DWUTLENEK WĘGLA: CHARAKTERYSTYKA, ZASTOSOWANIA I ZAGROŻENIA - CHEMIA - 2025

Dwutlenek węgla jest bezbarwny, bezwonny temperatury i ciśnienia atmosfery gazowej. Jest to cząsteczka złożona z atomu węgla (C) i dwóch atomów tlenu (O). Po rozpuszczeniu w wodzie tworzy kwas węglowy (łagodny kwas). Jest stosunkowo nietoksyczny i ognioodporny.

Jest cięższy od powietrza, więc podczas przenoszenia może spowodować uduszenie. W przypadku długotrwałego wystawienia na działanie ciepła lub ognia, jego pojemnik może gwałtownie pęknąć i wyrzucić pociski.

Służy do zamrażania żywności, kontrolowania reakcji chemicznych oraz jako środek gaśniczy.

• Wzór : CO2
• Numer CAS : 124-38-9
• UN : 1013

Struktura 2D

cechy

Fizyczne i chemiczne właściwości

Waga molekularna:	44,009 g / mol
Punkt sublimacji:	-79 ° C
Rozpuszczalność w wodzie, ml / 100 ml w temperaturze 20 ° C:	88
Prężność par, kPa w 20 ° C:	5720
Względna gęstość par (powietrze = 1):	1.5
Współczynnik podziału oktanol / woda jako log Pow:	0.83

Dwutlenek węgla należy do grupy substancji niereaktywnych chemicznie (obok argonu, helu, kryptonu, neonu, azotu, heksafluorku siarki i ksenonu).

Zapalność

Dwutlenek węgla, podobnie jak grupa substancji niereaktywnych chemicznie, jest niepalny (choć może się nim stać w bardzo wysokich temperaturach).

Reaktywność

Substancje niereaktywne chemicznie są uważane za niereaktywne w typowych warunkach środowiskowych (chociaż mogą reagować w stosunkowo ekstremalnych warunkach lub w wyniku katalizy). Są odporne na utlenianie i redukcję (poza ekstremalnymi warunkami).

W zawiesinie w dwutlenku węgla (szczególnie w obecności silnych utleniaczy, takich jak nadtlenki) proszki magnezu, litu, potasu, sodu, cyrkonu, tytanu, niektórych stopów magnezu i aluminium oraz podgrzanego aluminium, chromu i magnezu są łatwopalne i wybuchowe.

Obecność dwutlenku węgla może spowodować gwałtowny rozkład w roztworach wodorku glinu w eterze, gdy pozostałość jest podgrzewana.

Obecnie oceniane są zagrożenia wynikające ze stosowania dwutlenku węgla w systemach przeciwpożarowych i gaśniczych w ograniczonych ilościach powietrza i oparów palnych.

Ryzyko związane z jego użytkowaniem koncentruje się na fakcie, że mogą powstać duże wyładowania elektrostatyczne inicjujące wybuch.

Kontakt ciekłego lub stałego dwutlenku węgla z bardzo zimną wodą może prowadzić do energicznego lub gwałtownego wrzenia produktu i bardzo szybkiego parowania ze względu na duże różnice temperatur.

Jeśli woda jest gorąca, może dojść do eksplozji cieczy w wyniku „przegrzania”. Ciśnienie może osiągnąć niebezpieczne poziomy, jeśli gaz płynny wejdzie w kontakt z wodą w zamkniętym pojemniku. W bezpiecznej reakcji z wodą powstaje słaby kwas węglowy.

Toksyczność

Substancje niereaktywne chemicznie są uważane za nietoksyczne (chociaż substancje gazowe z tej grupy mogą działać jako duszące).

Długotrwałe wdychanie stężeń równych lub mniejszych niż 5% dwutlenku węgla powoduje zwiększoną częstość oddechów, ból głowy i subtelne zmiany fizjologiczne.

Jednak narażenie na wyższe stężenia może spowodować utratę przytomności i śmierć.

Płynny lub zimny gaz może powodować odmrożenia skóry lub oczu podobne do oparzeń. Ciało stałe może powodować zimne oparzenia kontaktowe.

Aplikacje

Zastosowania dwutlenku węgla. Duża część (około 50%) całego odzyskanego dwutlenku węgla jest wykorzystywana w miejscu produkcji do produkcji innych ważnych handlowo chemikaliów, głównie mocznika i metanolu.

Innym ważnym zastosowaniem dwutlenku węgla w pobliżu źródła gazu jest zwiększony odzysk ropy.

Pozostała część dwutlenku węgla wytwarzanego na całym świecie jest przekształcana w postać płynną lub stałą w celu wykorzystania w innym miejscu lub jest odprowadzana do atmosfery, ponieważ transport gazowego dwutlenku węgla nie jest ekonomicznie opłacalny.

Zastosowania stałego dwutlenku węgla

Suchy lód był pierwotnie ważniejszą z dwóch niegazowych form dwutlenku węgla.

Jego użycie po raz pierwszy stało się popularne w Stanach Zjednoczonych w połowie lat dwudziestych XX wieku jako czynnik chłodniczy do konserwacji żywności, aw latach trzydziestych XX wieku stał się głównym czynnikiem rozwoju przemysłu lodziarskiego.

Po II wojnie światowej zmiany w konstrukcji sprężarek i dostępność specjalnych stali niskotemperaturowych umożliwiły skraplanie dwutlenku węgla na dużą skalę. Dlatego ciekły dwutlenek węgla zaczął zastępować suchy lód w wielu zastosowaniach.

Zastosowania ciekłego dwutlenku węgla

Zastosowań ciekłego dwutlenku węgla jest wiele. W jednych ma znaczenie jego skład chemiczny, w innych nie.

Wśród nich mamy: zastosowanie jako czynnik obojętny, aby pobudzić wzrost roślin, jako nośnik ciepła w elektrowniach jądrowych, jako czynnik chłodniczy, zastosowania oparte na rozpuszczalności dwutlenku węgla, zastosowania chemiczne i inne zastosowania.

Użyj jako obojętnego medium

Dwutlenek węgla jest używany zamiast atmosfery, gdy obecność powietrza powodowałaby niepożądane skutki.

Podczas obchodzenia się z produktami spożywczymi i ich transportu można uniknąć ich utleniania (co prowadzi do utraty smaku lub rozwoju bakterii), stosując dwutlenek węgla.

Służy do promowania wzrostu roślin

Technika ta jest stosowana przez hodowców owoców i warzyw, którzy wprowadzają gaz do swoich szklarni, aby zapewnić roślinom poziom dwutlenku węgla wyższy niż ten, który normalnie występuje w powietrzu. Rośliny reagują wzrostem współczynnika asymilacji dwutlenku węgla i wzrostem produkcji o około 15%.

Stosowany jako nośnik ciepła w elektrowniach jądrowych

Dwutlenek węgla jest używany w niektórych reaktorach jądrowych jako pośredni nośnik ciepła. Przekazuje ciepło z procesów rozszczepienia do pary lub wrzącej wody w wymiennikach ciepła.

Stosować jako czynnik chłodniczy

Ciekły dwutlenek węgla jest szeroko stosowany do zamrażania żywności, a także do jej późniejszego przechowywania i transportu.

Zastosowania oparte na rozpuszczalności dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla ma umiarkowaną rozpuszczalność w wodzie, a właściwość tę wykorzystuje się przy produkcji musujących napojów alkoholowych i bezalkoholowych. Było to pierwsze większe zastosowanie dwutlenku węgla. Zużycie dwutlenku węgla w przemyśle aerozolowym stale rośnie.

Zastosowania chemiczne

Przy produkcji form odlewniczych i rdzeni wykorzystuje się reakcję chemiczną między dwutlenkiem węgla a krzemionką, która służy do łączenia ziaren piasku.

Salicylan sodu, jeden z półproduktów w produkcji aspiryny, powstaje w wyniku reakcji dwutlenku węgla z fenolanem sodu.

Karbonatyzację zmiękczonych wód przeprowadza się za pomocą dwutlenku węgla w celu usunięcia wytrącania nierozpuszczalnych związków wapna.

Dwutlenek węgla jest również używany do produkcji zasadowych węglanów ołowiu, węglanów sodu, potasu i amonu oraz wodorowęglanów.
Jest stosowany jako środek neutralizujący w operacjach merceryzacji w przemyśle tekstylnym, ponieważ jest wygodniejszy w użyciu niż kwas siarkowy.

Inne zastosowania

Ciekły dwutlenek węgla stosowany jest w procesie wydobycia węgla, może być stosowany do izolacji niektórych aromatów i zapachów, znieczulenia zwierząt przed ubojem, kriogenizacji zwierząt, wytwarzania mgły do ​​produkcji teatralnych, przykładami takich zastosowań są zamrażanie łagodnych guzów i brodawek, lasery, produkcja dodatków do olejów smarnych, przetwarzanie tytoniu i sanityzacja przed pogrzebem.

Efekty kliniczne

Narażenie na czynniki duszące ma miejsce głównie w warunkach przemysłowych, czasami w kontekście klęsk żywiołowych lub przemysłowych.

Proste środki duszące obejmują między innymi dwutlenek węgla (CO2), hel (He) i węglowodory gazowe (metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8) i butan (C4H10)).

Działają poprzez wypieranie tlenu z atmosfery, co prowadzi do obniżenia ciśnienia parcjalnego tlenu w pęcherzykach płucnych, aw konsekwencji do hipoksemii.

Hipoksemia daje obraz początkowej euforii, która może osłabić zdolność pacjenta do ucieczki z toksycznego środowiska.

Dysfunkcja OUN i metabolizm beztlenowy wskazują na ostrą toksyczność.

Łagodne do umiarkowanego zatrucie

Wysycenie tlenem może wynosić poniżej 90%, nawet u pacjentów bezobjawowych lub z łagodnymi objawami. Występuje przy zmniejszonym widzeniu w nocy, bólach głowy, nudnościach, kompensacyjnym przyspieszeniu oddychania i tętna.

Poważne zatrucie

Nasycenie tlenem może wynosić 80% lub mniej. Występuje zmniejszona czujność, senność, zawroty głowy, zmęczenie, euforia, utrata pamięci, pogorszenie ostrości wzroku, sinica, utrata przytomności, zaburzenia rytmu, niedokrwienie mięśnia sercowego, obrzęk płuc, drgawki i śmierć.

Bezpieczeństwo i zagrożenia

Zwroty wskazujące rodzaj zagrożenia Globalnie Zharmonizowanego Systemu klasyfikacji i oznakowania produktów chemicznych (GHS).

Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów (GHS) to system uzgodniony na szczeblu międzynarodowym, stworzony przez Organizację Narodów Zjednoczonych, mający na celu zastąpienie różnych norm klasyfikacji i etykietowania stosowanych w różnych krajach poprzez zastosowanie globalnie spójnych kryteriów (ang. Narody, 2015).

Klasy zagrożenia (i odpowiadający im rozdział GHS), normy klasyfikacji i oznakowania oraz zalecenia dotyczące dwutlenku węgla są następujące (Europejska Agencja Chemikaliów, 2017; ONZ, 2015; PubChem, 2017):

(Organizacja Narodów Zjednoczonych, 2015, s. 345).

(Organizacja Narodów Zjednoczonych, 2015, s.346).

Bibliografia

1. Od Jacka FH, (2006). Carbon-CO2-3D-vdW Odzyskany z wikipedia.org.
2. Anon, (2017). Odzyskany z nih.gov.
3. Europejska Agencja Chemikaliów (ECHA). (2017). Podsumowanie klasyfikacji i oznakowania.
4. Zgłoszona klasyfikacja i oznakowanie. Dwutlenek węgla. Pobrane 16 stycznia 2017 r.
5. Bank danych o substancjach niebezpiecznych (HSDB). TOXNET. (2017). Dwutlenek węgla. Bethesda, MD, UE: National Library of Medicine.
6. Narodowy Instytut Bezpieczeństwa Pracy (INSHT). (2010). Międzynarodowe karty bezpieczeństwa chemicznego Dwutlenek węgla. Ministerstwo Pracy i Bezpieczeństwa. Madryt. TO JEST.
7. Organizacja Narodów Zjednoczonych (2015). Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów (GHS), wydanie szóste poprawione. Nowy Jork, UE: publikacja ONZ.
8. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. Baza danych PubChem Compound. (2017). Dwutlenek węgla. Bethesda, MD, UE: National Library of Medicine.
9. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Arkusz danych grupy reaktywnej. Nie reaguje chemicznie. Silver Spring, MD. UE.
10. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Arkusz danych chemicznych. Dwutlenek węgla. Silver Spring, MD. UE.
11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A., & Stolten, D. (2000). Dwutlenek węgla. W Encyklopedii chemii przemysłowej Ullmanna. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
12. Wikipedia. (2017). Dwutlenek węgla. Pobrano 17 stycznia 2017 r. Z wikipedia.org.