenku węgla na błonach śluzowych i ślinie, tworząc słaby roztwór kwasu węglowego.

Nawiasem mówiąc, to zdolność dwutlenku węgla do rozpuszczania się w wodzie jest wykorzystywana do produkcji wody gazowanej. Bąbelki lemoniady to ten sam dwutlenek węgla. Pierwsze urządzenie do nasycania wody CO2 wynaleziono już w 1770 r., a już w 1783 r. przedsiębiorczy Szwajcar Jacob Schweppes rozpoczął przemysłową produkcję sody (marka Schweppes istnieje do dziś).

Dwutlenek węgla jest 1,5 razy cięższy od powietrza, dlatego przy złej wentylacji pomieszczenia ma tendencję do „osiadania” w dolnych warstwach. Znany jest efekt „psiej jaskini”, gdzie CO2 uwalnia się bezpośrednio z ziemi i gromadzi się na wysokości około pół metra. Osoba dorosła wchodząc do takiej jaskini, w szczytowym okresie swojego wzrostu, nie odczuwa nadmiaru dwutlenku węgla, natomiast psy znajdują się bezpośrednio w grubej warstwie dwutlenku węgla i zostają zatrute.

CO2 nie wspomaga spalania, dlatego wykorzystuje się go w gaśnicach i systemach przeciwpożarowych. Sztuczka zgaszenia płonącej świecy zawartością rzekomo pustej szklanki (ale w rzeczywistości dwutlenkiem węgla) opiera się właśnie na tej właściwości dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla w przyrodzie: źródła naturalne

Dwutlenek węgla powstaje w przyrodzie z różnych źródeł:

Oddychanie zwierząt i roślin.
Każdy uczeń wie, że rośliny pochłaniają dwutlenek węgla CO2 z powietrza i wykorzystują go w procesach fotosyntezy. Niektóre gospodynie domowe próbują nadrobić niedociągnięcia dużą ilością roślin domowych. Jednak rośliny nie tylko pochłaniają, ale także uwalniają dwutlenek węgla przy braku światła - jest to część procesu oddychania. Dlatego dżungla w słabo wentylowanej sypialni nie jest dobrym pomysłem: w nocy poziom CO2 wzrośnie jeszcze bardziej.
Aktywność wulkaniczna.
Dwutlenek węgla jest częścią gazów wulkanicznych. Na obszarach o dużej aktywności wulkanicznej CO2 może być uwalniany bezpośrednio z gruntu – poprzez pęknięcia i szczeliny zwane mofetami. Stężenie dwutlenku węgla w dolinach z mofetami jest tak wysokie, że wiele małych zwierząt umiera, gdy tam dotrą.
Rozkład materii organicznej.
Dwutlenek węgla powstaje podczas spalania i rozkładu materii organicznej. Pożarom lasów towarzyszą duże naturalne emisje dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla jest „magazynowany” w przyrodzie w postaci związków węgla w minerałach: węglu, ropie, torfie, wapieniu. Ogromne rezerwy CO2 występują w postaci rozpuszczonej w oceanach świata.

Uwolnienie dwutlenku węgla z otwartego zbiornika może doprowadzić do katastrofy limnologicznej, jak miało to miejsce na przykład w latach 1984 i 1986. w jeziorach Manoun i Nyos w Kamerunie. Obydwa jeziora powstały na miejscu kraterów wulkanicznych - obecnie wymarły, ale w głębinach magma wulkaniczna nadal uwalnia dwutlenek węgla, który unosi się do wód jezior i rozpuszcza się w nich. W wyniku szeregu procesów klimatycznych i geologicznych stężenie dwutlenku węgla w wodach przekroczyło wartość krytyczną. Do atmosfery wyemitowano ogromną ilość dwutlenku węgla, który niczym lawina spłynęła po zboczach gór. Około 1800 osób stało się ofiarami katastrof limnologicznych na jeziorach kameruńskich.

Sztuczne źródła dwutlenku węgla

Głównymi antropogenicznymi źródłami dwutlenku węgla są:

emisje przemysłowe związane z procesami spalania;
transport samochodowy.

Pomimo tego, że udział transportu przyjaznego dla środowiska na świecie rośnie, zdecydowana większość ludności świata nie będzie miała wkrótce możliwości (ani chęci) przesiadki na nowe samochody.

Aktywne wylesianie na cele przemysłowe prowadzi także do wzrostu stężenia dwutlenku węgla CO2 w powietrzu.

CO2 jest jednym z końcowych produktów metabolizmu (rozkładu glukozy i tłuszczów). Jest wydzielany w tkankach i transportowany przez hemoglobinę do płuc, przez które jest wydychany. Powietrze wydychane przez człowieka zawiera około 4,5% dwutlenku węgla (45 000 ppm) – 60-110 razy więcej niż powietrze wdychane.

Dwutlenek węgla odgrywa dużą rolę w regulacji przepływu krwi i oddychania. Wzrost poziomu CO2 we krwi powoduje rozszerzenie naczyń włosowatych, co umożliwia przepływ większej ilości krwi, która dostarcza tlen do tkanek i usuwa dwutlenek węgla.

Układ oddechowy jest również pobudzany przez wzrost dwutlenku węgla, a nie przez brak tlenu, jak mogłoby się wydawać. W rzeczywistości organizm długo nie odczuwa braku tlenu i jest całkiem możliwe, że w rozrzedzonym powietrzu człowiek straci przytomność, zanim poczuje brak powietrza. Pobudzającą właściwość CO2 wykorzystuje się w urządzeniach do sztucznego oddychania: gdzie dwutlenek węgla miesza się z tlenem, aby „uruchomić” układ oddechowy.

Dwutlenek węgla i my: dlaczego CO2 jest niebezpieczny

Dwutlenek węgla jest niezbędny dla organizmu człowieka tak samo jak tlen. Jednak podobnie jak w przypadku tlenu, nadmiar dwutlenku węgla szkodzi naszemu samopoczuciu.

Wysokie stężenie CO2 w powietrzu prowadzi do zatrucia organizmu i powoduje stan hiperkapnii. W przypadku hiperkapnii osoba doświadcza trudności w oddychaniu, nudności, bólu głowy, a nawet może stracić przytomność. Jeśli zawartość dwutlenku węgla nie spadnie, nastąpi głód tlenu. Faktem jest, że zarówno dwutlenek węgla, jak i tlen przemieszczają się po organizmie w tym samym „transporcie” – hemoglobinie. Zwykle „podróżują” razem, przyłączając się do różnych miejsc cząsteczki hemoglobiny. Jednakże zwiększone stężenie dwutlenku węgla we krwi zmniejsza zdolność tlenu do wiązania się z hemoglobiną. Ilość tlenu we krwi zmniejsza się i następuje niedotlenienie.

Takie niezdrowe skutki dla organizmu powstają przy wdychaniu powietrza o zawartości CO2 przekraczającej 5000 ppm (może to być np. powietrze w kopalniach). Prawdę mówiąc, w codziennym życiu praktycznie nigdy nie spotykamy się z takim powietrzem. Jednak znacznie niższe stężenie dwutlenku węgla nie wpływa najlepiej na zdrowie.

Według niektórych wyników nawet 1000 ppm CO2 powoduje zmęczenie i bóle głowy u połowy badanych. Wiele osób zaczyna odczuwać duszność i dyskomfort jeszcze wcześniej. Przy dalszym wzroście stężenia dwutlenku węgla do krytycznego poziomu 1500 – 2500 ppm mózg staje się „leniwy” w przejmowaniu inicjatywy, przetwarzaniu informacji i podejmowaniu decyzji.

A jeśli poziom 5000 ppm jest prawie niemożliwy w życiu codziennym, to 1000, a nawet 2500 ppm może z łatwością stać się częścią rzeczywistości współczesnego człowieka. Nasze badanie wykazało, że w rzadko wentylowanych salach lekcyjnych poziom CO2 przez większość czasu utrzymuje się na poziomie powyżej 1500 ppm, a czasami przekracza 2000 ppm. Są podstawy sądzić, że podobnie jest w wielu biurach, a nawet mieszkaniach.

Fizjolodzy uważają, że 800 ppm jest bezpiecznym poziomem dwutlenku węgla dla dobrego samopoczucia człowieka.

Inne badanie wykazało związek między poziomem CO2 a stresem oksydacyjnym: im wyższy poziom dwutlenku węgla, tym bardziej cierpimy na stres oksydacyjny, który uszkadza komórki naszego organizmu.

Dwutlenek węgla w atmosferze ziemskiej

W atmosferze naszej planety znajduje się zaledwie około 0,04% CO2 (jest to około 400 ppm), a ostatnio było jeszcze mniej: poziom dwutlenku węgla przekroczył 400 ppm dopiero jesienią 2016 roku. Naukowcy przypisują wzrost poziomu CO2 w atmosferze industrializacji: w połowie XVIII wieku, w przededniu rewolucji przemysłowej, było to zaledwie około 270 ppm.

, dwutlenek węgla, właściwości dwutlenku węgla, produkcja dwutlenku węgla

Nie nadaje się do podtrzymywania życia. Jednak to właśnie tym rośliny „żywią się”, zamieniając je w substancje organiczne. Ponadto jest to swego rodzaju „koc” dla Ziemi. Gdyby ten gaz nagle zniknął z atmosfery, Ziemia stałaby się znacznie chłodniejsza, a deszcz praktycznie zniknąłby.

„Koc Ziemi”

(dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, CO 2) powstaje w wyniku połączenia dwóch pierwiastków: węgla i tlenu. Powstaje podczas spalania węgla lub związków węglowodorowych, podczas fermentacji cieczy, a także jako produkt oddychania ludzi i zwierząt. Występuje także w niewielkich ilościach w atmosferze, skąd jest przyswajany przez rośliny, które z kolei wytwarzają tlen.

Dwutlenek węgla jest bezbarwny i cięższy od powietrza. Zamarza w temperaturze -78,5°C, tworząc śnieg składający się z dwutlenku węgla. W roztworze wodnym tworzy kwas węglowy, ale nie jest na tyle trwały, aby można go było łatwo wyizolować.

Dwutlenek węgla jest powłoką Ziemi. Z łatwością przepuszcza promienie ultrafioletowe, które ogrzewają naszą planetę i odbija promienie podczerwone emitowane z jej powierzchni w przestrzeń kosmiczną. A jeśli dwutlenek węgla nagle zniknie z atmosfery, będzie to miało przede wszystkim wpływ na klimat. Na Ziemi stanie się znacznie chłodniej, a deszcze będą padać bardzo rzadko. Nietrudno zgadnąć, dokąd to ostatecznie doprowadzi.

To prawda, że taka katastrofa jeszcze nam nie grozi. Wręcz przeciwnie. Spalanie substancji organicznych: ropy naftowej, węgla, gazu ziemnego, drewna – stopniowo zwiększa zawartość dwutlenku węgla w atmosferze. Oznacza to, że z czasem należy spodziewać się znacznego ocieplenia i nawilżenia ziemskiego klimatu. Swoją drogą starzy ludzie uważają, że jest już zauważalnie cieplej niż za czasów ich młodości...

Wydziela się dwutlenek węgla ciecz o niskiej temperaturze, ciecz pod wysokim ciśnieniem I gazowy. Otrzymuje się go z gazów odlotowych z produkcji amoniaku i alkoholu, a także ze spalania paliw specjalnych i innych gałęzi przemysłu. Gazowy dwutlenek węgla jest bezbarwnym i bezwonnym gazem o temperaturze 20 ° C i ciśnieniu 101,3 kPa (760 mm Hg), gęstość - 1,839 kg / m 3. Ciekły dwutlenek węgla to po prostu bezbarwna i bezwonna ciecz.

Nietoksyczny i niewybuchowy. Dwutlenek węgla w stężeniach powyżej 5% (92 g/m3) ma szkodliwy wpływ na zdrowie człowieka - jest cięższy od powietrza i może gromadzić się w słabo wentylowanych pomieszczeniach w pobliżu podłogi. Zmniejsza to udział objętościowy tlenu w powietrzu, co może powodować niedobór tlenu i uduszenie.

Produkcja dwutlenku węgla

W przemyśle dwutlenek węgla pozyskuje się z gazy piecowe, z produkty rozkładu naturalnych węglanów(wapień, dolomit). Mieszaninę gazów przemywa się roztworem węglanu potasu, który pochłania dwutlenek węgla, zamieniając się w wodorowęglan. Po podgrzaniu roztwór wodorowęglanu rozkłada się, uwalniając dwutlenek węgla. Podczas produkcji przemysłowej gaz jest pompowany do butli.

W warunkach laboratoryjnych otrzymuje się niewielkie ilości oddziaływanie węglanów i wodorowęglanów z kwasami na przykład marmur z kwasem solnym.

„Suchy lód” i inne korzystne właściwości dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla jest dość szeroko stosowany w codziennej praktyce. Na przykład, woda gazowana z dodatkiem aromatycznych esencji - wspaniały napój orzeźwiający. W Przemysł spożywczy dwutlenek węgla stosowany jest także jako środek konserwujący – jest on wskazany na opakowaniu pod kodem E290 a także jako środek zakwaszający ciasto.

Gaśnice na dwutlenek węgla używane podczas pożarów. Odkryli to biochemicy nawożenie... powietrza dwutlenkiem węgla bardzo skuteczny sposób na zwiększenie plonów różnych upraw. Być może nawóz ten ma jedną, ale istotną wadę: można go stosować tylko w szklarniach. W zakładach produkujących dwutlenek węgla skroplony gaz jest pakowany w stalowe butle i wysyłany do konsumentów. Jeśli otworzysz zawór, śnieg z sykiem wyleci z otworu. Jaki cud?

Wszystko jest wyjaśnione w prosty sposób. Praca włożona w sprężanie gazu jest znacznie mniejsza niż praca potrzebna do jego rozprężenia. Aby w jakiś sposób zrekompensować powstały deficyt, dwutlenek węgla gwałtownie się ochładza, zamieniając się w "suchy lód". Jest szeroko stosowany do konserwowania żywności i ma znaczną przewagę nad zwykłym lodem: po pierwsze, jego „zdolność chłodnicza” jest dwukrotnie większa na jednostkę masy; po drugie odparowuje bez śladu.

Jako medium aktywne stosowany jest dwutlenek węgla spawanie drutem, ponieważ w temperaturze łuku dwutlenek węgla rozkłada się na tlenek węgla CO i tlen, który z kolei oddziałuje z ciekłym metalem, utleniając go.

Dwutlenek węgla w puszkach jest używany w Pistolety pneumatyczne i jako źródło energii dla silników w modelowaniu samolotów.

Dwutlenek węgla

Tlenek węgla (dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, bezwodnik węgla, dwutlenek węgla ) — CO2, bezbarwny gaz, bezwonny, o lekko kwaśnym smaku.
Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej wynosi średnio 0,038%.
Nie nadaje się do podtrzymywania życia. Jednak to właśnie tym rośliny „żywią się”, zamieniając je w substancje organiczne. Ponadto jest to swego rodzaju „koc” dla Ziemi. Gdyby ten gaz nagle zniknął z atmosfery, Ziemia stałaby się znacznie chłodniejsza, a deszcz praktycznie zniknąłby.

„Koc Ziemi”

Dwutlenek węgla (dwutlenek węgla, dwutlenek węgla, CO2 ) powstaje w wyniku połączenia dwóch pierwiastków: węgla i tlenu. Powstaje podczas spalania węgla lub związków węglowodorowych, podczas fermentacji cieczy, a także jako produkt oddychania ludzi i zwierząt. Występuje także w niewielkich ilościach w atmosferze, skąd jest przyswajany przez rośliny, które z kolei wytwarzają tlen.
Dwutlenek węgla jest bezbarwny i cięższy od powietrza. Zamarza w temperaturze -78,5°C, tworząc śnieg składający się z dwutlenku węgla. W roztworze wodnym tworzy kwas węglowy, ale nie jest na tyle trwały, aby można go było łatwo wyizolować.
Dwutlenek węgla jest powłoką Ziemi. Z łatwością przepuszcza promienie ultrafioletowe, które ogrzewają naszą planetę i odbija promienie podczerwone emitowane z jej powierzchni w przestrzeń kosmiczną. A jeśli dwutlenek węgla nagle zniknie z atmosfery, będzie to miało przede wszystkim wpływ na klimat. Na Ziemi stanie się znacznie chłodniej, a deszcze będą padać bardzo rzadko. Nietrudno zgadnąć, dokąd to ostatecznie doprowadzi.
To prawda, że taka katastrofa jeszcze nam nie grozi. Wręcz przeciwnie. Spalanie substancji organicznych: ropy naftowej, węgla, gazu ziemnego, drewna – stopniowo zwiększa zawartość dwutlenku węgla w atmosferze. Oznacza to, że z biegiem czasu należy spodziewać się znacznego ocieplenia i nawilżenia ziemskiego klimatu. Swoją drogą starzy ludzie uważają, że jest już zauważalnie cieplej niż za czasów ich młodości...
Wydziela się dwutlenek węgla ciecz o niskiej temperaturze, ciecz pod wysokim ciśnieniem i gaz. Otrzymuje się go z gazów odlotowych z produkcji amoniaku i alkoholu, a także ze spalania paliw specjalnych i innych gałęzi przemysłu. Dwutlenek węgla- gaz bezbarwny i bezwonny o temperaturze 20°C i ciśnieniu 101,3 kPa (760 mm Hg), gęstość - 1,839 kg/m 3. Ciekły dwutlenek węgla- po prostu bezbarwna, bezwonna ciecz.
Dwutlenek węgla nietoksyczny i niewybuchowy. Dwutlenek węgla w stężeniach powyżej 5% (92 g/m3) ma szkodliwy wpływ na zdrowie człowieka - jest cięższy od powietrza i może gromadzić się w słabo wentylowanych pomieszczeniach w pobliżu podłogi. Zmniejsza to udział objętościowy tlenu w powietrzu, co może powodować niedobór tlenu i uduszenie.

Produkcja dwutlenku węgla

W przemyśle dwutlenek węgla otrzymuje się z gazów paleniskowych, z produktów rozkładu naturalnych węglanów (wapień, dolomit). Mieszaninę gazów przemywa się roztworem węglanu potasu, który pochłania dwutlenek węgla, zamieniając się w wodorowęglan. Po podgrzaniu roztwór wodorowęglanu rozkłada się, uwalniając dwutlenek węgla. Podczas produkcji przemysłowej gaz jest pompowany do butli.
W warunkach laboratoryjnych niewielkie ilości otrzymuje się w reakcji węglanów i wodorowęglanów z kwasami, np. marmuru z kwasem solnym.

Aplikacja

W branży spożywczej dwutlenek węgla stosowany jest jako środek konserwujący i jest wskazany na opakowaniu pod kodem E290
Ciekły dwutlenek węgla(płynny dwutlenek węgla spożywczy) - skroplony dwutlenek węgla przechowywany pod wysokim ciśnieniem (~ 65-70 Atm). Bezbarwna ciecz. Kiedy ciekły dwutlenek węgla uwalnia się z butli do atmosfery, jego część odparowuje, a druga część tworzy płatki suchego lodu.
Butle z ciekłym dwutlenkiem węgla powszechnie stosowane jako gaśnice oraz do produkcji wody gazowanej i lemoniady.
Dwutlenek węgla Stosuje się go jako środek ochronny podczas spawania drutem, jednak w wysokich temperaturach dysocjuje i wydziela tlen. Uwolniony tlen utlenia metal. W związku z tym konieczne jest wprowadzenie do drutu spawalniczego środków odtleniających, takich jak mangan i krzem. Inną konsekwencją działania tlenu, związaną także z utlenianiem, jest gwałtowny spadek napięcia powierzchniowego, co prowadzi między innymi do intensywniejszego rozpryskiwania metalu niż przy spawaniu w argonie czy helu.
Dwutlenek węgla w puszkach stosowany w wiatrówkach oraz jako źródło zasilania silników w modelarstwie lotniczym.
Stały dwutlenek węgla - suchy lód- stosowany w lodowcach. Ciekły dwutlenek węgla stosowany jest jako czynnik chłodniczy i płyn roboczy w elektrowniach cieplnych (lodówkach, zamrażarkach, generatorach energii słonecznej itp.).

„Suchy lód” i inne korzystne właściwości dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla ma dość szerokie zastosowanie w codziennej praktyce. Na przykład woda gazowana z dodatkiem aromatycznych esencji to wspaniały napój orzeźwiający. W przemyśle spożywczym dwutlenek węgla stosowany jest także jako środek konserwujący – jest on wskazany na opakowaniu pod kodem E290 a także jako środek zakwaszający ciasto.
W przypadku pożarów stosuje się gaśnice na dwutlenek węgla. Biochemicy odkryli, że nawożenie... powietrza dwutlenkiem węgla jest bardzo skutecznym sposobem na zwiększenie plonów różnych upraw. Być może nawóz ten ma jedną, ale istotną wadę: można go stosować tylko w szklarniach. W zakładach produkujących dwutlenek węgla skroplony gaz jest pakowany w stalowe butle i wysyłany do konsumentów. Jeśli otworzysz zawór, śnieg zacznie syczeć. Jaki cud?
Wszystko jest wyjaśnione w prosty sposób. Praca włożona w sprężanie gazu jest znacznie mniejsza niż praca potrzebna do jego rozprężenia. Aby w jakiś sposób zrekompensować powstały deficyt, dwutlenek węgla jest gwałtownie schładzany, zamieniając się w „suchy lód”. Jest szeroko stosowany do konserwowania żywności i ma znaczną przewagę nad zwykłym lodem: po pierwsze, jego „moc chłodnicza” jest dwukrotnie większa na jednostkę masy; po drugie odparowuje bez śladu.
Dwutlenek węgla stosowany jest jako ośrodek aktywny w spawaniu drutowym, ponieważ w temperaturze łuku dwutlenek węgla rozkłada się na tlenek węgla CO i tlen, który z kolei oddziałuje z ciekłym metalem, utleniając go.
Dwutlenek węgla w puszkach wykorzystywany jest w wiatrówkach oraz jako źródło energii do silników w modelarstwie lotniczym.

Wskaźniki jakości dwutlenku węgla GOST 8050-85

Nazwa wskaźnika

Substancja o wzorze chemicznym CO2 i masie cząsteczkowej 44,011 g/mol, która może występować w czterech stanach fazowych - gazowym, ciekłym, stałym i nadkrytycznym.

Stan gazowy CO2 jest powszechnie nazywany dwutlenkiem węgla. Pod ciśnieniem atmosferycznym jest to bezbarwny, bezwonny gaz o temperaturze +20°C i gęstości 1,839 kg/m? (1,52 razy cięższy od powietrza), dobrze rozpuszcza się w wodzie (0,88 objętości w 1 objętości wody), częściowo oddziałując w niej tworząc kwas węglowy. Zawarte w atmosferze wynosi średnio 0,035% objętościowych. Podczas nagłego ochłodzenia na skutek ekspansji (ekspansji) CO2 ma zdolność do desublimacji – przejścia bezpośrednio do stanu stałego z pominięciem fazy ciekłej.

Gazowy dwutlenek węgla był wcześniej często przechowywany w stacjonarnych zbiornikach gazu. Obecnie ta metoda przechowywania nie jest stosowana; dwutlenek węgla w wymaganej ilości pozyskiwany jest bezpośrednio na miejscu – poprzez odparowanie ciekłego dwutlenku węgla w gazyfikatorze. Następnie gaz można łatwo przepompować dowolnym gazociągiem pod ciśnieniem 2-6 atmosfer.

Stan ciekły CO2 jest technicznie nazywany „ciekłym dwutlenkiem węgla” lub po prostu „dwutlenkiem węgla”. Jest to bezbarwna, bezwonna ciecz o średniej gęstości 771 kg/m3, która występuje jedynie pod ciśnieniem 3482...519 kPa w temperaturze 0...-56,5 stopnia C („niskotemperaturowy dwutlenek węgla” ) lub pod ciśnieniem 3482...7383 kPa w temperaturze 0...+31,0 st. C („dwutlenek węgla wysokociśnieniowy”). Dwutlenek węgla pod wysokim ciśnieniem wytwarza się najczęściej poprzez sprężanie dwutlenku węgla do ciśnienia skraplania przy jednoczesnym chłodzeniu wodą. Niskotemperaturowy dwutlenek węgla, będący główną formą dwutlenku węgla do celów przemysłowych, wytwarzany jest najczęściej w cyklu wysokociśnieniowym poprzez trzystopniowe chłodzenie i dławienie w specjalnych instalacjach.

W przypadku niskiego i średniego zużycia dwutlenku węgla (wysokie ciśnienie) do jego przechowywania i transportu stosuje się różnorodne butle stalowe (od butli do syfonów domowych po pojemniki o pojemności 55 litrów). Najczęściej spotykana jest butla o pojemności 40 litrów i ciśnieniu roboczym 15 000 kPa, zawierająca 24 kg dwutlenku węgla. Butle stalowe nie wymagają dodatkowej pielęgnacji, dwutlenek węgla jest magazynowany bez strat przez długi czas. Butle wysokociśnieniowe z dwutlenkiem węgla są pomalowane na czarno.

W przypadku znacznego zużycia, do magazynowania i transportu niskotemperaturowego ciekłego dwutlenku węgla, wykorzystywane są zbiorniki izotermiczne o różnej pojemności, wyposażone w chłodnicze serwisowe. Wyróżnia się zbiorniki magazynowe (stacjonarne) pionowe i poziome o pojemności od 3 do 250 ton, zbiorniki przenośne o pojemności od 3 do 18 ton. Zbiorniki pionowe wymagają budowy fundamentu i stosowane są głównie w warunkach ograniczonej przestrzeni do umieszczenia. Zastosowanie zbiorników poziomych pozwala na obniżenie kosztów fundamentów, szczególnie w przypadku wspólnej ramy ze stacją dwutlenku węgla. Zbiorniki składają się z wewnętrznego, spawanego zbiornika, wykonanego ze stali niskotemperaturowej i posiadającego izolację termiczną z pianki poliuretanowej lub próżniowej; obudowa zewnętrzna wykonana z tworzywa sztucznego, stali ocynkowanej lub nierdzewnej; rurociągi, armatura i urządzenia sterujące. Wewnętrzne i zewnętrzne powierzchnie spawanego zbiornika poddawane są specjalnej obróbce, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo korozji powierzchniowej metalu. W drogich importowanych modelach zewnętrzna uszczelniona obudowa wykonana jest z aluminium. Zastosowanie zbiorników zapewnia napełnianie i odprowadzanie ciekłego dwutlenku węgla; przechowywanie i transport bez utraty produktu; wizualna kontrola masy i ciśnienia roboczego podczas tankowania, przechowywania i wydawania. Wszystkie typy zbiorników wyposażone są w wielopoziomowy system zabezpieczeń. Zawory bezpieczeństwa umożliwiają kontrolę i naprawę bez zatrzymywania i opróżniania zbiornika.

Przy chwilowym spadku ciśnienia do ciśnienia atmosferycznego, które następuje podczas wtryskiwania do specjalnej komory rozprężnej (dławienie), ciekły dwutlenek węgla natychmiast zamienia się w gaz i cienką masę przypominającą śnieg, która jest prasowana i dwutlenek węgla otrzymuje się w stanie stałym , który jest powszechnie nazywany „suchym lodem”. Pod ciśnieniem atmosferycznym jest to biała szklista masa o gęstości 1562 kg/m², o temperaturze -78,5°C, która na wolnym powietrzu sublimuje – stopniowo odparowuje, omijając stan ciekły. Suchy lód można także pozyskać bezpośrednio z instalacji wysokociśnieniowych służących do produkcji niskotemperaturowego dwutlenku węgla z mieszanin gazowych zawierających CO2 w ilości co najmniej 75-80%. Wolumetryczna zdolność chłodzenia suchego lodu jest prawie 3 razy większa niż lodu wodnego i wynosi 573,6 kJ/kg.

Stały dwutlenek węgla najczęściej produkowany jest w postaci brykietów o wymiarach 200×100×20-70 mm, w granulkach o średnicy 3, 6, 10, 12 i 16 mm, rzadko w postaci najdrobniejszego proszku („suchego śniegu”). Brykiety, granulat i śnieg przechowujemy nie dłużej niż 1-2 dni w stacjonarnych, podziemnych magazynach typu kopalnianego, podzielonych na małe przedziały; transportowane w specjalnych izolowanych pojemnikach z zaworem bezpieczeństwa. Stosowane są kontenery różnych producentów o ładowności od 40 do 300 kg i większej. Straty spowodowane sublimacją wynoszą, w zależności od temperatury otoczenia, 4-6% lub więcej dziennie.

Przy ciśnieniu powyżej 7,39 kPa i temperaturze powyżej 31,6 st. C dwutlenek węgla znajduje się w tzw. stanie nadkrytycznym, w którym jego gęstość przypomina ciecz, a lepkość i napięcie powierzchniowe przypominają gaz. Ta niezwykła substancja fizyczna (płyn) jest doskonałym rozpuszczalnikiem niepolarnym. Nadkrytyczny CO2 jest w stanie całkowicie lub selektywnie wyekstrahować wszelkie niepolarne składniki o masie cząsteczkowej mniejszej niż 2000 daltonów: terpeny, woski, pigmenty, nasycone i nienasycone kwasy tłuszczowe o dużej masie cząsteczkowej, alkaloidy, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i fitosterole. Substancjami nierozpuszczalnymi dla nadkrytycznego CO2 są celuloza, skrobia, organiczne i nieorganiczne polimery o dużej masie cząsteczkowej, cukry, substancje glikozydowe, białka, metale i sole wielu metali. Posiadający podobne właściwości nadkrytyczny dwutlenek węgla jest coraz częściej stosowany w procesach ekstrakcji, frakcjonowania i impregnacji substancji organicznych i nieorganicznych. Jest także obiecującym płynem roboczym do nowoczesnych silników cieplnych.

Środek ciężkości. Ciężar właściwy dwutlenku węgla zależy od ciśnienia, temperatury i stanu skupienia, w jakim się on znajduje.
Krytyczna temperatura dwutlenku węgla wynosi +31 stopni. Ciężar właściwy dwutlenku węgla w temperaturze 0 stopni i pod ciśnieniem 760 mm Hg. równa 1,9769 kg/m3.
Masa cząsteczkowa dwutlenku węgla wynosi 44,0. Względna masa dwutlenku węgla w porównaniu do powietrza wynosi 1,529.
Ciekły dwutlenek węgla w temperaturach powyżej 0 stopni. znacznie lżejszy od wody i można go przechowywać wyłącznie pod ciśnieniem.
Ciężar właściwy stałego dwutlenku węgla zależy od metody jego wytwarzania. Ciekły dwutlenek węgla po zamrożeniu zamienia się w suchy lód, który jest przezroczystym, szklistym ciałem stałym. W tym przypadku największą gęstość ma stały dwutlenek węgla (przy normalnym ciśnieniu w naczyniu schłodzonym do minus 79 stopni gęstość wynosi 1,56). Przemysłowy stały dwutlenek węgla ma barwę białą, twardość zbliżoną do kredowej,
jego ciężar właściwy zmienia się w zależności od metody produkcji w przedziale 1,3 - 1,6.

Równanie stanu. Zależność pomiędzy objętością, temperaturą i ciśnieniem dwutlenku węgla wyraża równanie
V= R T/p - A, gdzie
V - objętość, m3/kg;
R - stała gazowa 848/44 = 19,273;
T - temperatura, K stopni;
p ciśnienie, kg/m2;
A jest dodatkowym terminem charakteryzującym odchylenie od równania stanu gazu doskonałego. Wyraża się to zależnością A = (0,0825 + (1,225)10-7 r)/(T/100)10/3.

Punkt potrójny dwutlenku węgla. Punkt potrójny charakteryzuje się ciśnieniem 5,28 ata (kg/cm2) i temperaturą minus 56,6 stopnia.
Dwutlenek węgla może występować we wszystkich trzech stanach (stałym, ciekłym i gazowym) tylko w punkcie potrójnym. Przy ciśnieniu poniżej 5,28 ata (kg/cm2) (lub w temperaturach poniżej minus 56,6 stopnia) dwutlenek węgla może występować tylko w stanie stałym i gazowym.
W obszarze para-ciecz, tj. powyżej punktu potrójnego obowiązują następujące zależności
ja" x + i"" y = ja,
x + y = 1, gdzie,
x i y - proporcja substancji w postaci cieczy i pary;
i” jest entalpią cieczy;
i”” - entalpia pary;
i jest entalpią mieszaniny.
Z tych wartości łatwo jest określić wartości x i y. Odpowiednio dla obszaru poniżej punktu potrójnego obowiązują następujące równania:
i"" y + i"" z = ja,
y + z = 1, gdzie,
i”” - entalpia stałego dwutlenku węgla;
z jest ułamkiem substancji w stanie stałym.
W punkcie potrójnym dla trzech faz istnieją również tylko dwa równania
i" x + i"" y + i""" z = ja,
x + y + z = 1.
Znając wartości i, „i”, „i” „” dla punktu potrójnego i korzystając z podanych równań, możesz wyznaczyć entalpię mieszaniny dla dowolnego punktu.

Pojemność cieplna. Pojemność cieplna dwutlenku węgla w temperaturze 20 stopni. i 1 ata jest
Ср = 0,202 i Сv = 0,156 kcal/kg*stopień. Indeks adiabatyczny k =1,30.
Pojemność cieplna ciekłego dwutlenku węgla w zakresie temperatur od -50 do +20 stopni. charakteryzuje się następującymi wartościami, kcal/kg*deg. :
Stopień C -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20
śro, 0,47 0,49 0,515 0,514 0,517 0,6 0,64 0,68

Temperatura topnienia. Topienie stałego dwutlenku węgla następuje w temperaturach i ciśnieniach odpowiadających punktowi potrójnemu (t = -56,6 stopnia i p = 5,28 ata) lub powyżej niego.
Poniżej punktu potrójnego stały dwutlenek węgla sublimuje. Temperatura sublimacji jest funkcją ciśnienia: przy normalnym ciśnieniu wynosi -78,5 stopnia, w próżni może wynosić -100 stopni. i poniżej.

Entalpia. Entalpię par dwutlenku węgla w szerokim zakresie temperatur i ciśnień określa się za pomocą równania Plancka i Kupriyanova.
i = 169,34 + (0,1955 + 0,000115t)t - 8,3724 p(1 + 0,007424p)/0,01T(10/3), gdzie
I – kcal/kg, p – kg/cm2, T – stopnie K, t – stopnie C.
Entalpię ciekłego dwutlenku węgla w dowolnym punkcie można łatwo wyznaczyć, odejmując utajone ciepło parowania od entalpii pary nasyconej. Podobnie, odejmując utajone ciepło sublimacji, można wyznaczyć entalpię stałego dwutlenku węgla.

Przewodność cieplna. Przewodność cieplna dwutlenku węgla w temperaturze 0 st. wynosi 0,012 kcal/m*godzina*stopnia C i w temperaturze -78 stopni. spada do 0,008 kcal/m*godzina*stopieńS.
Dane dotyczące przewodności cieplnej dwutlenku węgla w 10 4 łyżkach. kcal/m*godzina*stopień C w temperaturach dodatnich podano w tabeli.
Ciśnienie, kg/cm2 10 stopni. 20 stopni 30 stopni 40 stopni
Dwutlenek węgla
1 130 136 142 148
20 - 147 152 157
40 - 173 174 175
60 - - 228 213
80 - - - 325
Ciekły dwutlenek węgla
50 848 - - -
60 870 753 - -
70 888 776 - -
80 906 795 670
Przewodność cieplną stałego dwutlenku węgla można obliczyć ze wzoru:
236,5/T1,216 st., kcal/m*godzina*stopieńS.

Współczynnik rozszerzalności cieplnej. Współczynnik rozszerzalności objętościowej a stałego dwutlenku węgla oblicza się w zależności od zmiany ciężaru właściwego i temperatury. Współczynnik rozszerzalności liniowej określa się za pomocą wyrażenia b = a/3. W zakresie temperatur od -56 do -80 stopni. współczynniki mają następujące wartości: a *10*5st. = 185,5-117,0, b* 10* 5 o. = 61,8–39,0.

Lepkość. Lepkość dwutlenku węgla 10 * 6st. w zależności od ciśnienia i temperatury (kg*s/m2)
Ciśnienie -15 stopni. 0 stopni 20 stopni 40 stopni
5 1,38 1,42 1,49 1,60
30 12,04 1,63 1,61 1,72
75 13,13 12,01 8,32 2,30

Stała dielektryczna. Stała dielektryczna ciekłego dwutlenku węgla pod ciśnieniem 50–125 atm mieści się w zakresie 1,6016–1,6425.
Stała dielektryczna dwutlenku węgla w temperaturze 15 stopni. i ciśnienie 9,4 - 39 przy 1,009 - 1,060.

Zawartość wilgoci w dwutlenku węgla. Zawartość pary wodnej w wilgotnym dwutlenku węgla określa się za pomocą równania,
X = 18/44 * p’/p – p’ = 0,41 p’/p – p’ kg/kg, gdzie
p’ – ciśnienie cząstkowe pary wodnej przy 100% nasyceniu;
p jest całkowitym ciśnieniem mieszaniny pary i gazu.

Rozpuszczalność dwutlenku węgla w wodzie. Rozpuszczalność gazów mierzy się objętością gazu zredukowanego do normalnych warunków (0 stopni C i 760 mm Hg) na objętość rozpuszczalnika.
Rozpuszczalność dwutlenku węgla w wodzie w umiarkowanych temperaturach i ciśnieniach do 4 - 5 atm jest zgodna z prawem Henry'ego, które wyraża się równaniem
P = N X, gdzie
P to ciśnienie cząstkowe gazu nad cieczą;
X to ilość gazu w molach;
H - współczynnik Henry'ego.

Ciekły dwutlenek węgla jako rozpuszczalnik. Rozpuszczalność oleju smarowego w ciekłym dwutlenku węgla w temperaturze -20 stopni. do +25 stopni wynosi 0,388 g w 100 CO2,
i wzrasta do 0,718 g na 100 g CO2 w temperaturze +25 stopni. Z.
Rozpuszczalność wody w ciekłym dwutlenku węgla w zakresie temperatur od -5,8 do +22,9 stopni. wynosi nie więcej niż 0,05% wag.

Środki ostrożności

Pod względem stopnia oddziaływania na organizm ludzki dwutlenek węgla należy do 4. klasy zagrożenia według GOST 12.1.007-76 „Substancje szkodliwe. Klasyfikacja i ogólne wymagania bezpieczeństwa.” Nie określono maksymalnego dopuszczalnego stężenia w powietrzu obszaru wyrobiska; przy ocenie tego stężenia należy kierować się normami dla kopalń węgla kamiennego i ozokerytu, ustalonymi w granicach 0,5%.

W przypadku stosowania suchego lodu i naczyń z ciekłym dwutlenkiem węgla o niskiej temperaturze należy zachować środki bezpieczeństwa, aby zapobiec odmrożeniom rąk i innych części ciała pracownika.

Kategorie