KULDIOXID: EGENSKABER, ANVENDELSER OG FARER - KEMI - 2025

Den kuldioxid er en farveløs, lugtfri temperaturer og atmosfæriske tryk gas. Det er et molekyle, der består af et carbonatom (C) og to oxygenatomer (O). Danner kulsyre (en mild syre), når den opløses i vand. Det er relativt ikke-giftigt og brandsikkert.

Det er tungere end luft, så det kan forårsage kvælning, når du flytter. Ved langvarig eksponering for varme eller ild kan beholderen sprænge voldsomt og udvise projektiler.

Det bruges til at fryse fødevarer, til at kontrollere kemiske reaktioner og som et brandslukningsmiddel.

• Formel: CO2
• CAS-nummer: 124-38-9
• FN: 1013

2D struktur

egenskaber

Fysiske og kemiske egenskaber

Molekylær vægt:	44,009 g / mol
Sublimeringspunkt:	-79 ° C
Opløselighed i vand, ml / 100 ml ved 20 ° C:	88
Damptryk, kPa ved 20 ° C:	5720
Relativ damptæthed (luft = 1):	1.5
Oktanol / vand-fordelingskoefficient som log Pow:	0,83

Kuldioxid hører til gruppen af ​​kemisk ikke-reaktive stoffer (fx sammen med argon, helium, krypton, neon, nitrogen, svovlhexafluorid og xenon).

Antændelighed

Kuldioxid, ligesom gruppen med kemisk ikke-reaktive stoffer, er ikke brandfarlig (selvom de kan blive det ved meget høje temperaturer).

Reaktivitet

Kemisk ureaktive stoffer betragtes som ureaktive under typiske miljøforhold (selvom de kan reagere under relativt ekstreme omstændigheder eller under katalyse). De er resistente over for oxidation og reduktion (undtagen under ekstreme forhold).

Når pulver af magnesium, lithium, kalium, natrium, zirkonium, titan, nogle magnesium- og aluminiumlegeringer er opvarmet, er de opslæmmet i kuldioxid (især i nærvær af stærke oxidanter, såsom peroxider) og opvarmet aluminium, krom og magnesium brandfarligt og eksplosivt.

Tilstedeværelsen af ​​kuldioxid kan forårsage en voldsom nedbrydning i opløsninger af aluminiumhydrid i ether, når resten opvarmes.

De farer, der følger af brugen af ​​kuldioxid i brandforebyggelses- og undertrykkelsessystemer til begrænsede mængder luft og brandfarlige dampe, vurderes i øjeblikket.

Risikoen forbundet med dens anvendelse er centreret omkring det faktum, at der kan skabes store elektrostatiske udladninger, der sætter i gang eksplosionen.

Kontakt med flydende eller fast kuldioxid med meget koldt vand kan føre til kraftig eller voldsom kogning af produktet og ekstremt hurtig fordampning på grund af de store temperaturforskelle, der er involveret.

Hvis vandet er varmt, er der en mulighed for, at der kan opstå en væskeeksplosion på grund af "overophedning." Tryk kan nå farlige niveauer, hvis flydende gas kommer i kontakt med vand i en lukket beholder. Svag kulsyre dannes i en ikke-farlig reaktion med vand.

Toksicitet

Kemisk ikke-reaktive stoffer betragtes som ikke-toksiske (selvom luftformige stoffer i denne gruppe kan fungere som kvælningsstoffer).

Langvarig inhalation af koncentrationer lig med eller mindre end 5% kuldioxid forårsager øget åndedrætsfrekvens, hovedpine og subtile fysiologiske ændringer.

Imidlertid kan eksponering for højere koncentrationer forårsage tab af bevidsthed og død.

Flydende eller kold gas kan forårsage frostskader på huden eller øjnene, der ligner en forbrænding. Fast stof kan forårsage forbrændinger i kold kontakt.

Applikationer

Anvendelser af kuldioxidgas. En stor andel (ca. 50%) af alt genvundet kuldioxid bruges på produktionsstedet til at fremstille andre kommercielt vigtige kemikalier, primært urinstof og methanol.

En anden vigtig anvendelse af kuldioxid nær kilden til gassen er i den forbedrede nyttiggørelse af olie.

Resten af ​​det kuldioxid, der genereres over hele verden, omdannes til dets flydende eller faste form til brug andetsteds eller udluftes til atmosfæren, da transporten af ​​kuldioxidgas ikke er økonomisk gennemførlig.

Anvendelser af fast kuldioxid

Tøris var oprindeligt den vigtigste af de to ikke-gasformige former for kuldioxid.

Dets anvendelse blev først populær i USA i midten af ​​1920'erne som kølemiddel til konservering af fødevarer, og i 1930'erne blev det en vigtig faktor i væksten i isindustrien.

Efter 2. verdenskrig gjorde ændringer i kompressordesign og tilgængeligheden af ​​specielle lavtemperaturstål det muligt at kondensere kuldioxid i stor skala. Derfor begyndte flydende kuldioxid at erstatte tøris i mange anvendelser.

Anvendelser af flydende kuldioxid

Anvendelserne til flydende kuldioxid er mange. I nogle betyder det dens kemiske sammensætning, og i andre gør det ikke det.

Blandt disse har vi: brug som et inert medium, til at fremme plantevækst, som et varmeoverføringsmedium i kernekraftværker, som kølemiddel, anvendelser baseret på opløselighed af kuldioxid, kemisk anvendelse og anden anvendelse.

Brug som et inert medium

Kuldioxid bruges i stedet for en luftatmosfære, når tilstedeværelsen af ​​luft vil forårsage uønskede virkninger.

Ved håndtering og transport af fødevarer kan oxidation af det samme (hvilket fører til et tab af smag eller vækst af bakterier) undgås ved anvendelse af kuldioxid.

Brug til at fremme plantevækst

Denne teknik anvendes af frugt- og grøntsagsavlere, der introducerer gassen i deres drivhuse for at give planter niveauer af kuldioxid højere end dem, der normalt findes i luften. Planter reagerer med en stigning i deres kuldioxidassimilationshastighed og med en stigning i produktionen på ca. 15%.

Brug som varmeoverførselsmedium i atomkraftværker

Kuldioxid anvendes i visse atomreaktorer som et mellemliggende varmeoverførselsmedium. Det overfører varmen fra fissionsprocesser til damp eller kogende vand i varmevekslere.

Brug som kølemiddel

Flydende kuldioxid bruges i vid udstrækning til frysning af mad og også til dets senere opbevaring og transport.

Anvendelser baseret på opløselighed af kuldioxid

Kuldioxid har en moderat opløselighed i vand, og denne egenskab bruges til fremstilling af brusende alkoholiske og ikke-alkoholholdige drikkevarer. Dette var den første store anvendelse af kuldioxid. Brugen af ​​kuldioxid i aerosolindustrien øges konstant.

Kemiske anvendelser

I produktionen af ​​støbeforme og kerner bruges den kemiske reaktion mellem kuldioxid og silica, der tjener til at forbinde sandkornene.

Natriumsalicylat, et af mellemprodukterne ved fremstilling af aspirin, fremstilles ved omsætning af kuldioxid med natriumphenolat.

Carbonering af blødgjort vand udføres under anvendelse af carbondioxid til fjernelse af udfældningen af ​​uopløselige kalkforbindelser.

Kuldioxid bruges også til produktion af basisk blycarbonat, natrium, kalium og ammoniumcarbonater og brintcarbonater.

Det bruges som et neutraliseringsmiddel i merceriseringsoperationer i tekstilindustrien, fordi det er mere praktisk at bruge end svovlsyre.

Andre anvendelser

Flydende kuldioxid bruges i en kulekstraktionsproces, det kan bruges til at isolere visse aromaer og duftstoffer, anæstesi af dyr inden slagtning, kryo-branding af dyr, generering af tåge til teaterproduktioner, eksempler på sådanne anvendelser er frysning af godartede tumorer og vorter, lasere, produktion af tilsætningsstoffer til smøreolie, tobaksforarbejdning og sanitet før begravelse.

Kliniske virkninger

Eksponering for asphyxiants forekommer primært i industrielle omgivelser, lejlighedsvis i forbindelse med naturkatastrofer eller industrielle katastrofer.

Enkle asphyxiants inkluderer, men er ikke begrænset til, kuldioxid (CO2), helium (He) og gasformige kulbrinter (methan (CH4), ethan (C2H6), propan (C3H8) og butan (C4H10)).

De virker ved at fortrænge ilt fra atmosfæren, hvilket fører til et fald i deltrykket af alveolært ilt og følgelig hypoxæmi.

Hypoxemia producerer et billede af den første eufori, som kan gå på kompromis med patientens evne til at undslippe det giftige miljø.

CNS-dysfunktion og anaerob metabolisme indikerer alvorlig toksicitet.

Mild til moderat beruselse

Oxygenmætning kan være under 90%, selv hos asymptomatiske eller mildt symptomatiske patienter. Det forekommer med nedsat nattsyn, hovedpine, kvalme, kompenserende stigning i respiration og puls.

Alvorlig forgiftning

Oxygenmætning kan være 80% eller mindre. Der er nedsat årvågenhed, døsighed, svimmelhed, træthed, eufori, hukommelsestab, nedsat synsskarphed, cyanose, tab af bevidsthed, dysrytmier, myokardie-iskæmi, lungeødem, anfald og død.

Sikkerhed og risici

Faresætninger fra det globalt harmoniserede system til klassificering og mærkning af kemiske produkter (GHS).

Det globalt harmoniserede system for klassificering og mærkning af kemikalier (GHS) er et internationalt aftalt system, skabt af De Forenede Nationer, designet til at erstatte de forskellige klassificerings- og mærkningsstandarder, der bruges i forskellige lande ved hjælp af konsistente kriterier på globalt niveau (nationer) Nationerne, 2015).

Fareklasserne (og deres tilsvarende kapitel i GHS), klassificerings- og mærkningsstandarder og anbefalingerne for kuldioxid er som følger (European Chemicals Agency, 2017; United Nations, 2015; PubChem, 2017):

(De Forenede Nationer, 2015, s.345).

(De Forenede Nationer, 2015, s.346).

Referencer

1. Fra Jacek FH, (2006). Kuldioxid-3D-vdW Gendannes fra wikipedia.org.
2. Anon, (2017). Hentet fra nih.gov.
3. Det Europæiske Kemikalieagentur (ECHA). (2017). Resumé af klassificering og mærkning.
4. Notificeret klassificering og mærkning. Carbondioxid. Hentet den 16. januar 2017.
5. Data Bank for farlige stoffer (HSDB). TOXNET. (2017). Carbondioxid. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine.
6. National Institute for Work Safety (INSHT). (2010). Internationale kemiske sikkerhedskort Kuldioxid. Ministeriet for beskæftigelse og sikkerhed. Madrid. DET ER.
7. De Forenede Nationer (2015). Globalt harmoniseret system for klassificering og mærkning af kemikalier (GHS) sjette revideret udgave. New York, EU: De Forenede Nationers publikation.
8. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database. (2017). Carbondioxid. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine.
9. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Reaktivt gruppedatablad. Ikke kemisk reaktiv. Silver Spring, MD. EU.
10. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Kemisk datablad. Carbondioxid. Silver Spring, MD. EU.
11. Topham, S., Bazzanella, A., Schiebahn, S., Luhr, S., Zhao, L., Otto, A., & Stolten, D. (2000). Carbondioxid. I Ullmanns encyklopædi af industriel kemi. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
12. Wikipedia. (2017). Carbondioxid. Hentet 17. januar 2017 fra wikipedia.org.