Sa čime reaguje ugljen-dioksid? Ugljen-dioksid

Ugljični dioksid je bezbojni plin jedva primjetnog mirisa, netoksičan, teži od zraka. Ugljični dioksid je široko rasprostranjen u prirodi. Otapa se u vodi, stvarajući ugljičnu kiselinu H 2 CO 3, što mu daje kiselkast okus. Vazduh sadrži oko 0,03% ugljen-dioksida. Gustina je 1,524 puta veća od gustine vazduha i jednaka je 0,001976 g/cm 3 (pri nultoj temperaturi i pritisku 101,3 kPa). Potencijal jonizacije 14.3V. Hemijska formula – CO 2 .

U proizvodnji zavarivanja koristi se izraz "ugljen-dioksid" cm. . U “Pravilima za projektovanje i siguran rad posuda pod pritiskom” termin "ugljen-dioksid", i - rok "ugljen-dioksid".

Postoji mnogo načina za proizvodnju ugljičnog dioksida, a glavni su razmotreni u članku.

Gustoća ugljičnog dioksida ovisi o tlaku, temperaturi i agregacijskom stanju u kojem se nalazi. Pri atmosferskom pritisku i temperaturi od -78,5°C, ugljični dioksid se, zaobilazeći tečno stanje, pretvara u bijelu masu nalik snijegu "suhi led".

Pod pritiskom od 528 kPa i na temperaturi od -56,6 °C ugljični dioksid može biti u sva tri stanja (tzv. trostruka tačka).

Ugljični dioksid je termički stabilan, disocira u ugljični monoksid samo na temperaturama iznad 2000°C.

Ugljični dioksid je prvi gas koji je opisan kao diskretna supstanca. U sedamnaestom veku, flamanski hemičar Jan Baptist van Helmont (Jan Baptist van Helmont) primijetio da je nakon sagorijevanja uglja u zatvorenoj posudi masa pepela bila mnogo manja od mase sagorjelog uglja. On je to objasnio rekavši da je ugalj pretvoren u nevidljivu masu, koju je nazvao "gas".

Svojstva ugljičnog dioksida proučavana su mnogo kasnije, 1750. godine. škotski fizičar Joseph Black (Joseph Black).

Otkrio je da krečnjak (kalcijum karbonat CaCO 3), kada se zagreje ili reaguje sa kiselinama, oslobađa gas, koji je nazvao "vezani vazduh". Ispostavilo se da je "vezani vazduh" gušći od vazduha i da ne podržava sagorevanje.

CaCO 3 + 2HCl = CO 2 + CaCl 2 + H 2 O

Propuštanjem "vezanog zraka" tj. ugljen dioksid CO 2 kroz vodeni rastvor vapna Ca(OH) 2 kalcijum karbonata CaCO 3 se taloži na dno. Joseph Black je koristio ovaj eksperiment da dokaže da se ugljični dioksid oslobađa putem disanja životinja.

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

Tečni ugljični dioksid je bezbojna tekućina bez mirisa čija gustina uvelike varira s temperaturom. Na sobnoj temperaturi postoji samo pri pritiscima iznad 5,85 MPa. Gustina tekućeg ugljičnog dioksida je 0,771 g/cm 3 (20°C). Na temperaturama ispod +11°C teži je od vode, a iznad +11°C je lakši.

Specifična težina tekućeg ugljičnog dioksida značajno varira s temperaturom, dakle, količina ugljičnog dioksida se određuje i prodaje po težini. Rastvorljivost vode u tekućem ugljen-dioksidu u temperaturnom opsegu 5,8-22,9°C nije veća od 0,05%.

Tečni ugljični dioksid se pretvara u plin kada mu se dovede toplina. U normalnim uslovima (20°C i 101,3 kPa) Kada ispari 1 kg tekućeg ugljičnog dioksida, nastaje 509 litara ugljičnog dioksida. Kada se gas povlači prebrzo, pritisak u cilindru opada i dovod toplote je nedovoljan, ugljen dioksid se hladi, brzina njegovog isparavanja se smanjuje i kada dostigne „trostruku tačku“ pretvara se u suvi led koji začepljuje rupu. u reduktoru, a daljnja ekstrakcija gasa se zaustavlja. Kada se zagrije, suhi led se direktno pretvara u ugljični dioksid, zaobilazeći tekuće stanje. Za isparavanje suhog leda potrebno je unijeti znatno više topline nego za isparavanje tekućeg ugljičnog dioksida - dakle, ako se u cilindru stvorio suhi led, on polako isparava.

Tečni ugljični dioksid je prvi put proizveden 1823. Humphry Davy(Humphry Davy) i Michael Faraday(Michael Faraday).

Čvrsti ugljični dioksid "suhi led" po izgledu podsjeća na snijeg i led. Sadržaj ugljičnog dioksida dobivenog iz briketa suhog leda je visok - 99,93-99,99%. Sadržaj vlage je u rasponu od 0,06-0,13%. Suhi led, koji se nalazi na otvorenom, brzo isparava, pa se za njegovo skladištenje i transport koriste kontejneri. Ugljični dioksid se proizvodi iz suhog leda u posebnim isparivačima. Čvrsti ugljen dioksid (suhi led), isporučen u skladu sa GOST 12162.

Najčešće se koristi ugljični dioksid:

• stvoriti zaštitno okruženje za metale;
• u proizvodnji gaziranih pića;
• hlađenje, zamrzavanje i skladištenje prehrambenih proizvoda;
• za sisteme za gašenje požara;
• za čišćenje površina suvim ledom.

Gustoća ugljičnog dioksida je prilično visoka, što omogućava da prostor za reakciju luka bude zaštićen od kontakta s plinovima zraka i sprječava nitriranje pri relativno maloj potrošnji ugljičnog dioksida u mlazu. Ugljični dioksid je, tokom procesa zavarivanja, u interakciji sa metalom šava i ima oksidirajući i karburirajući učinak na metal zavarenog bazena.

Ranije bile su prepreke korištenju ugljičnog dioksida kao zaštitnog medija u šavovima. Pore ​​su uzrokovane ključanjem očvrslog metala zavarenog bazena od oslobađanja ugljičnog monoksida (CO) zbog njegove nedovoljne deoksidacije.

Na visokim temperaturama, ugljični dioksid se disocira i formira visoko aktivni slobodni, monoatomski kisik:

Oksidacija metala šava oslobođenog ugljičnog dioksida pri zavarivanju neutralizira se sadržajem dodatne količine legirajućih elemenata s visokim afinitetom prema kisiku, najčešće silicija i mangana (preko količine potrebne za legiranje metala šava) ili tokovi koji se unose u zonu zavarivanja (zavarivanje).

I ugljični dioksid i ugljični monoksid su praktično netopivi u čvrstom i rastopljenom metalu. Slobodni aktivni oksid oksidira elemente prisutne u zavarenom bazenu ovisno o njihovom afinitetu kisika i koncentraciji prema jednadžbi:

Me + O = MeO

gdje je Me metal (mangan, aluminijum, itd.).

Osim toga, sam ugljični dioksid reagira s ovim elementima.

Kao rezultat ovih reakcija, pri zavarivanju u ugljičnom dioksidu uočava se značajno sagorijevanje aluminija, titana i cirkonija, a manje intenzivno izgaranje silicija, mangana, kroma, vanadijuma itd.

Oksidacija nečistoća se posebno snažno javlja kod . To je zbog činjenice da pri zavarivanju potrošnom elektrodom dolazi do interakcije rastaljenog metala s plinom kada kap ostane na kraju elektrode iu zavarenom bazenu, a pri zavarivanju s nepotrošnom elektrodom, javlja se samo u bazenu. Kao što je poznato, interakcija gasa sa metalom u lučnom procepu se dešava mnogo intenzivnije zbog visoke temperature i veće kontaktne površine metala sa gasom.

Zbog hemijske aktivnosti ugljičnog dioksida u odnosu na volfram, zavarivanje u ovom plinu vrši se samo potrošnom elektrodom.

Ugljični dioksid nije toksičan i nije eksplozivan. U koncentracijama većim od 5% (92 g/m3), ugljični dioksid štetno djeluje na zdravlje ljudi, jer je teži od zraka i može se akumulirati u slabo ventiliranim prostorima u blizini poda. Ovo smanjuje volumni udio kisika u zraku, što može uzrokovati nedostatak kisika i gušenje. Prostorije u kojima se vrši zavarivanje ugljičnim dioksidom moraju biti opremljene općom dovodnom i ispušnom ventilacijom. Maksimalna dozvoljena koncentracija ugljičnog dioksida u zraku radnog prostora je 9,2 g/m 3 (0,5%).

Ugljični dioksid isporučuje . Za dobivanje visokokvalitetnih šavova koristi se plinoviti i ukapljeni ugljični dioksid najviših i prvih razreda.

Ugljen-dioksid se transportuje i skladišti u čeličnim bocama ili rezervoarima velikog kapaciteta u tečnom stanju, nakon čega sledi gasifikacija u postrojenju, sa centralizovanim snabdevanjem stanicama za zavarivanje preko rampi. Standardna zapremina vode od 40 litara napunjena je sa 25 kg tekućeg ugljičnog dioksida, koji pri normalnom tlaku zauzima 67,5% volumena cilindra i isparavanjem proizvodi 12,5 m 3 ugljičnog dioksida. Zrak se akumulira u gornjem dijelu cilindra zajedno s plinom ugljičnog dioksida. Voda, koja je teža od tekućeg ugljičnog dioksida, skuplja se na dnu cilindra.

Da bi se smanjila vlažnost ugljičnog dioksida, preporučuje se ugradnja boce s ventilom prema dolje i, nakon stajanja 10...15 minuta, pažljivo otvoriti ventil i ispustiti vlagu iz cilindra. Prije zavarivanja, potrebno je ispustiti malu količinu plina iz normalno instaliranog cilindra kako bi se uklonio sav zrak zarobljen u cilindru. Dio vlage se zadržava u ugljičnom dioksidu u obliku vodene pare, što pogoršava zavarivanje šava.

Kada se gas ispusti iz cilindra, zbog efekta prigušivanja i apsorpcije toplote tokom isparavanja tečnog ugljen-dioksida, gas se značajno hladi. Uz intenzivnu ekstrakciju plina, reduktor se može začepiti smrznutom vlagom sadržanom u ugljičnom dioksidu, kao i suhim ledom. Da bi se to izbjeglo, prilikom izdvajanja ugljičnog dioksida ispred reduktora se postavlja plinski grijač. Završno uklanjanje vlage nakon mjenjača provodi se posebnim sredstvom za sušenje punjenim staklenom vunom i kalcijevim kloridom, silika gelom, bakrenim sulfatom ili drugim apsorberima vlage

Cilindar ugljen-dioksida obojen je crnom bojom, a žutim slovima ispisane su riječi “CARBON ACID”..

Popularni članci

Ugljični dioksid (ugljični dioksid, ugljični dioksid, CO 2) nastaje interakcijom dva elementa - kisika i ugljika. Ugljični dioksid nastaje sagorijevanjem ugljikovodičnih spojeva ili uglja, kao rezultat fermentacije tekućina, a također i kao proizvod životinjskog i ljudskog disanja. Nalazi se u atmosferi u malim količinama. Biljke apsorbuju ugljični dioksid iz atmosfere i pretvaraju ga u organske komponente. Kada ovaj gas nestane iz atmosfere, na Zemlji praktično neće biti kiše i biće primetno hladnije.

Svojstva ugljičnog dioksida

Ugljični dioksid je teži od zraka. Smrzava se na -78 °C. Kada se ugljični dioksid zamrzne, formira snijeg. U otopini ugljični dioksid stvara ugljičnu kiselinu. Zbog određenih svojstava, ugljični dioksid se ponekad naziva i "pokrivač" Zemlje. Lako propušta ultraljubičaste zrake. Infracrvene zrake emituju se s površine ugljičnog dioksida u svemir.

Ugljični dioksid se oslobađa u tekućem obliku na niskoj temperaturi, u tekućem obliku pri visokom tlaku i u plinovitom obliku. Gasni oblik ugljen-dioksida dobija se iz otpadnih gasova tokom proizvodnje alkohola, amonijaka, a takođe i kao rezultat sagorevanja goriva. Plin ugljični dioksid je netoksičan i neeksplozivan plin, bez mirisa i boje. U tečnom obliku, ugljični dioksid je bezbojna tekućina bez mirisa. Kada je sadržaj veći od 5%, ugljični dioksid se akumulira u podu u slabo ventiliranim prostorima. Smanjenje volumnog udjela kisika u zraku može dovesti do nedostatka kisika i gušenja. Embriolozi su otkrili da ljudskim i životinjskim stanicama treba oko 7% ugljičnog dioksida i samo 2% kisika. Ugljen dioksid je sredstvo za smirenje nervnog sistema i odličan anestetik. Gas u ljudskom tijelu je uključen u sintezu aminokiselina i ima vazodilatacijski učinak. Nedostatak ugljičnog dioksida u krvi dovodi do grčenja krvnih žila i glatkih mišića svih organa, do pojačanog lučenja u nosnim prolazima, bronhima i do razvoja polipa i adenoida, te do zadebljanja membrana zbog taloženja kolesterola.

Proizvodnja ugljičnog dioksida

Postoji nekoliko načina za proizvodnju ugljičnog dioksida. U industriji se ugljični dioksid dobiva iz dolomita, krečnjaka - proizvoda razgradnje prirodnih karbonata, kao i iz pećnih plinova. Gasnu smjesu se ispere rastvorom kalijum karbonata. Smjesa apsorbira ugljični dioksid i pretvara se u bikarbonat. Otopina bikarbonata se zagrijava i raspada, oslobađajući ugljični dioksid. U metodi industrijske proizvodnje, ugljični dioksid se pumpa u cilindre.

U laboratorijama se proizvodnja ugljičnog dioksida temelji na interakciji bikarbonata i karbonata s kiselinama.

Primjena ugljičnog dioksida

U svakodnevnoj praksi ugljični dioksid se koristi prilično često. U prehrambenoj industriji ugljični dioksid se koristi kao sredstvo za dizanje tijesta i kao konzervans. Navedeno je na pakovanju proizvoda pod šifrom E290. Svojstva ugljičnog dioksida također se koriste u proizvodnji gazirane vode.

Biohemičari su otkrili da je za povećanje prinosa raznih kultura vrlo efikasno gnojiti zrak ugljičnim dioksidom. Međutim, ovaj način gnojidbe može se koristiti samo u staklenicima. U poljoprivredi se plin koristi za stvaranje umjetne kiše. Kada neutralizira alkalnu sredinu, ugljični dioksid zamjenjuje moćne mineralne kiseline. U skladištima povrća ugljični dioksid se koristi za stvaranje plinovitog okruženja.

U industriji parfema, ugljični dioksid se koristi u proizvodnji parfema. U medicini se ugljični dioksid koristi za antiseptičko djelovanje tokom otvorenih operacija.

Kada se ohladi, ugljični dioksid se pretvara u "suhi led". Tečni ugljični dioksid pakuje se u cilindre i šalje potrošačima. Ugljični dioksid u obliku "suvog leda" koristi se za očuvanje hrane. Kada se zagrije, takav led isparava bez ostatka.

Ugljični dioksid se koristi kao aktivni medij u zavarivanju žice. Prilikom zavarivanja ugljični dioksid se razlaže na kisik i ugljični monoksid. Kiseonik stupa u interakciju sa tečnim metalom i oksidira ga.

U zrakoplovnom modeliranju, ugljični dioksid se koristi kao izvor energije za motore. Kanistri ugljičnog dioksida se koriste u vazdušnim puškama.

Enciklopedijski YouTube

• 1 / 5

  Ugljični dioksid nastaje kada organska tvar trune i sagorijeva. Sadrži u vazduhu i mineralnim izvorima, oslobađa se tokom disanja životinja i biljaka. Rastvorljiv u vodi (0,738 zapremina ugljen-dioksida u jednoj zapremini vode na 15°C).

  Hemijski

  Prema svojim hemijskim svojstvima, ugljen-dioksid je klasifikovan kao kiseli oksid. Kada se rastvori u vodi, formira ugljičnu kiselinu. Reaguje sa alkalijama i formira karbonate i bikarbonate. Podvrgava se reakcijama elektrofilne supstitucije (na primjer, s fenolom) i reakcijama nukleofilne adicije (na primjer, s organomagnezijum jedinjenjima).

  Ugljen(IV) monoksid ne podržava sagorevanje. U njemu sagorevaju samo neki aktivni metali:

  2 M g + C O 2 → 2 M g O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\uparrow \do 2MgO+C)))

  Interakcija sa aktivnim metalnim oksidom:

  C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\uparrow \to CaCO_(3))))

  Kada se otopi u vodi, formira ravnotežnu smjesu otopine ugljičnog dioksida i ugljične kiseline, a ravnoteža se snažno pomjera prema razgradnji kiseline:

  C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)\uparrow +H_(2)O\rightleftarrows H_(2)CO_(3))))

  Reaguje sa alkalijama stvarajući karbonate i bikarbonate:

  C a (O H) 2 + C O 2 → C a C O 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2)\uparrow \to CaCO_(3)\downarrow) + H_(2)O)))(kvalitativne reakcije na ugljični dioksid) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\uparrow \to KHCO_(3))))

  Biološki

  Ljudsko tijelo emituje oko 1 kg ugljičnog dioksida dnevno.

  Ovaj ugljični dioksid se prenosi iz tkiva, gdje nastaje kao jedan od krajnjih proizvoda metabolizma, kroz venski sistem, a zatim se oslobađa u izdahnutom zraku kroz pluća. Dakle, sadržaj ugljičnog dioksida u krvi je visok u venskom sistemu, smanjuje se u kapilarnoj mreži pluća, a nizak je u arterijskoj krvi. Sadržaj ugljičnog dioksida u uzorku krvi često se izražava parcijalnim tlakom, odnosno tlakom koji bi određena količina ugljičnog dioksida sadržanog u uzorku krvi imala da sama zauzima cijeli volumen uzorka krvi.

  Ugljični dioksid se u krvi prenosi na tri različita načina (tačan udio svakog od ova tri načina transporta ovisi o tome da li je krv arterijska ili venska).

  Hemoglobin, glavni protein crvenih krvnih zrnaca koji prenosi kisik, sposoban je prenositi kisik i ugljični dioksid. Međutim, ugljični dioksid se veže za hemoglobin na drugom mjestu od kisika. Veže se za N-terminalne krajeve globinskih lanaca, a ne za hem. Međutim, zbog alosteričnih efekata, koji dovode do promjene konfiguracije molekule hemoglobina nakon vezivanja, vezivanje ugljičnog dioksida smanjuje sposobnost kisika da se veže za njega, pri datom parcijalnom tlaku kisika, i obrnuto - vezivanje kisika na hemoglobin smanjuje sposobnost ugljičnog dioksida da se veže za njega, pri datom parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida. Osim toga, sposobnost hemoglobina da se prvenstveno veže za kisik ili ugljični dioksid također ovisi o okolišu. Ove osobine su veoma važne za uspješan unos i transport kisika iz pluća u tkiva i njegovo uspješno otpuštanje u tkiva, kao i za uspješno uzimanje i transport ugljičnog dioksida iz tkiva u pluća i njegovo otpuštanje tamo.

  Ugljični dioksid je jedan od najvažnijih medijatora autoregulacije krvotoka. Snažan je vazodilatator. Shodno tome, ako se nivo ugljičnog dioksida u tkivu ili krvi poveća (na primjer, zbog intenzivnog metabolizma - uzrokovanog npr. vježbanjem, upalom, oštećenjem tkiva ili zbog ometanja protoka krvi, ishemije tkiva), tada se kapilari šire , što dovodi do pojačanog protoka krvi i shodno tome, do povećanja isporuke kisika u tkiva i transporta nakupljenog ugljičnog dioksida iz tkiva. Osim toga, ugljični dioksid u određenim koncentracijama (povećane, ali još ne dostižu toksične vrijednosti) ima pozitivan inotropni i kronotropni učinak na miokard i povećava njegovu osjetljivost na adrenalin, što dovodi do povećanja snage i učestalosti srčanih kontrakcija, srčanih kontrakcija. izlaz i, kao posljedica toga, udarni i minutni volumen krvi. Ovo također pomaže u ispravljanju hipoksije tkiva i hiperkapnije (povećane razine ugljičnog dioksida).

  Bikarbonatni joni su veoma važni za regulaciju pH krvi i održavanje normalne acido-bazne ravnoteže. Brzina disanja utječe na sadržaj ugljičnog dioksida u krvi. Slabo ili sporo disanje uzrokuje respiratornu acidozu, dok ubrzano i pretjerano duboko disanje dovodi do hiperventilacije i razvoja respiratorne alkaloze.

  Osim toga, ugljični dioksid je također važan u regulaciji disanja. Iako je našem tijelu potreban kisik za metabolizam, nizak nivo kisika u krvi ili tkivima obično ne stimulira disanje (ili bolje rečeno, stimulativni učinak niskog kisika na disanje je preslab i „uključuje“ se kasno, pri vrlo niskim razinama kisika u krv, pri čemu osoba često već gubi svijest). Normalno, disanje se stimulira povećanjem razine ugljičnog dioksida u krvi. Respiratorni centar je mnogo osjetljiviji na povećane razine ugljičnog dioksida nego na nedostatak kisika. Kao posljedica toga, udisanje vrlo razrijeđenog zraka (sa niskim parcijalnim tlakom kisika) ili mješavine plinova koja uopće ne sadrži kisik (na primjer, 100% dušik ili 100% dušikov oksid) može brzo dovesti do gubitka svijesti bez izazivanja osjećaja nedostatak vazduha (jer se nivo ugljen-dioksida u krvi ne povećava, jer ništa ne sprečava njegovo izdisanje). Ovo je posebno opasno za pilote vojnih zrakoplova koji lete na velikim visinama (u slučaju hitnog smanjenja tlaka u kabini, piloti mogu brzo izgubiti svijest). Ova karakteristika sistema za regulaciju disanja je i razlog zašto stjuardese u avionu upućuju putnike u slučaju smanjenja pritiska u kabini aviona, da pre svega sami stave masku za kiseonik, pre nego što pokušaju da pomognu bilo kome drugom - na taj način , pomagač rizikuje da i sam brzo izgubi svijest, pa čak i bez osjećaja nelagode ili potrebe za kisikom do posljednjeg trenutka.

  Ljudski respiratorni centar pokušava održati parcijalni tlak ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi ne višim od 50 mmHg. Uz svjesnu hiperventilaciju, sadržaj ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi može se smanjiti na 10-20 mmHg, dok će sadržaj kisika u krvi ostati gotovo nepromijenjen ili se neznatno povećati, a potreba za ponovnim udahom smanjit će se kao rezultat smanjenja. u stimulativnom djelovanju ugljičnog dioksida na aktivnost respiratornog centra. To je razlog zašto je nakon perioda svjesne hiperventilacije lakše zadržati dah duže vrijeme nego bez prethodne hiperventilacije. Ova namjerna hiperventilacija praćena zadržavanjem daha može dovesti do gubitka svijesti prije nego što osoba osjeti potrebu da udahne. U sigurnom okruženju takav gubitak svijesti ne prijeti ništa posebno (izgubivši svijest, osoba će izgubiti kontrolu nad sobom, prestati zadržavati dah i udahnuti, disati, a time će biti i dotok kisika u mozak obnovljena, a zatim će se vratiti svijest). Međutim, u drugim situacijama, kao što je prije ronjenja, to može biti opasno (gubitak svijesti i potreba da se udahne na dubini, a bez svjesne kontrole voda će ući u dišne ​​puteve, što može dovesti do utapanja) [ ] . Zbog toga je hiperventilacija prije ronjenja opasna i ne preporučuje se.

  Potvrda

  • Ugljični dioksid se također proizvodi u postrojenjima za odvajanje zraka kao nusproizvod proizvodnje čistog kisika, dušika i argona.

  U laboratoriju se male količine dobivaju reakcijom karbonata i bikarbonata s kiselinama, kao što su mramor, kreda ili soda sa klorovodičnom kiselinom, koristeći, na primjer, Kipp aparat.

  CaCO 3 + 2 HCl ⟶ CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ⋅ (\displaystyle (\ce (CaCO3\ +2HCl->CaCl2\ +H2O\ +CO2\uparrow .))) C + O 2 ⟶ CO 2 + 394 kJ ⋅ (\displaystyle (\ce (C + O2 -> CO2 ^ + \ 394 kJ.)))

  Aplikacija

  U prehrambenoj industriji ugljični dioksid se koristi kao konzervans i sredstvo za dizanje, a na ambalaži je označen šifrom E290.

  Ugljični dioksid se koristi za gaziranje limunade i gazirane vode. Ugljični dioksid se također koristi kao zaštitni medij u zavarivanju žice, ali se pri visokim temperaturama razgrađuje i oslobađa kisik. Oslobođeni kisik oksidira metal. S tim u vezi, potrebno je u žicu za zavarivanje uvesti sredstva za deoksidaciju poput mangana i silicija. Druga posljedica utjecaja kisika, također povezana s oksidacijom, je naglo smanjenje površinske napetosti, što dovodi, između ostalog, do intenzivnijeg prskanja metala nego kod zavarivanja u inertnom okruženju.

  Skladištenje ugljičnog dioksida u čeličnom cilindru u tečnom stanju je isplativije nego u obliku plina. Ugljični dioksid ima relativno nisku kritičnu temperaturu od +31 °C. U standardni cilindar od 40 litara sipa se oko 30 kg tečnog ugljičnog dioksida, a na sobnoj temperaturi u cilindru će biti tečna faza, a pritisak će biti približno 6 MPa (60 kgf/cm²). Ako je temperatura iznad +31 °C, tada će ugljični dioksid prijeći u superkritično stanje s pritiskom iznad 7,36 MPa. Standardni radni pritisak za obični cilindar od 40 litara je 15 MPa (150 kgf/cm²), ali mora sigurno izdržati pritisak 1,5 puta veći, odnosno 22,5 MPa, tako da se rad s takvim cilindrima može smatrati prilično sigurnim.

  Čvrsti ugljični dioksid – „suhi led“ – koristi se kao rashladno sredstvo u laboratorijskim istraživanjima, u maloprodaji, prilikom popravke opreme (na primjer: hlađenje jednog od spojnih dijelova tokom presovanja) itd. Ugljični dioksid se koristi za ukapljivanje ugljični dioksid i postrojenja za proizvodnju suhog leda

  Metode registracije

  Mjerenje parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida potrebno je u tehnološkim procesima, u medicinskoj primjeni - analiza respiratornih smjesa pri vještačkoj ventilaciji iu zatvorenim sistemima za održavanje života. Analiza koncentracije CO₂ u atmosferi koristi se za ekološka i naučna istraživanja, za proučavanje efekta staklene bašte. Ugljični dioksid se bilježi pomoću gasnih analizatora po principu infracrvene spektroskopije i drugih sistema za mjerenje plina. Medicinski gasni analizator za snimanje sadržaja ugljičnog dioksida u izdahnutom zraku naziva se kapnograf. Za mjerenje niskih koncentracija CO₂ (kao i ) u procesnim plinovima ili u atmosferskom zraku može se koristiti metoda plinske kromatografije s metanatorom i registracijom plamenom jonizacijskim detektorom.

  Ugljični dioksid u prirodi

  Godišnje fluktuacije koncentracije atmosferskog ugljičnog dioksida na planeti uglavnom su određene vegetacijom srednjih geografskih širina (40-70°) sjeverne hemisfere.

  Velika količina ugljičnog dioksida je otopljena u oceanu.

  Ugljični dioksid čini značajan dio atmosfera nekih planeta u Sunčevom sistemu: Venere, Marsa.

  Fiziološko djelovanje

  Ugljični dioksid nije toksičan, ali kada se udiše njegove povišene koncentracije u zraku, njegovi efekti na žive organizme koji dišu zrak klasificiraju se kao gasovi koji guše. (engleski) ruski. Prema GOST-u (GOST 8050-85), ugljični dioksid pripada 4. klasi opasnosti.

  Blago povećanje koncentracije, do 2-4%, u zatvorenom prostoru dovodi do pospanosti i slabosti kod ljudi. Koncentracije od oko 7-10% smatraju se opasnim po zdravlje, pri čemu se razvijaju simptomi gušenja koji se manifestuju u vidu glavobolje, vrtoglavice, gubitka sluha i svesti (simptomi slični onima kod visinske bolesti), ovi simptomi se razvijaju u zavisnosti od koncentraciju, u periodu od nekoliko minuta do jednog sata.

  Ako se udahne zrak s vrlo visokim koncentracijama plina, smrt nastupa vrlo brzo od gušenja uzrokovanog hipoksijom.

  Unatoč činjenici da čak i koncentracija od 5-7% CO₂ u zraku nije smrtonosna, već pri koncentraciji od 0,1% (ovaj nivo ugljičnog dioksida se ponekad uočava u zraku megagradova), ljudi počinju osjećati slabost i pospani. To pokazuje da čak i uz visok nivo kiseonika, visoke koncentracije CO₂ značajno utiču na dobrobit osobe.

  
  Gubitak snage, slabost, glavobolja, depresija - da li je ovo stanje poznato? Najčešće se to dešava u jesen i zimu, a loše zdravlje pripisuje se nedostatku sunčeve svjetlosti. Ali nije to, to je višak ugljičnog dioksida u zraku koji udišete. Situacija sa nivoom CO₂ u stambenim prostorijama i transportu u našoj zemlji je zaista katastrofalna. Začepljenost, visoka vlažnost i buđ su takođe posledica nedostatka ventilacije. Zatvoreni plastični prozori i klima uređaji samo pogoršavaju situaciju. Znate li da kada je nivo ugljičnog dioksida u zraku dvostruko veći (u odnosu na pozadinu ulice), moždana aktivnost se smanjuje za 2 puta? Inače, zijevanje studenata tokom predavanja pokazatelj je povećanog sadržaja CO₂ u učionici. I vrlo često nema ventilacije u poslovnim zgradama. O kakvoj produktivnosti možemo govoriti ako čovjekov mozak jednostavno ne radi?

  Dakle, počnimo s osnovama. Kada osoba diše, apsorbira kisik i oslobađa ugljični dioksid. Ugljični dioksid se također oslobađa kada se ugljovodonici sagorevaju. Prosječan nivo CO₂ na našoj planeti trenutno je oko 400 PPM (Parts per million - dijelovi na milion, ili 0,04%) i stalno raste zbog stalnog povećanja potrošnje naftnih derivata. Istovremeno, vrijedi znati da drveće apsorbira ugljični dioksid i upravo je to njihova glavna funkcija (a ne, kako pogrešno vjeruju, da samo proizvodi kisik).

  Dok je osoba na otvorenom, nema problema, ali oni počinju kada je unutra. Ako je osoba zatvorena u zatvorenoj prostoriji bez dotoka svježeg zraka, tada će umrijeti ne od nedostatka kisika, kako većina ljudi pogrešno vjeruje, već od višestrukog viška razine ugljičnog dioksida koji je ta osoba sama proizvela. pluća. Ostavimo po strani probleme sa ventilacijom javnog prevoza (o tome ću posebno pisati) i skrenuti pažnju na gradske stanove/seoske kuće, u kojima postoji veliki nedostatak ventilacije.

  Pritom, čovjek najmanje trećinu života provede u svojoj kući/stanu, a u stvarnosti polovinu - ne možete uštedjeti na vlastitom zdravlju!

  
  2. Problem visokog sadržaja CO₂ u vazduhu posebno je aktuelan u hladnoj sezoni, jer... Ljeti, gotovo svi imaju otvorene prozore cijelo vrijeme. A sa početkom hladnog vremena, prozori se otvaraju sve rjeđe i na kraju se svode na povremeno prozračivanje. I, kakva slučajnost, upravo se u hladnoj sezoni javljaju depresija, pospanost i gubitak snage.
  

  3. Ranije je postojala čak i takva tradicija - zaptivanje pukotina na prozorima prije hladnog vremena. Često su zajedno sa ventilacijskim otvorima potpuno isključivali dotok svježeg zraka u kuću. Još jednom naglašavam da je svjež zrak potreban ne zato što sadrži kisik neophodan za disanje, već da bi se zamjenom zraka u prostoriji smanjio višak ugljičnog dioksida.
  

  4. Mnogi misle da imaju napu (u stanovima, barem u kuhinji i kupatilu), a kroz nju će se ventilirati soba. Da, osim toga, ugradnja plastičnih prozora koji su potpuno zapečaćeni. Ali kako će zrak ići u auspuh ako nemate dotok u obliku pukotina u okvirima ili otvorenog prozora? A uz dobru promaju, obično izvlači zrak iz ulaza.
  

  5. Jedina gora stvar je ugraditi klima uređaj u obliku split sistema i koristiti ga sa zatvorenim prozorima. Zapamtite, kada klima uređaj radi, NE zatvarajte prozore! Ovdje je moderna hermetički zatvorena seoska kuća koja nema praznina u omotaču zgrade. I ne treba da vas zavaraju priče da drvo ili gazobeton "dišu" i da vas stoga može briga za ventilaciju. Zapamtite, ovaj izraz se odnosi na visoku paropropusnost materijala, a ne na mogućnost dovoda svježeg uličnog zraka u kuću.
  

  6. Većina je ograničena na izduvni ventilator iz kupatila i kuhinje. U redu, ventilator je uključen, svi prozori i vrata u kući su zatvoreni. Šta će biti rezultat? Tako je, biće vakuum u kući, jer nema odakle dolazi novi vazduh. Da bi prirodna ventilacija funkcionirala, svježi zrak mora ući u kuću.
  

  7. Za merenje nivoa ugljen-dioksida u vazduhu, sada su se pojavili relativno pristupačni senzori sa NDIR senzorom. Nedisperzivni infracrveni (NDIR) se zasniva na promeni infracrvenog intenziteta pre i posle apsorpcije u infracrvenom detektoru sa selektivnom osetljivošću. U početku sam namjeravao kupiti takav senzor na Aliexpressu prošle godine (tada je koštao oko 100 dolara), ali povećana cijena zbog rasta tečaja dolara natjerala me da razmislim i potražim alternativne opcije. Neočekivano, ovaj senzor je pronađen u Rusiji pod ruskim brendom za istih 100 dolara po prošlogodišnjem kursu. Ukupno sam pronašao najbolju ponudu na Yandex.Marketu i kupio senzor po cijeni od 3.500 rubalja. Model se zove MT8057. Naravno, senzor ima grešku, ali to nije bitno kada je u pitanju činjenica da su nam potrebna mjerenja sa nekoliko puta većim koncentracijama ugljičnog dioksida od normalnih.
  

  8. Zatvoreni plastični prozori, klima-uređaji - sve su to gluposti u odnosu na plinsku peć u stanu (za fotografiju sam zapalio plinski gorionik, jer za fotografisanje peć je trebalo oprati).
  

  9. Dakle, svu pažnju na raspored. Kuhinja 9 kvadrata, visina plafona 3 metra, otvorena vrata u kuhinju (!), zatvoren prozor, napa prirodna (ljeti slaba promaja), jedna osoba. Senzor stoji na visini od 1 metar od poda, na trpezarijskom stolu. “Normalni” nivo CO₂ u prostoriji bez ljudi je oko 600 PPM. Dođe jedna osoba i nivo CO₂ odmah raste. Lišće - pada. Ponovo dolazi - ponovo se diže. I nakon toga pali jedan (!) plinski gorionik. Nivoi CO₂ gotovo trenutno rastu iznad 2000 PPM. Anksioznost! Otvaramo prozor. Uočavamo kako koncentracija ugljičnog dioksida u zraku polako opada. I dodajte još 1-2 osobe ovdje. Čak i ako ne uključite plinski štednjak, 3 odrasle osobe bez teškog fizičkog rada podižu nivo CO₂ u prostoriji na kritični nivo za 30 minuta.
  

  Da li kuvate na plinskom šporetu? Obavezno otvorite prozor i uključite haubu (učinite oboje u isto vrijeme).

  Jeste li uključili klimu? Obavezno otvorite prozor.

  Jesi li samo u sobi? Obavezno otvorite prozor. A ako ima mnogo ljudi u prostoriji, otvorite prozor.

  A noću, dok spavate, prozor mora biti otvoren.

  Ukratko, ili morate imati ventilacijski otvor ili prozor koji je uvijek otvoren.

  10. Što se tiče drveća i kako ono može biti korisno. Njihova najvažnija funkcija tokom procesa rasta je apsorpcija ugljičnog dioksida. Malo ljudi razmišlja o tome zašto drvo gori i odakle dolazi toliko energije. Tako se ova energija u obliku ugljika akumulira u stablu kao rezultat apsorpcije ugljičnog dioksida. Drveće proizvodi kiseonik kao nusproizvod reakcije fotosinteze.
  

  11. Otvaranje prozora u toploj sezoni nije teško i, generalno, ljeti problem nije toliko izražen (osim u slučajevima korištenja klima uređaja sa zatvorenim prozorima). Problemi počinju zimi, jer niko ne drži prozor stalno otvoren, to znači velike nekontrolisane gubitke toplote i biće jednostavno hladno. Upravo u ovom trenutku treba podići uzbunu. Zdravlje je neprocjenjivo.
  

  Problem je veoma ozbiljan i globalne prirode. Na primjer, do prošle jeseni uopće nisam razmišljao o važnosti ventilacije za zdravlje: bilo u stanu ili u seoskoj kući. Ako pogledate u prošlost, redovna jesenja depresija, pospanost i loše raspoloženje tokom hladne sezone u gradskom stanu nagnali su nas da razmišljamo u pravcu da takoreći napustimo grad i gradimo, jer... U jesen i zimu imao sam glavobolju i opštu slabost organizma kada sam bio u gradu. Ali čim sam izašao u prirodu, problem je nestao. Sve sam pripisao nedostatku sunčeve svjetlosti, ali to nije bio problem. Zimi sam prestao držati otvoren prozor (bilo je hladno) i CO₂ u stanu je bio višestruko veći.

  Najjednostavnije i najpristupačnije rješenje problema je stalno držanje prozora otvorenim ili provjetravanje na osnovu očitavanja CO₂ senzora. Normalnim nivoom CO₂ u prostoriji može se smatrati koncentracija do 1000 PPM, ako je veća, potrebno je hitno provjetravati. Vlažnost se može smatrati indirektnim pokazateljem visoke koncentracije ugljičnog dioksida u zraku. Ako, bez objektivnih razloga i smanjenja temperature u prostoriji, vlažnost počne rasti, to znači da se razina CO₂ povećava.

  Opasnost od povećane koncentracije ugljičnog dioksida u zraku je u tome što ljudski organizam reaguje sa veoma dugim zakašnjenjem. U trenutku kada ste osjetili da je prostorija zagušljiva i da je potrebno provjetravanje, već ste bili u prostoriji s visokim sadržajem CO₂ u zraku najmanje pola sata.

  U narednom postu govoriću o tome kakvi problemi postoje sa ventilacijom u javnom prevozu (autobusi, vozovi, avioni). Također ću vam pokazati kako pravilno organizirati ventilaciju u seoskoj kući, na koju svi nekako zaboravljaju.

  Nastavlja se.

  Članci na temu za samostalno učenje.