HIILIDIOKSIDI: OMINAISUUDET, KÄYTTÖ JA VAARAT - KEMIA - 2026

Hiilidioksidi on väritön, hajuton lämpötiloissa ja ilmakehän paineessa kaasu. Se on molekyyli, joka koostuu hiiliatomista (C) ja kahdesta happiatomista (O). Muuttaa hiilihappoa (mieto happo) veteen liuenneena. Se on suhteellisen myrkytön ja paloturvallinen.

Se on ilmaa raskaampaa, joten liikuttaessa se voi aiheuttaa tukehtumisen. Pitkäaikaisessa altistumisessa kuumuudelle tai tulelle sen säiliö voi repeää voimakkaasti ja karkottaa ammukset.

Sitä käytetään elintarvikkeiden pakastamiseen, kemiallisten reaktioiden hallintaan ja palonsammutusaineena.

• Kaava: CO2
• CAS-numero: 124-38-9
• UN: 1013

2D-rakenne

ominaisuudet

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Molekyylipaino:	44,009 g / mol
Sublimaatiopiste:	-79 ° C
Liukoisuus veteen, ml / 100 ml 20 ° C: ssa:	88
Höyrynpaine, kPa 20 ° C: ssa:	5720
Suhteellinen höyryntiheys (ilma = 1):	1,5
Oktanoli / vesi-jakaantumiskerroin, log Pow:	0,83

Hiilidioksidi kuuluu kemiallisesti ei-reaktiivisten aineiden ryhmään (esimerkiksi argonin, heliumin, kryptonin, neonin, typen, rikkiheksafluoridin ja ksenonin kanssa).

Syttyvyys

Hiilidioksidi, kuten kemiallisesti reagoimattomien aineiden ryhmä, ei ole palavaa (vaikka ne voivat muuttua niin erittäin korkeissa lämpötiloissa).

reaktiivisuus

Kemiallisesti ei-reaktiivisia aineita pidetään reaktiivisina tyypillisissä ympäristöolosuhteissa (vaikka ne voivat reagoida suhteellisen äärimmäisissä olosuhteissa tai katalyytin ollessa). Ne kestävät hapettumista ja pelkistystä (paitsi ääriolosuhteissa).

Suspendoituna hiilidioksidiin (etenkin voimakkaiden hapettimien, kuten peroksidien läsnäollessa), magnesium-, litium-, kalium-, natrium-, zirkonium-, titaani-, jotkut magnesium-alumiiniseokset ja kuumennetut alumiini, kromi ja magnesium ovat syttyvä ja räjähtävä.

Hiilidioksidin läsnäolo voi aiheuttaa voimakkaan hajoamisen eetterissä olevissa alumiinihydridiliuoksissa, kun jäännös kuumennetaan.

Hiilidioksidin käytöstä johtuvia vaaroja rajoitetussa tilassa ilma- ja palavien höyryjen palontorjunta- ja sammutusjärjestelmissä arvioidaan parhaillaan.

Sen käyttöön liittyvä riski keskittyy siihen tosiseikkaan, että räjähdyksen aiheuttavia suuria sähköstaattisia purkauksia voi syntyä.

Nestemäisen tai kiinteän hiilidioksidin joutuminen kosketukseen erittäin kylmän veden kanssa voi johtaa tuotteen voimakkaaseen tai voimakkaaseen kiehumiseen ja erittäin nopean höyrystymisen johtuen mukana olevista suurista lämpötilaeroista.

Jos vesi on kuuma, on mahdollista, että nestemäinen räjähdys voi tapahtua "ylikuumenemisen" takia. Paineet voivat saavuttaa vaarallisen tason, jos nestemäinen kaasu joutuu kosketuksiin veden kanssa suljetussa astiassa. Heikko hiilihappo muodostuu vaarattomassa reaktiossa veden kanssa.

Myrkyllisyys

Kemiallisesti ei-reaktiivisia aineita pidetään myrkyttöminä (vaikka tämän ryhmän kaasumaiset aineet voivat toimia tukahduttavina aineina).

Pitkäaikainen hengitys pitoisuuksina, jotka ovat vähintään 5% hiilidioksidia, aiheuttaa lisääntynyttä hengitysnopeutta, päänsärkyä ja hienoisia fysiologisia muutoksia.

Altistuminen korkeammille pitoisuuksille voi kuitenkin aiheuttaa tajunnan menetyksen ja kuoleman.

Nestemäinen tai kylmä kaasu voi aiheuttaa palovammoja iholle tai silmille, jotka ovat samanlaisia ​​kuin palovammat. Kiinteä aine voi aiheuttaa kylmäkosketuspalovammoja.

Sovellukset

Hiilidioksidikaasun käyttö. Suuri osa (noin 50%) kaikesta talteenotetusta hiilidioksidista käytetään tuotantopaikalla muiden kaupallisesti tärkeiden kemikaalien, pääasiassa urean ja metanolin, valmistukseen.

Toinen tärkeä hiilidioksidin käyttö kaasun lähteen lähellä on öljyn parannettu talteenotto.

Loppuosa ympäri maailmaa syntyvästä hiilidioksidista muutetaan nestemäiseen tai kiinteään muotoonsa käytettäväksi muualla tai ilmataan ilmakehään, koska hiilidioksidikaasun kuljetus ei ole taloudellisesti mahdollista.

Kiinteän hiilidioksidin käyttö

Kuiva jää oli alun perin tärkein kahdesta ei-kaasumaisesta hiilidioksidimuodosta.

Sen käyttö tuli suosituksi ensin Yhdysvalloissa 1920-luvun puolivälissä kylmäaineena elintarvikkeiden säilyttämiseen, ja 1930-luvulla siitä tuli merkittävä tekijä jäätelöteollisuuden kasvussa.

Toisen maailmansodan jälkeen muutokset kompressorin suunnittelussa ja erityisten matalan lämpötilan terästen saatavuus tekivät mahdolliseksi nesteyttää hiilidioksidia suuressa mittakaavassa. Siksi nestemäinen hiilidioksidi alkoi korvata kuivajää monissa sovelluksissa.

Nestemäisen hiilidioksidin käyttö

Nestemäiselle hiilidioksidille on monia käyttötapoja. Joissakin sen kemiallisella koostumuksella on merkitystä, kun taas toisilla se ei ole.

Näiden joukossa meillä on: käyttö inerttinä väliaineena kasvien kasvun edistämiseksi, ydinvoimalaitosten lämmönsiirtoaineena, kylmäaineena, käyttö perustuu hiilidioksidin liukoisuuteen, kemiallisiin ja muihin käyttötarkoituksiin.

Käytä inerttinä väliaineena

Hiilidioksidia käytetään ilmakehän sijasta, kun ilman läsnäolo aiheuttaisi ei-toivottuja vaikutuksia.

Elintarvikkeiden käsittelyssä ja kuljetuksessa voidaan välttää niiden hapettuminen (mikä johtaa maun menetykseen tai bakteerien kasvuun) käyttämällä hiilidioksidia.

Käytä kasvien kasvun edistämiseen

Tätä tekniikkaa soveltavat hedelmä- ja vihannesalan viljelijät, jotka syöttävät kaasua kasvihuoneisiinsa antaen kasveille korkeammat hiilidioksiditasot kuin normaalisti ilmassa. Kasvit reagoivat lisäämällä hiilidioksidin assimilaatioastettaan ja lisäämällä tuotantoaan noin 15%.

Käyttö lämmönsiirtoaineena ydinvoimalaitoksissa

Hiilidioksidia käytetään tietyissä ydinreaktoreissa välituotteena lämmönsiirtoaineena. Se siirtää halkeamisprosessien lämpöä höyryyn tai kiehuvaan veteen lämmönvaihtimissa.

Käytä kylmäaineena

Nestemäistä hiilidioksidia käytetään laajalti ruoan pakastamiseen ja myös sen myöhempään varastointiin ja kuljetukseen.

Käyttö hiilidioksidin liukoisuuteen perustuen

Hiilidioksidin liukoisuus veteen on kohtalainen, ja tätä ominaisuutta käytetään poreilevien alkoholijuomien ja alkoholittomien juomien valmistuksessa. Tämä oli ensimmäinen merkittävä hiilidioksidin käyttö. Hiilidioksidin käyttö aerosoliteollisuudessa kasvaa jatkuvasti.

Kemialliset käytöt

Valimotuotteiden ja ytimien valmistuksessa käytetään hiilidioksidin ja piidioksidin välistä kemiallista reaktiota, joka toimii hiekan jyvien yhdistämiseksi.

Natriumsalisylaatti, yksi välituotteista aspiriinin valmistuksessa, valmistetaan saattamalla hiilidioksidi reagoimaan natriumfenolaatin kanssa.

Pehmennettyjen vesien hiilestäminen tapahtuu hiilidioksidilla liukenemattomien kalkkiyhdisteiden saostumisen poistamiseksi.

Hiilidioksidia käytetään myös emäksisten lyijykarbonaattien, natrium-, kalium- ja ammoniumkarbonaattien sekä vetykarbonaattien tuotannossa.

Sitä käytetään neutraloivana aineena tekstiiliteollisuuden merserointitoimenpiteissä, koska sitä on helpompi käyttää kuin rikkihappoa.

Muut käyttötavat

Nestemäistä hiilidioksidia käytetään kivihiilen uuttamisprosessissa, sitä voidaan käyttää eristämään tietyt aromit ja tuoksut, eläinten anestesia ennen teurastusta, eläinten kryo-merkinnät, sumujen muodostuminen teatteriteosten tuotantoon, esimerkkejä sellaisista käytöistä ovat hyvänlaatuisten kasvainten ja syylien jäädyttäminen, laserit, voiteluöljylisäaineiden valmistus, tupakan käsittely ja ennen hautaamista tehdyt sanitaatiot.

Kliiniset vaikutukset

Altistuminen tukahduttajille tapahtuu pääasiassa teollisuusympäristöissä, toisinaan luonnonkatastrofien tai teollisuuskatastrofien yhteydessä.

Yksinkertaisiin tukahduttamisaineisiin kuuluvat, mutta niihin rajoittumatta, hiilidioksidi (CO2), helium (He) ja kaasumaiset hiilivedyt (metaani (CH4), etaani (C2H6), propaani (C3H8) ja butaani (C4H10)).

Ne toimivat syrjäyttämällä happea ilmakehästä, mikä johtaa alveolaarisen hapen osapaineen laskuun ja siten hypoksemiaan.

Hypoksemia tuottaa kuvan alkuperäisestä euforiasta, joka voi vaarantaa potilaan kyvyn paeta myrkyllistä ympäristöä.

CNS: n toimintahäiriöt ja anaerobinen aineenvaihdunta osoittavat vaikeaa toksisuutta.

Lievä tai kohtalainen päihteet

Happikylläisyys voi olla alle 90%, jopa oireettomilla tai lievästi oireellisilla potilailla. Se ilmenee heikentyneenä yönäköä, päänsärkyä, pahoinvointia, hengityksen ja pulssin kompensoivan lisäyksen vuoksi.

Vakava myrkytys

Happikylläisyys voi olla 80% tai vähemmän. Alentunut valppaus, uneliaisuus, huimaus, väsymys, euforia, muistin heikkeneminen, heikentynyt näkökyky, syanoosi, tajunnan menetys, rytmihäiriöt, sydänlihasiskemia, keuhkoödeema, kouristukset ja kuolema.

Turvallisuus ja riskit

Kemiallisten tuotteiden maailmanlaajuisesti yhdenmukaistetun luokitus- ja merkintäjärjestelmän (GHS) vaaralausekkeet.

Kemikaalien globaalisti harmonisoitu luokitus- ja merkintäjärjestelmä (GHS) on Yhdistyneiden Kansakuntien luoma kansainvälisesti hyväksytty järjestelmä, jonka tarkoituksena on korvata eri maissa käytetyt luokitus- ja merkintästandardit käyttämällä johdonmukaisia ​​kriteerejä maailmanlaajuisella tasolla (Kansakunnat) Kansakunnat, 2015).

Vaaraluokat (ja niitä vastaava GHS-luku), luokittelu- ja merkintästandardit sekä hiilidioksidia koskevat suositukset ovat seuraavat (Euroopan kemikaalivirasto, 2017; Yhdistyneet Kansakunnat, 2015; PubChem, 2017):

(YK, 2015, s. 345).

(YK, 2015, s. 346).

Viitteet

1. Julkaisija Jacek FH, (2006). Hiilidioksidi-3D-vdW Palautettu osoitteesta wikipedia.org.
2. Anon, (2017). Haettu osoitteesta nih.gov.
3. Euroopan kemikaalivirasto (ECHA). (2017). Yhteenveto luokituksesta ja merkinnöistä.
4. Ilmoitettu luokitus ja merkinnät. Hiilidioksidi. Haettu 16. tammikuuta 2017.
5. Vaarallisten aineiden tietopankki (HSDB). TOXNET. (2017). Hiilidioksidi. Bethesda, MD, EU: Kansallinen lääketieteellinen kirjasto.
6. Kansallinen työturvallisuusinstituutti (INSHT). (2010). Kansainväliset kemialliset turvallisuuskortit Hiilidioksidi. Työ- ja turvallisuusministeriö. Madrid. SE ON.
7. Yhdistyneet Kansakunnat (2015). Kemikaalien maailmanlaajuisesti harmonisoitu luokitus- ja merkintäjärjestelmä (GHS), kuudes tarkistettu painos. New York, EU: YK: n julkaisu.
8. Kansallinen bioteknologiatietokeskus. PubChem-yhdisteytietokanta. (2017). Hiilidioksidi. Bethesda, MD, EU: Kansallinen lääketieteellinen kirjasto.
9. Kansallinen valtameren ja ilmakehän hallinto (NOAA). CAMEO Kemikaalit. (2017). Reaktiivinen ryhmätaulukko. Ei kemiallisesti reaktiivinen. Silver Spring, MD. EU.
10. Kansallinen valtameren ja ilmakehän hallinto (NOAA). CAMEO Kemikaalit. (2017). Kemikaalitiedot. Hiilidioksidi. Silver Spring, MD. EU.
11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A., ja Stolten, D. (2000). Hiilidioksidi. Ullmannin teollisuuskemian tietosanakirjassa. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
12. Wikipedia. (2017). Hiilidioksidi. Haettu 17. tammikuuta 2017, wikipedia.org.