Charakterystyka bezwodnika węglowego, zastosowania i zagrożenia

The dwutlenek węgla Jest to bezbarwny i bezwonny gaz w temperaturze i ciśnieniu atmosferycznym. Jest to cząsteczka złożona z jednego atomu węgla (C) i dwóch atomów tlenu (O). Tworzy kwas węglowy (łagodny kwas) przez rozpuszczenie w wodzie. Jest stosunkowo nietoksyczny i niepalny.

Jest cięższy od powietrza, więc może spowodować uduszenie podczas przenoszenia. Przy dłuższej ekspozycji na ciepło lub ogień pojemnik może gwałtownie pęknąć i wyrzucić pociski.

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

• FormułaCO2
• Numer CAS: 124-38-9
• NU: 1013

Struktura 2D

Struktura 3D

Funkcje

Właściwości fizyczne i chemiczne

Dwutlenek węgla należy do grupy substancji niereaktywnych chemicznie (łącznie z argonem, helem, kryptonem, neonem, azotem, heksafluorkiem siarki i ksenonem, na przykład).

Palność

Dwutlenek węgla, podobnie jak grupa substancji niereaktywnych chemicznie, nie jest łatwopalny (chociaż mogą występować w bardzo wysokich temperaturach).

Reaktywność

Substancje niereaktywne chemicznie uważa się za niereaktywne w typowych warunkach środowiskowych (chociaż mogą reagować w stosunkowo ekstremalnych warunkach lub w katalizie). Są odporne na utlenianie i redukcję (z wyjątkiem ekstremalnych warunków).

Po zawieszeniu w dwutlenku węgla (zwłaszcza w obecności silnych utleniaczy, takich jak nadtlenki) proszki magnezu, litu, potasu, sodu, cyrkonu, tytanu, niektórych stopów magnezu i aluminium oraz ogrzane aluminium, chromem i magnezem są łatwopalny i wybuchowy. 

Obecność dwutlenku węgla może spowodować gwałtowny rozkład w roztworach wodorku glinu w eterze podczas ogrzewania odpadów.

Obecnie ocenia się zagrożenia wynikające ze stosowania dwutlenku węgla w systemach przeciwpożarowych i gaśniczych o ograniczonej objętości powietrza i oparów łatwopalnych..

Ryzyko związane z jego użyciem koncentruje się na tym, że można wytworzyć duże wyładowania elektrostatyczne, aby rozpocząć wybuch.

Kontakt ciekłego lub stałego dwutlenku węgla z bardzo zimną wodą może prowadzić do energicznego lub gwałtownego wrzenia produktu i niezwykle szybkiego odparowania z powodu dużych różnic temperatur..

Jeśli woda jest gorąca, istnieje możliwość, że eksplozja cieczy może wynikać z „przegrzania”. Ciśnienia mogą osiągnąć niebezpieczne poziomy, jeśli ciekły gaz wejdzie w kontakt z wodą w zamkniętym pojemniku. Słaby kwas węglowy tworzy się w niebezpiecznej reakcji z wodą.

Toksyczność 

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

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

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

Ciekły lub zimny gaz może spowodować obrażenia skóry lub oczu podobne do oparzenia. Ciało stałe może powodować oparzenia przez zimny kontakt.

Używa

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

Innym ważnym zastosowaniem dwutlenku węgla w pobliżu źródła gazu jest poprawa odzysku oleju.

Reszta dwutlenku węgla wytwarzanego na całym świecie jest przekształcana do postaci płynnej lub stałej w celu wykorzystania w innych miejscach lub jest odprowadzana do atmosfery, ponieważ transport gazowego dwutlenku węgla nie jest ekonomicznie opłacalny.

Wykorzystanie stałego dwutlenku węgla

Suchy lód był pierwotnie najważniejszą z dwóch niewęglowych form dwutlenku węgla.

Jego zastosowanie stało się popularne w Stanach Zjednoczonych w połowie lat 20. XX wieku jako czynnik chłodniczy do konserwacji żywności, aw latach 30. stał się ważnym czynnikiem rozwoju przemysłu lodowego..

Po drugiej wojnie światowej zmiany w konstrukcji sprężarki i dostępność stali specjalnych w niskich temperaturach umożliwiły skraplanie dwutlenku węgla na dużą skalę. Dlatego ciekły dwutlenek węgla zaczął zastępować suchy lód w wielu zastosowaniach.

Zastosowania ciekłego dwutlenku węgla

Zastosowania ciekłego dwutlenku węgla są liczne. W niektórych jego skład chemiczny ma znaczenie, w innych nie.

Wśród nich mamy: stosować jako obojętne medium, aby wspierać wzrost roślin, jako środek wymiany ciepła w elektrowniach jądrowych, jako czynnik chłodniczy, wykorzystuje się w oparciu o rozpuszczalność dwutlenku węgla, zastosowania chemiczne i inne zastosowania.

Użyj jako obojętnego medium

Dwutlenek węgla jest stosowany zamiast atmosfery powietrza, gdy obecność powietrza spowodowałaby niepożądane skutki.

Podczas obchodzenia się z produktami spożywczymi i ich transportu, można uniknąć ich utleniania (co prowadzi do utraty smaku lub wzrostu bakterii) dzięki zastosowaniu dwutlenku węgla.

Używaj do promowania wzrostu roślin

Ta technika jest stosowana przez producentów owoców i warzyw, którzy wprowadzają gaz do swoich szklarni, aby nadać roślinom poziom dwutlenku węgla wyższy niż normalnie występujący w powietrzu. Rośliny reagują zwiększeniem tempa asymilacji dwutlenku węgla i wzrostem produkcji o około 15%.

Stosować jako nośnik ciepła w elektrowniach jądrowych

Dwutlenek węgla jest stosowany w niektórych reaktorach jądrowych jako pośredni nośnik ciepła. Przenosi ciepło z procesów rozszczepienia na parę wodną lub wrzącą wodę w wymiennikach ciepła.

Stosować jako czynnik chłodniczy

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

Zastosowania oparte na rozpuszczalności dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla ma umiarkowaną rozpuszczalność w wodzie, a ta właściwość jest wykorzystywana w produkcji musujących napojów alkoholowych i bezalkoholowych. Było to pierwsze ważne zastosowanie dwutlenku węgla. Stosowanie dwutlenku węgla w przemyśle aerozolowym stale rośnie.

Zastosowania chemiczne

W produkcji form odlewniczych i rdzeni stosuje się reakcję chemiczną między dwutlenkiem węgla i krzemionką, która jest używana do łączenia ziaren piasku.

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

Karbonatyzacja zmiękczonej wody odbywa się przy użyciu dwutlenku węgla, aby wyeliminować wytrącanie nierozpuszczalnych związków wapiennych.

Dwutlenek węgla jest również wykorzystywany do produkcji węglanów ołowiu podstawowego, węglanu 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 jest wykorzystywany w procesie wydobycia węgla, może być używany do izolowania pewnych aromatów i zapachów, znieczulania zwierząt przed ubojem, kriokryształowania zwierząt, tworzenia mgły dla produkcji teatralnych, zamrażanie łagodnych guzów i brodawek, lasery, produkcja dodatków do oleju smarowego, przetwarzanie tytoniu i sanacja przed pochówkiem to przykłady takich zastosowań.

Efekty kliniczne

Narażenie na duszenie występuje głównie w środowiskach przemysłowych, czasami w kontekście katastrof naturalnych lub przemysłowych.

Proste substancje 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 zmniejszenia ciśnienia cząstkowego tlenu pęcherzykowego, 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 ciężką toksyczność.

Lekkie do umiarkowanego zatrucie

Nasycenie tlenem może być poniżej 90%, nawet u pacjentów bezobjawowych lub nieznacznie objawowych. Klątwy z obniżonym widzeniem nocnym, bólem głowy, nudnościami, kompensacyjnym wzrostem oddychania i pulsu.

Poważne zatrucie

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

Bezpieczeństwo i ryzyko

Oświadczenia o zagrożeniach globalnie zharmonizowanego systemu klasyfikacji i oznakowania chemikaliów (SGA).

Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów (SGA) jest systemem uzgodnionym na szczeblu międzynarodowym, stworzonym przez Organizację Narodów Zjednoczonych w celu zastąpienia różnych standardów klasyfikacji i oznakowania stosowanych w różnych krajach poprzez stosowanie spójnych kryteriów globalnych (Organizacja Narodów Zjednoczonych United, 2015).

Klasy zagrożeń (i odpowiadający im rozdział GHS), normy klasyfikacji i oznakowania oraz zalecenia dotyczące dwutlenku węgla są następujące (Europejska Agencja Chemikaliów, 2017, Organizacja Narodów Zjednoczonych, 2015, PubChem, 2017):

Referencje

1. Od Jacka FH, (2006). Dwutlenek węgla-3D-vdW [image] Źródło: wikipedia.org.
2. Anon, (2017). [image] 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 substancji niebezpiecznych (HSDB). TOXNET (2017). Dwutlenek węgla. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine.
6. Narodowy Instytut Bezpieczeństwa w Pracy (INSHT). (2010). Międzynarodowe karty bezpieczeństwa chemicznego Dwutlenek węgla. Ministerstwo Zatrudnienia i Bezpieczeństwa. Madryt ES.
7. Organizacja Narodów Zjednoczonych (2015). Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Produktów Chemicznych (SGA) Szósta edycja poprawiona. Nowy Jork, UE: publikacja ONZ. 
8. National Center for Biotechnology Information. Baza danych PubChem. (2017). Dwutlenek węgla. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine.
9. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Reaktywny arkusz danych grupy. Nie reaguje chemicznie. Silver Spring, MD. USA.
10. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Arkusz danych chemicznych. Dwutlenek węgla. Silver Spring, MD. USA.
11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A. i 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.