¿Con qué reacciona el dióxido de carbono? Dióxido de carbono

El dióxido de carbono es un gas incoloro, de olor apenas perceptible, no tóxico y más pesado que el aire. El dióxido de carbono está ampliamente distribuido en la naturaleza. Se disuelve en agua formando ácido carbónico H 2 CO 3, dándole un sabor amargo. El aire contiene aproximadamente un 0,03% de dióxido de carbono. La densidad es 1,524 veces mayor que la densidad del aire y es igual a 0,001976 g/cm 3 (a temperatura cero y presión 101,3 kPa). Potencial de ionización 14,3V. Fórmula química – CO 2 .

En la producción de soldadura se utiliza el término. "dióxido de carbono" cm. . En las “Reglas para el diseño y operación segura de recipientes a presión” el término "dióxido de carbono", y en - plazo "dióxido de carbono".

Hay muchas formas de producir dióxido de carbono; las principales se analizan en el artículo.

La densidad del dióxido de carbono depende de la presión, la temperatura y el estado de agregación en el que se encuentra. A presión atmosférica y una temperatura de -78,5°C, el dióxido de carbono, al pasar por alto el estado líquido, se convierte en una masa blanca parecida a la nieve. "hielo seco".

Bajo una presión de 528 kPa y una temperatura de -56,6 ° C, el dióxido de carbono puede encontrarse en los tres estados (el llamado punto triple).

El dióxido de carbono es térmicamente estable y se disocia en monóxido de carbono sólo a temperaturas superiores a 2000°C.

El dióxido de carbono es Primer gas descrito como sustancia discreta.. En el siglo XVII, un químico flamenco Jan Baptist van Helmont (Jan Baptist van Helmont) notó que después de quemar carbón en un recipiente cerrado, la masa de ceniza era mucho menor que la masa de carbón quemado. Lo explicó diciendo que el carbón se transformaba en una masa invisible, a la que llamó “gas”.

Las propiedades del dióxido de carbono se estudiaron mucho más tarde, en 1750. físico escocés José Negro (José Negro).

Descubrió que la piedra caliza (carbonato de calcio CaCO 3), cuando se calienta o reacciona con ácidos, libera un gas al que llamó "aire ligado". Resultó que el "aire ligado" es más denso que el aire y no favorece la combustión.

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

Al pasar "aire ligado", es decir dióxido de carbono CO 2 a través de una solución acuosa de cal Ca (OH) 2 carbonato de calcio CaCO 3 se deposita en el fondo. Joseph Black utilizó este experimento para demostrar que el dióxido de carbono se libera mediante la respiración animal.

CaO + H2O = Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

El dióxido de carbono líquido es un líquido incoloro e inodoro cuya densidad varía mucho con la temperatura. Existe a temperatura ambiente sólo a presiones superiores a 5,85 MPa. La densidad del dióxido de carbono líquido es 0,771 g/cm 3 (20°C). A temperaturas inferiores a +11°C es más pesado que el agua y por encima de +11°C es más ligero.

La gravedad específica del dióxido de carbono líquido varía significativamente con la temperatura. Por tanto, la cantidad de dióxido de carbono se determina y se vende en peso. La solubilidad del agua en dióxido de carbono líquido en el rango de temperatura de 5,8 a 22,9°C no supera el 0,05%.

El dióxido de carbono líquido se convierte en gas cuando se le suministra calor. En condiciones normales (20°C y 101,3 kPa) Cuando se evapora 1 kg de dióxido de carbono líquido, se forman 509 litros de dióxido de carbono.. Cuando el gas se extrae demasiado rápido, la presión en el cilindro disminuye y el suministro de calor es insuficiente, el dióxido de carbono se enfría, la tasa de evaporación disminuye y cuando alcanza el "punto triple" se convierte en hielo seco, que obstruye el agujero. en el engranaje reductor y se detiene la extracción de gas. Cuando se calienta, el hielo seco se convierte directamente en dióxido de carbono, sin pasar por el estado líquido. Para evaporar el hielo seco, es necesario suministrar mucho más calor que para evaporar el dióxido de carbono líquido; por lo tanto, si se ha formado hielo seco en el cilindro, se evapora lentamente.

El dióxido de carbono líquido se produjo por primera vez en 1823. Humphry Davy(Humphry Davy) y Michael Faraday(Michael Faraday).

El "hielo seco" de dióxido de carbono sólido en apariencia se parece a la nieve y al hielo. El contenido de dióxido de carbono obtenido de las briquetas de hielo seco es alto: 99,93-99,99%. El contenido de humedad está en el rango de 0,06-0,13%. El hielo seco, al estar al aire libre, se evapora rápidamente, por lo que se utilizan contenedores para su almacenamiento y transporte. El dióxido de carbono se produce a partir de hielo seco en evaporadores especiales. Dióxido de carbono sólido (hielo seco), suministrado de acuerdo con GOST 12162.

El dióxido de carbono se utiliza con mayor frecuencia.:

• crear un entorno protector para los metales;
• en la producción de bebidas carbonatadas;
• refrigeración, congelación y almacenamiento de productos alimenticios;
• para sistemas de extinción de incendios;
• Para limpiar superficies con hielo seco.

La densidad del dióxido de carbono es bastante alta, lo que permite proteger el espacio de reacción del arco del contacto con los gases del aire y evita la nitruración con un consumo relativamente bajo de dióxido de carbono en el chorro. El dióxido de carbono interactúa durante el proceso de soldadura con el metal de soldadura y tiene un efecto oxidante y también carburante sobre el metal del baño de soldadura.

Previamente Los obstáculos para el uso del dióxido de carbono como medio protector fueron en las costuras. Los poros fueron causados ​​por la ebullición del metal solidificado del baño de soldadura por la liberación de monóxido de carbono (CO) debido a su desoxidación insuficiente.

A altas temperaturas, el dióxido de carbono se disocia para formar oxígeno monoatómico libre, altamente activo:

La oxidación del metal de soldadura liberado del dióxido de carbono durante la soldadura se neutraliza mediante el contenido de una cantidad adicional de elementos de aleación con una alta afinidad por el oxígeno, generalmente silicio y manganeso (en exceso de la cantidad necesaria para alear el metal de soldadura) o fundentes introducidos en la zona de soldadura (soldadura).

Tanto el dióxido de carbono como el monóxido de carbono son prácticamente insolubles en metal sólido y fundido. El activo libre oxida los elementos presentes en el baño de soldadura dependiendo de su afinidad por el oxígeno y concentración según la ecuación:

Yo + O = YoO

donde Me es un metal (manganeso, aluminio, etc.).

Además, el propio dióxido de carbono reacciona con estos elementos.

Como resultado de estas reacciones, al soldar con dióxido de carbono, se observa un quemado significativo de aluminio, titanio y circonio, y un quemado menos intenso de silicio, manganeso, cromo, vanadio, etc.

La oxidación de impurezas se produce con especial intensidad en . Esto se debe a que cuando se suelda con un electrodo consumible, la interacción del metal fundido con el gas se produce cuando queda una gota en el extremo del electrodo y en el baño de soldadura, y cuando se suelda con un electrodo no consumible, ocurre sólo en la piscina. Como se sabe, la interacción del gas con el metal en el arco se produce mucho más intensamente debido a la alta temperatura y a la mayor superficie de contacto del metal con el gas.

Debido a la actividad química del dióxido de carbono en relación con el tungsteno, la soldadura en este gas se realiza únicamente con un electrodo consumible.

El dióxido de carbono no es tóxico ni explosivo. En concentraciones superiores al 5% (92 g/m3), el dióxido de carbono tiene un efecto nocivo para la salud humana, ya que es más pesado que el aire y puede acumularse en zonas mal ventiladas cerca del suelo. Esto reduce la fracción volumétrica de oxígeno en el aire, lo que puede provocar deficiencia de oxígeno y asfixia. Los locales donde se realiza soldadura con dióxido de carbono deben estar equipados con suministro general y ventilación de escape. La concentración máxima permitida de dióxido de carbono en el aire del área de trabajo es de 9,2 g/m 3 (0,5%).

El dióxido de carbono es suministrado por . Para obtener costuras de alta calidad, se utiliza dióxido de carbono gaseoso y licuado de primer y más alto grado.

El dióxido de carbono se transporta y almacena en cilindros de acero o tanques de gran capacidad en estado líquido, seguido de su gasificación en planta, con suministro centralizado a las estaciones de soldadura mediante rampas. Uno estándar con una capacidad de agua de 40 litros se llena con 25 kg de dióxido de carbono líquido, que a presión normal ocupa el 67,5% del volumen del cilindro y produce 12,5 m 3 de dióxido de carbono al evaporarse. El aire se acumula en la parte superior del cilindro junto con el gas dióxido de carbono. El agua, que es más pesada que el dióxido de carbono líquido, se acumula en el fondo del cilindro.

Para reducir la humedad del dióxido de carbono, se recomienda instalar el cilindro con la válvula hacia abajo y, después de reposar durante 10...15 minutos, abrir con cuidado la válvula y liberar la humedad del cilindro. Antes de soldar, es necesario liberar una pequeña cantidad de gas de un cilindro normalmente instalado para eliminar el aire atrapado en el cilindro. Parte de la humedad se retiene en dióxido de carbono en forma de vapor de agua, lo que empeora la soldadura de la costura.

Cuando se libera gas del cilindro, debido al efecto de estrangulamiento y la absorción de calor durante la evaporación del dióxido de carbono líquido, el gas se enfría significativamente. Con una extracción intensiva de gas, el reductor puede obstruirse con la humedad congelada contenida en el dióxido de carbono, así como con el hielo seco. Para evitar esto, al extraer dióxido de carbono, se instala un calentador de gas frente al reductor. La eliminación final de la humedad después de la caja de cambios se realiza con un desecante especial lleno de lana de vidrio y cloruro de calcio, gel de sílice, sulfato de cobre u otros absorbentes de humedad.

El cilindro de dióxido de carbono está pintado de negro, con las palabras “ÁCIDO DE CARBONO” escritas en letras amarillas..

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El dióxido de carbono (dióxido de carbono, dióxido de carbono, CO 2) se forma por la interacción de dos elementos: oxígeno y carbono. El dióxido de carbono se produce por la combustión de compuestos de hidrocarburos o carbón, como resultado de la fermentación de líquidos, y también como producto de la respiración animal y humana. Se encuentra en la atmósfera en pequeñas cantidades. Las plantas absorben dióxido de carbono de la atmósfera y lo convierten en componentes orgánicos. Cuando este gas desaparezca de la atmósfera, prácticamente no lloverá en la Tierra y se volverá notablemente más fría.

Propiedades del dióxido de carbono

El dióxido de carbono es más pesado que el aire. Se congela a -78 °C. Cuando el dióxido de carbono se congela, se forma nieve. En solución, el dióxido de carbono forma ácido carbónico. Debido a ciertas propiedades, al dióxido de carbono a veces se le llama la "manta" de la Tierra. Pasa fácilmente los rayos ultravioleta. Los rayos infrarrojos se emiten desde la superficie del dióxido de carbono hacia el espacio exterior.

El dióxido de carbono se libera en forma líquida a baja temperatura, líquida a alta presión y gaseosa. La forma gaseosa del dióxido de carbono se obtiene a partir de los gases residuales durante la producción de alcoholes, amoníaco y también como resultado de la combustión de combustibles. El gas dióxido de carbono es un gas no tóxico ni explosivo, inodoro e incoloro. En forma líquida, el dióxido de carbono es un líquido incoloro e inodoro. Cuando el contenido es superior al 5%, el dióxido de carbono se acumula en el suelo de zonas mal ventiladas. Una disminución de la fracción volumétrica de oxígeno en el aire puede provocar deficiencia de oxígeno y asfixia. Los embriólogos han descubierto que las células humanas y animales necesitan aproximadamente un 7% de dióxido de carbono y sólo un 2% de oxígeno. El dióxido de carbono es un tranquilizante del sistema nervioso y un excelente anestésico. El gas del cuerpo humano participa en la síntesis de aminoácidos y tiene un efecto vasodilatador. La falta de dióxido de carbono en la sangre provoca espasmos de los vasos sanguíneos y de los músculos lisos de todos los órganos, un aumento de la secreción en las fosas nasales y los bronquios y el desarrollo de pólipos y adenoides, así como un engrosamiento de las membranas debido a la deposición de colesterol.

Producción de dióxido de carbono.

Hay varias formas de producir dióxido de carbono. En la industria, el dióxido de carbono se obtiene de la dolomita y la piedra caliza, productos de la descomposición de los carbonatos naturales, así como de los gases de los hornos. La mezcla de gases se lava con una solución de carbonato de potasio. La mezcla absorbe dióxido de carbono y se convierte en bicarbonato. La solución de bicarbonato se calienta y se descompone liberando dióxido de carbono. En el método de producción industrial, el dióxido de carbono se bombea a cilindros.

En los laboratorios, la producción de dióxido de carbono se basa en la interacción de bicarbonatos y carbonatos con ácidos.

Aplicaciones del dióxido de carbono

En la práctica diaria, el dióxido de carbono se utiliza con bastante frecuencia. En la industria alimentaria, el dióxido de carbono se utiliza como agente leudante para masas y también como conservante. Está indicado en el embalaje del producto con el código E290. Las propiedades del dióxido de carbono también se utilizan en la producción de agua con gas.

Los bioquímicos han descubierto que para aumentar el rendimiento de diversos cultivos, es muy eficaz fertilizar el aire con dióxido de carbono. Sin embargo, este método de fertilización sólo se puede utilizar en invernaderos. En la agricultura, el gas se utiliza para crear lluvia artificial. Al neutralizar un ambiente alcalino, el dióxido de carbono reemplaza a los potentes ácidos minerales. En las instalaciones de almacenamiento de hortalizas, se utiliza dióxido de carbono para crear un ambiente gaseoso.

En la industria del perfume, el dióxido de carbono se utiliza en la fabricación de perfumes. En medicina, el dióxido de carbono se utiliza por sus efectos antisépticos durante las operaciones abiertas.

Cuando se enfría, el dióxido de carbono se convierte en "hielo seco". El dióxido de carbono licuado se envasa en cilindros y se envía a los consumidores. El dióxido de carbono en forma de “hielo seco” se utiliza para conservar los alimentos. Cuando se calienta, dicho hielo se evapora sin dejar residuos.

El dióxido de carbono se utiliza como medio activo en la soldadura de alambre. Al soldar, el dióxido de carbono se descompone en oxígeno y monóxido de carbono. El oxígeno interactúa con el metal líquido y lo oxida.

En el modelismo aeronáutico, el dióxido de carbono se utiliza como fuente de energía para los motores. Los botes de dióxido de carbono se utilizan en pistolas de aire comprimido.

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  El dióxido de carbono se forma cuando la materia orgánica se pudre y se quema. Contenido en el aire y manantiales minerales, liberado durante la respiración de animales y plantas. Soluble en agua (0,738 volúmenes de dióxido de carbono en un volumen de agua a 15 °C).

  Químico

  Según sus propiedades químicas, el dióxido de carbono se clasifica como un óxido ácido. Cuando se disuelve en agua, forma ácido carbónico. Reacciona con álcalis para formar carbonatos y bicarbonatos. Sufre reacciones de sustitución electrofílica (por ejemplo, con fenol) y reacciones de adición nucleofílica (por ejemplo, con compuestos organomagnesicos).

  El monóxido de carbono (IV) no favorece la combustión. En él solo arden algunos metales activos:

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

  Interacción con óxido metálico activo:

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

  Cuando se disuelve en agua, forma una mezcla en equilibrio de una solución de dióxido de carbono y ácido carbónico, y el equilibrio se desplaza fuertemente hacia la descomposición del ácido:

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

  Reacciona con álcalis para formar carbonatos y bicarbonatos:

  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)))(reacción cualitativa al dióxido de carbono) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\uparrow \to KHCO_(3))))

  Biológico

  El cuerpo humano emite aproximadamente 1 kg de dióxido de carbono al día.

  Este dióxido de carbono se transporta desde los tejidos, donde se forma como uno de los productos finales del metabolismo, a través del sistema venoso y luego se libera en el aire exhalado a través de los pulmones. Por tanto, el contenido de dióxido de carbono en la sangre es alto en el sistema venoso, disminuye en la red capilar de los pulmones y es bajo en la sangre arterial. El contenido de dióxido de carbono de una muestra de sangre a menudo se expresa en términos de presión parcial, es decir, la presión que tendría una determinada cantidad de dióxido de carbono contenida en una muestra de sangre si ocupara por sí sola todo el volumen de la muestra de sangre.

  El dióxido de carbono se transporta en la sangre de tres formas diferentes (la proporción exacta de cada uno de estos tres métodos de transporte depende de si la sangre es arterial o venosa).

  La hemoglobina, la principal proteína transportadora de oxígeno de los glóbulos rojos, es capaz de transportar tanto oxígeno como dióxido de carbono. Sin embargo, el dióxido de carbono se une a la hemoglobina en un sitio diferente al del oxígeno. Se une a los extremos N-terminales de las cadenas de globina, en lugar de al hemo. Sin embargo, debido a los efectos alostéricos, que conducen a un cambio en la configuración de la molécula de hemoglobina al unirse, la unión del dióxido de carbono reduce la capacidad del oxígeno para unirse a ella, a una presión parcial de oxígeno determinada, y viceversa: La unión del oxígeno a la hemoglobina reduce la capacidad del dióxido de carbono para unirse a ella, a una presión parcial determinada de dióxido de carbono. Además, la capacidad de la hemoglobina para unirse preferentemente al oxígeno o al dióxido de carbono también depende del medio ambiente. Estas características son muy importantes para la captación y el transporte exitosos de oxígeno desde los pulmones a los tejidos y su liberación exitosa en los tejidos, así como para la captación y el transporte exitosos de dióxido de carbono desde los tejidos a los pulmones y su liberación allí.

  El dióxido de carbono es uno de los mediadores más importantes de la autorregulación del flujo sanguíneo. Es un potente vasodilatador. En consecuencia, si el nivel de dióxido de carbono en el tejido o la sangre aumenta (por ejemplo, debido a un metabolismo intenso, causado, por ejemplo, por ejercicio, inflamación, daño tisular o debido a la obstrucción del flujo sanguíneo, isquemia tisular), los capilares se dilatan. , lo que conduce a un aumento del flujo sanguíneo y, en consecuencia, a un aumento del suministro de oxígeno a los tejidos y del transporte del dióxido de carbono acumulado desde los tejidos. Además, el dióxido de carbono en determinadas concentraciones (aumentadas, pero aún sin alcanzar valores tóxicos) tiene un efecto inotrópico y cronotrópico positivo sobre el miocardio y aumenta su sensibilidad a la adrenalina, lo que conduce a un aumento de la fuerza y ​​​​la frecuencia de las contracciones del corazón, el corazón. gasto y, como consecuencia, ictus y volumen sanguíneo minuto. Esto también ayuda a corregir la hipoxia e hipercapnia tisular (aumento de los niveles de dióxido de carbono).

  Los iones de bicarbonato son muy importantes para regular el pH de la sangre y mantener el equilibrio ácido-base normal. La frecuencia respiratoria afecta el contenido de dióxido de carbono en la sangre. La respiración débil o lenta provoca acidosis respiratoria, mientras que la respiración rápida y excesivamente profunda provoca hiperventilación y el desarrollo de alcalosis respiratoria.

  Además, el dióxido de carbono también es importante para regular la respiración. Aunque nuestro cuerpo requiere oxígeno para el metabolismo, los niveles bajos de oxígeno en la sangre o los tejidos generalmente no estimulan la respiración (o más bien, el efecto estimulante de la falta de oxígeno en la respiración es demasiado débil y se "activa" tarde, a niveles muy bajos de oxígeno en la sangre, en la que una persona a menudo ya está perdiendo el conocimiento). Normalmente, la respiración es estimulada por un aumento del nivel de dióxido de carbono en la sangre. El centro respiratorio es mucho más sensible al aumento de los niveles de dióxido de carbono que a la falta de oxígeno. Como consecuencia, respirar aire muy ligero (con una presión parcial de oxígeno baja) o una mezcla de gases que no contiene oxígeno (por ejemplo, 100 % nitrógeno o 100 % óxido nitroso) puede provocar rápidamente la pérdida del conocimiento sin causar sensación. de falta de aire (porque el nivel de dióxido de carbono no aumenta en la sangre, porque nada impide su exhalación). Esto es especialmente peligroso para los pilotos de aviones militares que vuelan a gran altura (en caso de una despresurización de emergencia de la cabina, los pilotos pueden perder el conocimiento rápidamente). Esta característica del sistema de regulación de la respiración es también la razón por la que los asistentes de vuelo en los aviones instruyen a los pasajeros en caso de despresurización de la cabina del avión a ponerse ellos mismos una máscara de oxígeno, antes de intentar ayudar a alguien más, haciendo esto. , el socorrista corre el riesgo de perder rápidamente el conocimiento, e incluso sin sentir molestias ni necesidad de oxígeno hasta el último momento.

  El centro respiratorio humano intenta mantener la presión parcial de dióxido de carbono en la sangre arterial no superior a 50 mmHg. Con la hiperventilación consciente, el contenido de dióxido de carbono en la sangre arterial puede disminuir a 10-20 mmHg, mientras que el contenido de oxígeno en la sangre permanecerá prácticamente sin cambios o aumentará ligeramente, y la necesidad de respirar nuevamente disminuirá como resultado de una disminución. en el efecto estimulante del dióxido de carbono sobre la actividad del centro respiratorio. Esta es la razón por la que, tras un periodo de hiperventilación consciente, es más fácil contener la respiración durante mucho tiempo que sin hiperventilación previa. Esta hiperventilación deliberada seguida de contener la respiración puede provocar la pérdida del conocimiento antes de que la persona sienta la necesidad de respirar. En un entorno seguro, tal pérdida del conocimiento no amenaza nada especial (al perder el conocimiento, una persona perderá el control sobre sí misma, dejará de contener la respiración y respirará, respirará y con ello se interrumpirá el suministro de oxígeno al cerebro). restaurado, y luego la conciencia será restaurada). Sin embargo, en otras situaciones, como antes de bucear, esto puede resultar peligroso (la pérdida del conocimiento y la necesidad de respirar se producirán en la profundidad y, sin un control consciente, el agua entrará en las vías respiratorias, lo que puede provocar ahogamiento) [ ] . Por eso la hiperventilación antes de bucear es peligrosa y no se recomienda.

  Recibo

  • El dióxido de carbono también se produce en las plantas de separación de aire como subproducto de la producción de oxígeno, nitrógeno y argón puros.

  En el laboratorio se obtienen pequeñas cantidades haciendo reaccionar carbonatos y bicarbonatos con ácidos como el mármol, la tiza o la sosa con ácido clorhídrico, utilizando, por ejemplo, un aparato Kipp.

  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.)))

  Solicitud

  En la industria alimentaria, el dióxido de carbono se utiliza como conservante y agente leudante y se indica en el envase con el código E290.

  El dióxido de carbono se utiliza para carbonatar limonada y agua con gas. El dióxido de carbono también se utiliza como medio protector en la soldadura de alambre, pero a altas temperaturas se descompone y libera oxígeno. El oxígeno liberado oxida el metal. En este sentido, es necesario introducir agentes desoxidantes como manganeso y silicio en el alambre de soldadura. Otra consecuencia de la influencia del oxígeno, también asociada a la oxidación, es una fuerte disminución de la tensión superficial, lo que provoca, entre otras cosas, salpicaduras de metal más intensas que cuando se suelda en un entorno inerte.

  Almacenar dióxido de carbono en un cilindro de acero en estado licuado es más rentable que en forma de gas. El dióxido de carbono tiene una temperatura crítica relativamente baja de +31 °C. Se vierten unos 30 kg de dióxido de carbono licuado en un cilindro estándar de 40 litros y, a temperatura ambiente, habrá una fase líquida en el cilindro y la presión será de aproximadamente 6 MPa (60 kgf/cm²). Si la temperatura es superior a +31 °C, el dióxido de carbono entrará en un estado supercrítico con una presión superior a 7,36 MPa. La presión de funcionamiento estándar para un cilindro normal de 40 litros es de 15 MPa (150 kgf/cm²), pero debe soportar con seguridad una presión 1,5 veces mayor, es decir, 22,5 MPa, por lo que trabajar con dichos cilindros puede considerarse bastante seguro.

  El dióxido de carbono sólido - "hielo seco" - se utiliza como refrigerante en investigaciones de laboratorio, en el comercio minorista, durante la reparación de equipos (por ejemplo: enfriar una de las piezas acopladas durante un ajuste a presión), etc. El dióxido de carbono se utiliza para licuar dióxido de carbono y producir instalaciones de hielo seco.

  Métodos de registro

  La medición de la presión parcial de dióxido de carbono es necesaria en procesos tecnológicos, en aplicaciones médicas: análisis de mezclas respiratorias durante la ventilación artificial y en sistemas cerrados de soporte vital. El análisis de las concentraciones de CO₂ en la atmósfera se utiliza en investigaciones medioambientales y científicas para estudiar el efecto invernadero. El dióxido de carbono se registra mediante analizadores de gas basados ​​en el principio de espectroscopia infrarroja y otros sistemas de medición de gases. Un analizador de gases medicinales para registrar el contenido de dióxido de carbono en el aire exhalado se llama capnógrafo. Para medir bajas concentraciones de CO₂ (así como ) en gases de proceso o en el aire atmosférico, se puede utilizar un método de cromatografía de gases con un metanador y registro en un detector de ionización de llama.

  Dióxido de carbono en la naturaleza.

  Las fluctuaciones anuales en la concentración de dióxido de carbono atmosférico en el planeta están determinadas principalmente por la vegetación de las latitudes medias (40-70°) del hemisferio norte.

  En el océano se disuelve una gran cantidad de dióxido de carbono.

  El dióxido de carbono constituye una parte importante de las atmósferas de algunos planetas del sistema solar: Venus, Marte.

  Acción fisiológica

  El dióxido de carbono no es tóxico, pero cuando se inhalan sus elevadas concentraciones en el aire, sus efectos sobre los organismos vivos que respiran aire se clasifican como gases asfixiantes. (Inglés) ruso. Según GOST (GOST 8050-85), el dióxido de carbono pertenece a la cuarta clase de peligro.

  Ligeros aumentos de concentración, hasta un 2-4%, en interiores provocan somnolencia y debilidad en las personas. Se consideran peligrosas para la salud concentraciones de alrededor del 7-10%, en las que se desarrollan síntomas de asfixia, que se manifiestan en forma de dolor de cabeza, mareos, pérdida de audición y pérdida del conocimiento (síntomas similares a los del mal de altura), estos síntomas se desarrollan dependiendo de la concentración, durante un periodo de tiempo desde varios minutos hasta una hora.

  Si se inhala aire con concentraciones muy altas del gas, la muerte se produce muy rápidamente por asfixia provocada por la hipoxia.

  A pesar de que incluso una concentración del 5-7% de CO₂ en el aire no es letal, pero con una concentración del 0,1% (este nivel de dióxido de carbono se observa a veces en el aire de las megaciudades), la gente comienza a sentirse débil y soñoliento. Esto demuestra que incluso con niveles elevados de oxígeno, las altas concentraciones de CO₂ afectan significativamente el bienestar de una persona.

  
  Pérdida de fuerza, debilidad, dolor de cabeza, depresión: ¿le resulta familiar esta condición? Esto ocurre con mayor frecuencia en otoño e invierno, y la mala salud se atribuye a la falta de luz solar. Pero no es eso, es el exceso de dióxido de carbono en el aire que respiras. La situación de los niveles de CO₂ en las viviendas y el transporte en nuestro país es verdaderamente catastrófica. La congestión, la alta humedad y el moho también son consecuencia de la falta de ventilación. Las ventanas de plástico selladas y los aparatos de aire acondicionado sólo empeoran la situación. ¿Sabías que cuando el nivel de dióxido de carbono en el aire es el doble (en relación con el fondo de la calle), la actividad cerebral disminuye 2 veces? Por cierto, los estudiantes que bostezan durante las clases son un indicador de un mayor contenido de CO₂ en el aula. Y muy a menudo no hay ventilación en los edificios de oficinas. ¿De qué tipo de productividad podemos hablar si el cerebro de una persona simplemente no funciona?

  Así que comencemos con lo básico. Cuando una persona respira, absorbe oxígeno y libera dióxido de carbono. También se libera dióxido de carbono cuando se queman hidrocarburos. El nivel medio de CO₂ en nuestro planeta es actualmente de unas 400 PPM (partes por millón - partes por millón, o 0,04%) y crece constantemente debido al constante aumento del consumo de productos derivados del petróleo. Al mismo tiempo, conviene saber que los árboles absorben dióxido de carbono y esa es precisamente su función principal (y no, como creen erróneamente, que solo produzcan oxígeno).

  Mientras una persona está al aire libre, no hay problemas, pero comienzan cuando está en el interior. Si una persona está encerrada en una habitación sellada sin entrada de aire fresco, no morirá por falta de oxígeno, como cree erróneamente la mayoría de la gente, sino por un exceso múltiple del nivel de dióxido de carbono que esta persona misma produjo en sus pulmones. Dejemos de lado los problemas de ventilación del transporte público (escribiré sobre esto por separado) y volvamos nuestra atención a los apartamentos urbanos/casas de campo, en los que hay una gran falta de ventilación.

  Al mismo tiempo, una persona pasa al menos un tercio de su vida en su casa/apartamento y, en realidad, la mitad de ella: ¡no puede ahorrar en su propia salud!

  
  2. El problema del alto contenido de CO₂ en el aire es especialmente relevante en la estación fría, porque... En verano casi todo el mundo tiene las ventanas abiertas todo el tiempo. Y con la llegada del frío, las ventanas se abren cada vez con menos frecuencia, lo que finalmente se reduce a una ventilación ocasional. Y, qué casualidad, es durante la estación fría cuando aparecen la depresión, la somnolencia y la pérdida de fuerzas.
  

  3. Anteriormente, existía incluso esa tradición: sellar las grietas de las ventanas antes del frío. A menudo, junto con las rejillas de ventilación, excluían por completo el flujo de aire fresco a la casa. Una vez más enfatizo que se necesita aire fresco no porque contenga el oxígeno necesario para respirar, sino para reducir el exceso de contenido de dióxido de carbono reemplazando el aire de la habitación.
  

  4. Mucha gente piensa que tienen campana extractora (en los apartamentos, al menos en la cocina y el baño), y a través de ella se ventilará la habitación. Sí, además, instalar ventanas de plástico que queden completamente selladas. Pero, ¿cómo entrará el aire por el escape si no hay entrada en forma de grietas en los marcos o de una ventana abierta? Y con buen tiro, suele sacar aire por la entrada.
  

  5. Lo único peor es instalar un aire acondicionado en forma de sistema split y utilizarlo con las ventanas cerradas. Recuerde, cuando el aire acondicionado esté funcionando, ¡NO cierre las ventanas! Se trata de una moderna casa de campo hermética que no tiene huecos en la envolvente del edificio. Y no es necesario que se deje engañar por las historias de que la madera o el hormigón celular "respiran" y, por lo tanto, le importa un carajo la ventilación. Recuerde, este término se refiere a la alta permeabilidad al vapor del material y no a la capacidad de suministrar aire fresco de la calle a la casa.
  

  6. La mayoría se limita a un extractor de aire del baño y la cocina. Bien, el ventilador está encendido, todas las ventanas y puertas de la casa están cerradas. ¿Cuál será el resultado? Así es, habrá un vacío en la casa, porque no hay de dónde pueda salir aire nuevo. Para que funcione la ventilación natural, debe entrar aire fresco a la casa.
  

  7. Para medir el nivel de dióxido de carbono en el aire, ahora han aparecido sensores relativamente asequibles con un sensor NDIR. El infrarrojo no dispersivo (NDIR) se basa en el cambio de la intensidad del infrarrojo antes y después de la absorción en un detector de infrarrojos con sensibilidad selectiva. Inicialmente, iba a comprar un sensor de este tipo en Aliexpress el año pasado (entonces costaba alrededor de $100), pero el aumento de precio debido al aumento del tipo de cambio del dólar me hizo pensar y buscar opciones alternativas. Inesperadamente, este sensor se encontró en Rusia con una marca rusa por los mismos 100 dólares al tipo de cambio del año pasado. En total, encontré la mejor oferta en Yandex.Market y compré el sensor por un precio de 3500 rublos. El modelo se llama MT8057. Por supuesto, el sensor tiene un error, pero no es importante cuando se trata de que necesitamos mediciones con concentraciones de dióxido de carbono varias veces superiores a lo normal.
  

  8. Ventanas de plástico cerradas, aires acondicionados: todo esto es una tontería en comparación con la estufa de gas del apartamento (para la foto encendí un quemador de gas, porque para fotografiar la estufa había que lavarla).
  

  9. Entonces, toda atención al horario. Cocina de 9 metros cuadrados, techos de 3 metros de altura, puerta abierta a la cocina (!), ventana cerrada, hay una campana de tiro natural (en verano el tiro es débil), una persona. El sensor se encuentra a una altura de 1 metro del suelo, sobre la mesa del comedor. El nivel de CO₂ “normal” en una habitación sin gente es de aproximadamente 600 PPM. Llega una persona y el nivel de CO₂ aumenta inmediatamente. Hojas - caídas. Vuelve a aparecer, vuelve a subir. Y luego enciende un (!) quemador de gas. Los niveles de CO₂ superan los 2000 PPM casi instantáneamente. ¡Ansiedad! Abrimos la ventana. Observamos cómo la concentración de dióxido de carbono en el aire disminuye lentamente. Y agregue 1-2 personas más aquí. Incluso si no enciendes la estufa de gas, 3 adultos sin realizar un trabajo físico pesado elevan el nivel de CO₂ en la habitación a un nivel crítico en 30 minutos.
  

  ¿Cocinas en una estufa de gas? Asegúrese de abrir la ventana y encender el capó (haga ambas cosas al mismo tiempo).

  ¿Encendiste el aire acondicionado? Asegúrate de abrir la ventana.

  ¿Estás en la habitación? Asegúrate de abrir la ventana. Y si hay mucha gente en la habitación, abre la ventana.

  Y por la noche, mientras se duerme, se debe mantener la ventana abierta.

  En resumen, es necesario tener una ventilación de suministro o una ventana que esté siempre abierta.

  10. Sobre los árboles y cómo pueden ser útiles. Su función más importante durante el proceso de crecimiento es la absorción de dióxido de carbono. Pocas personas piensan en por qué arde la madera y de dónde proviene tanta energía. Entonces esta energía en forma de carbono se acumula en el tronco del árbol como resultado de la absorción de dióxido de carbono. Los árboles producen oxígeno como subproducto de la reacción de fotosíntesis.
  

  11. Abrir una ventana en la estación cálida no es difícil y, en general, en verano el problema no es tan acuciante (excepto en los casos de uso de aires acondicionados con las ventanas cerradas). Los problemas comienzan en invierno, porque nadie mantiene la ventana abierta todo el tiempo, esto significa enormes pérdidas de calor incontrolables y simplemente hará frío. Es precisamente en este momento cuando se debe dar la alarma. La salud no tiene precio.
  

  El problema es muy grave y de naturaleza global. Por ejemplo, hasta el otoño pasado no pensaba en absoluto en la importancia de la ventilación para la salud: ya sea en un apartamento o en una casa de campo. Si miramos hacia el pasado, fue la habitual depresión otoñal, la somnolencia y el mal humor durante la estación fría en un apartamento de la ciudad lo que nos impulsó a pensar en la dirección de abandonar la ciudad, por así decirlo, y construir, porque... En otoño e invierno, cuando estaba en la ciudad, tenía dolor de cabeza y debilidad general del cuerpo. Pero tan pronto como salí a la naturaleza, el problema desapareció. Lo atribuí todo a la falta de luz solar, pero ese no era el problema. En invierno dejé de mantener la ventana abierta (hacía frío) y el CO₂ en el apartamento era muchas veces mayor.

  La solución más sencilla y económica al problema es mantener constantemente la ventana abierta o ventilar según las lecturas del sensor de CO₂. Un nivel normal de CO₂ en una habitación puede considerarse una concentración de hasta 1000 PPM; si es superior, es necesario ventilar urgentemente. La humedad puede considerarse un indicador indirecto de altas concentraciones de dióxido de carbono en el aire. Si, sin razones objetivas y sin una disminución de la temperatura en la habitación, la humedad comienza a aumentar, esto significa que el nivel de CO₂ está aumentando.

  El peligro del aumento de las concentraciones de dióxido de carbono en el aire es que el cuerpo humano reacciona con un retraso muy largo. Cuando sintió que la habitación estaba cargada y necesitaba ventilación, ya había estado en una habitación con un alto contenido de CO₂ en el aire durante al menos media hora.

  En el próximo post hablaré de qué problemas hay con la ventilación en el transporte público (autobuses, trenes, aviones). También te mostraré cómo organizar adecuadamente la ventilación en una casa de campo, algo que de alguna manera todos olvidan.

  Continuará.

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