ก๊าซคาร์บอน คาร์บอนไดออกไซด์ (กรดคาร์บอนิก)

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซไม่มีสี มีกลิ่นที่แทบจะสังเกตไม่เห็น ไม่เป็นพิษ และหนักกว่าอากาศ คาร์บอนไดออกไซด์มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ มันละลายในน้ำทำให้เกิดกรดคาร์บอนิก H 2 CO 3 ทำให้มีรสเปรี้ยว อากาศมีคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 0.03% ความหนาแน่นมากกว่าความหนาแน่นของอากาศ 1.524 เท่าและเท่ากับ 0.001976 g / cm 3 (ที่อุณหภูมิศูนย์และความดัน 101.3 kPa) ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน 14.3V สูตรทางเคมีคือ CO 2

ในการผลิตการเชื่อมจะใช้คำนี้ "คาร์บอนไดออกไซด์"ซม. . "กฎสำหรับการออกแบบและการทำงานอย่างปลอดภัยของภาชนะรับความดัน" นำคำศัพท์ "คาร์บอนไดออกไซด์"และในระยะ "คาร์บอนไดออกไซด์".

มีหลายวิธีในการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยวิธีหลักจะกล่าวถึงในบทความ

ความหนาแน่นของคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้นอยู่กับความดัน อุณหภูมิ และสถานะของการรวมตัวที่มันตั้งอยู่ ที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิ -78.5 ° C คาร์บอนไดออกไซด์ที่ผ่านสถานะของเหลวจะกลายเป็นมวลสีขาวเหมือนหิมะ "น้ำแข็งแห้ง".

ภายใต้ความดัน 528 kPa และที่อุณหภูมิ -56.6 ° C คาร์บอนไดออกไซด์สามารถอยู่ในทั้งสามสถานะ (จุดสามจุดที่เรียกว่า)

คาร์บอนไดออกไซด์มีความคงตัวทางความร้อน แยกตัวเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์และที่อุณหภูมิสูงกว่า 2000 องศาเซลเซียสเท่านั้น

คาร์บอนไดออกไซด์คือ ก๊าซแรกที่จะอธิบายว่าเป็นสารที่ไม่ต่อเนื่อง. ในศตวรรษที่สิบเจ็ด นักเคมีชาวเฟลมิช Jan Baptist van Helmont (Jan Baptist van Helmont) สังเกตว่าหลังจากเผาถ่านหินในภาชนะปิดแล้ว มวลของเถ้าก็น้อยกว่ามวลของถ่านหินที่ถูกเผามาก เขาอธิบายสิ่งนี้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าถ่านหินถูกเปลี่ยนเป็นมวลที่มองไม่เห็น ซึ่งเขาเรียกว่า "ก๊าซ"

คุณสมบัติของคาร์บอนไดออกไซด์ได้รับการศึกษาในภายหลังมากในปี 1750 นักฟิสิกส์ชาวสก็อต โจเซฟ แบล็ค (โจเซฟ แบล็ค.

เขาค้นพบว่าหินปูน (แคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 ) เมื่อถูกความร้อนหรือทำปฏิกิริยากับกรด จะปล่อยก๊าซออกมา ซึ่งเขาเรียกว่า "อากาศที่ถูกผูกมัด" ปรากฎว่า "อากาศที่ถูกผูกไว้" นั้นหนาแน่นกว่าอากาศและไม่รองรับการเผาไหม้

CaCO 3 + 2HCl \u003d CO 2 + CaCl 2 + H 2 O

ผ่าน "อากาศที่ถูกผูกไว้" เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 ผ่านสารละลายของมะนาว Ca (OH) 2 แคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 จะถูกสะสมที่ด้านล่าง โจเซฟ แบล็กใช้ประสบการณ์นี้เพื่อพิสูจน์ว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยออกมาจากการหายใจของสัตว์

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2

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

คาร์บอนไดออกไซด์เหลวเป็นของเหลวไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ซึ่งความหนาแน่นจะแปรผันตามอุณหภูมิอย่างมาก มีอยู่ในอุณหภูมิห้องที่ความดันมากกว่า 5.85 MPa เท่านั้น ความหนาแน่นของคาร์บอนไดออกไซด์เหลวคือ 0.771 ก./ซม. 3 (20 องศาเซลเซียส) ที่อุณหภูมิต่ำกว่า +11°C จะหนักกว่าน้ำ และสูงกว่า +11°C จะเบากว่า

ความถ่วงจำเพาะของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวจะแปรผันตามอุณหภูมิอย่างมากดังนั้นปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกกำหนดและขายโดยน้ำหนัก ความสามารถในการละลายของน้ำในก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวในช่วงอุณหภูมิ 5.8-22.9°C ไม่เกิน 0.05%

คาร์บอนไดออกไซด์เหลวจะกลายเป็นก๊าซเมื่อใช้ความร้อน ภายใต้สภาวะปกติ (20 องศาเซลเซียส และ 101.3 กิโลปาสกาล) เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์เหลว 1 กิโลกรัมระเหยออก จะเกิดคาร์บอนไดออกไซด์ 509 ลิตรขึ้น. ด้วยการสกัดก๊าซอย่างรวดเร็วเกินไป ความดันในกระบอกสูบลดลงและการจ่ายความร้อนไม่เพียงพอ คาร์บอนไดออกไซด์จะเย็นตัวลง อัตราการระเหยจะลดลง และเมื่อถึง "จุดสามจุด" ก็จะกลายเป็นน้ำแข็งแห้งซึ่งอุดตันรูในการลดลง เกียร์และหยุดการสกัดก๊าซเพิ่มเติม เมื่อถูกความร้อน น้ำแข็งแห้งจะเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรง โดยผ่านสถานะของเหลว ต้องใช้ความร้อนมากกว่าในการทำให้น้ำแข็งแห้งกลายเป็นไอมากกว่าการทำให้คาร์บอนไดออกไซด์เหลวกลายเป็นไอ ดังนั้นหากน้ำแข็งแห้งก่อตัวเป็นทรงกระบอก น้ำแข็งจะระเหยอย่างช้าๆ

ได้รับคาร์บอนไดออกไซด์เหลวเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2366 ฮัมฟรีย์ เดวี่(ฮัมฟรีย์ เดวี่) และ ไมเคิล ฟาราเดย์(ไมเคิล ฟาราเดย์).

คาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็งคือ "น้ำแข็งแห้ง" ซึ่งมีลักษณะคล้ายหิมะและน้ำแข็ง ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จากก้อนน้ำแข็งแห้งสูง - 99.93-99.99% ความชื้นอยู่ในช่วง 0.06-0.13% น้ำแข็งแห้งที่อยู่ในที่โล่งจะระเหยอย่างเข้มข้นดังนั้นจึงใช้ภาชนะสำหรับจัดเก็บและขนส่ง คาร์บอนไดออกไซด์ผลิตจากน้ำแข็งแห้งในเครื่องระเหยแบบพิเศษ คาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง (น้ำแข็งแห้ง) จัดทำขึ้นตาม GOST 12162

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่นิยมใช้กันมากที่สุด:

• เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมป้องกันโลหะ
• ในการผลิตเครื่องดื่มอัดลม
• การทำความเย็น การแช่แข็ง และการเก็บรักษาอาหาร
• สำหรับระบบดับเพลิง
• สำหรับทำความสะอาดพื้นผิวด้วยน้ำแข็งแห้ง

ความหนาแน่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ค่อนข้างสูง ซึ่งทำให้สามารถป้องกันพื้นที่ปฏิกิริยาของส่วนโค้งจากการสัมผัสกับก๊าซในอากาศ และป้องกันไนไตรดิ้งที่อัตราการไหลของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ค่อนข้างต่ำในเครื่องบินไอพ่น ในระหว่างกระบวนการเชื่อม คาร์บอนไดออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับโลหะเชื่อมและมีผลออกซิไดซ์และคาร์บูไรซิ่งต่อโลหะของสระเชื่อม

ก่อนหน้านี้ อุปสรรคต่อการใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวกลางในการป้องกันคือที่ตะเข็บ รูพรุนเกิดจากการเดือดของโลหะชุบแข็งของสระเชื่อมจากการปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เนื่องจากการดีออกซิเดชันไม่เพียงพอ

ที่อุณหภูมิสูง คาร์บอนไดออกไซด์จะแยกตัวออกจากกันเพื่อสร้างออกซิเจนโมโนโทมิกที่ปราศจากแอกทีฟสูง:

การเกิดออกซิเดชันของโลหะเชื่อมที่ปล่อยออกมาระหว่างการเชื่อมจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปราศจากคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกทำให้เป็นกลางโดยปริมาณขององค์ประกอบโลหะผสมที่เพิ่มขึ้นซึ่งมีความสัมพันธ์สูงต่อออกซิเจน ส่วนใหญ่มักจะเป็นซิลิกอนและแมงกานีส (เกินปริมาณที่จำเป็นสำหรับโลหะผสมของโลหะเชื่อม) หรือ ฟลักซ์ที่นำเข้าสู่โซนเชื่อม (การเชื่อม)

ทั้งคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ไม่ละลายในโลหะที่เป็นของแข็งและหลอมเหลว แอคทีฟอิสระออกซิไดซ์องค์ประกอบที่มีอยู่ในสระเชื่อม ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของพวกมันสำหรับออกซิเจนและความเข้มข้นตามสมการ:

ฉัน + O = ฉัน

โดยที่ Me เป็นโลหะ (แมงกานีส อะลูมิเนียม ฯลฯ)

นอกจากนี้ คาร์บอนไดออกไซด์เองก็ทำปฏิกิริยากับธาตุเหล่านี้ด้วย

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเหล่านี้เมื่อทำการเชื่อมในคาร์บอนไดออกไซด์จะสังเกตเห็นความเหนื่อยหน่ายที่สำคัญของอลูมิเนียมไททาเนียมและเซอร์โคเนียมและมีความเข้มข้นน้อยกว่า - ซิลิกอนแมงกานีสโครเมียมวานาเดียมเป็นต้น

การเกิดออกซิเดชันของสิ่งเจือปนเกิดขึ้นอย่างรุนแรงที่ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเมื่อเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดสิ้นเปลือง ปฏิกิริยาของโลหะหลอมเหลวกับก๊าซเกิดขึ้นเมื่อหยดอยู่ที่ปลายอิเล็กโทรดและในสระเชื่อม และเมื่อเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดที่ไม่สิ้นเปลือง เฉพาะใน อ่างอาบน้ำ. ดังที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าปฏิกิริยาระหว่างแก๊สกับโลหะในช่องว่างอาร์คนั้นรุนแรงกว่ามากเนื่องจากอุณหภูมิสูงและพื้นผิวสัมผัสที่ใหญ่กว่าของโลหะกับแก๊ส

เนื่องจากกิจกรรมทางเคมีของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกี่ยวกับทังสเตน การเชื่อมก๊าซนี้จะดำเนินการโดยใช้อิเล็กโทรดสิ้นเปลืองเท่านั้น

คาร์บอนไดออกไซด์ไม่เป็นพิษและไม่ระเบิด ที่ความเข้มข้นมากกว่า 5% (92 g/m 3 ) คาร์บอนไดออกไซด์ส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์ เนื่องจากจะหนักกว่าอากาศและสามารถสะสมในห้องที่มีอากาศถ่ายเทไม่ดีใกล้พื้น ซึ่งจะช่วยลดปริมาณออกซิเจนในอากาศซึ่งอาจทำให้เกิดอาการขาดออกซิเจนและทำให้หายใจไม่ออก สถานที่ที่มีการเชื่อมโดยใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต้องติดตั้งระบบระบายอากาศและระบบระบายอากาศทั่วไป ความเข้มข้นสูงสุดของคาร์บอนไดออกไซด์ที่อนุญาตในอากาศของพื้นที่ทำงานคือ 9.2 g/m 3 (0.5%)

คาร์บอนไดออกไซด์ถูกจัดหาโดย เพื่อให้ได้ตะเข็บคุณภาพสูงจะใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นก๊าซและเหลวของเกรดสูงสุดและอันดับหนึ่ง

คาร์บอนไดออกไซด์ถูกขนส่งและเก็บไว้ในถังเหล็กหรือถังความจุขนาดใหญ่ในสถานะของเหลว ตามด้วยการแปรสภาพเป็นแก๊สที่โรงงาน โดยมีการจ่ายสถานีเชื่อมแบบรวมศูนย์ผ่านทางทางลาด คาร์บอนไดออกไซด์เหลว 25 กก. จะถูกเทลงในถังมาตรฐานที่มีความจุน้ำ 40 ลิตร ซึ่งความดันปกติจะอยู่ที่ 67.5% ของปริมาตรของกระบอกสูบและให้คาร์บอนไดออกไซด์ 12.5 ม. 3 เมื่อระเหย อากาศสะสมในส่วนบนของกระบอกสูบพร้อมกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำที่หนักกว่าคาร์บอนไดออกไซด์เหลวจะสะสมอยู่ที่ก้นถัง

เพื่อลดความชื้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ขอแนะนำให้ติดตั้งกระบอกสูบโดยให้วาล์วอยู่ด้านล่าง และหลังจากตั้งค่าไว้ 10 ... 15 นาที ให้เปิดวาล์วอย่างระมัดระวังและปล่อยความชื้นออกจากกระบอกสูบ ก่อนทำการเชื่อม จำเป็นต้องปล่อยก๊าซจำนวนเล็กน้อยออกจากกระบอกสูบที่ติดตั้งตามปกติเพื่อกำจัดอากาศที่ติดอยู่ในกระบอกสูบ ความชื้นบางส่วนถูกกักไว้ในคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปของไอน้ำ ซึ่งจะเลวลงเมื่อเชื่อมตะเข็บ

เมื่อก๊าซถูกปล่อยออกจากกระบอกสูบเนื่องจากผลของการควบคุมปริมาณและการดูดซับความร้อนในระหว่างการระเหยของคาร์บอนไดออกไซด์เหลว ก๊าซจะถูกทำให้เย็นลงอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยการสกัดก๊าซอย่างเข้มข้น ตัวลดขนาดสามารถถูกบล็อกโดยความชื้นแช่แข็งที่บรรจุอยู่ในคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำแข็งแห้ง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เมื่อใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จะมีการติดตั้งเครื่องทำความร้อนด้วยแก๊สที่ด้านหน้าของรีดิวเซอร์ การกำจัดความชื้นขั้นสุดท้ายหลังจากใช้รีดิวเซอร์ด้วยสารดูดความชื้นพิเศษที่บรรจุใยแก้วและแคลเซียมคลอไรด์ ซิลิกาฮีเลียม คอปเปอร์ซัลเฟต หรือสารดูดซับความชื้นอื่นๆ

กระบอกคาร์บอนไดออกไซด์ทาสีดำพร้อมจารึกตัวอักษรสีเหลือง "CARBON DIOXIDE".

บทความอธิบายวัตถุเจือปนอาหาร (ก๊าซสำหรับเครื่องดื่มอิ่มตัว, สภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซสำหรับบรรจุภัณฑ์และการเก็บรักษา) คาร์บอนไดออกไซด์ (E290, คาร์บอนไดออกไซด์) การใช้, ผลกระทบต่อร่างกาย, อันตรายและผลประโยชน์, องค์ประกอบ, ความคิดเห็นของผู้บริโภค
ชื่อสารเติมแต่งอื่นๆ: คาร์บอนไดออกไซด์, กรดคาร์บอนิกแอนไฮไดรด์, ​​คาร์บอนไดออกไซด์, กรดคาร์บอนิก, E290, E-290, E-290

ฟังก์ชั่นที่ดำเนินการ

ก๊าซอิ่มตัวสำหรับเครื่องดื่ม ก๊าซบรรจุภัณฑ์และการจัดเก็บ

ถูกกฎหมายในการใช้งาน

ยูเครน EU รัสเซีย

คาร์บอนไดออกไซด์ E290 - มันคืออะไร?

คาร์บอนไดออกไซด์ E290 ใช้ในการผลิตเครื่องดื่มอัดลมที่ไม่มีแอลกอฮอล์

คาร์บอนไดออกไซด์หรือที่เรียกว่าคาร์บอนไดออกไซด์เรียกว่าสารเติมแต่ง E290 ในการผลิตอาหาร สูตรทางเคมีของสารเติมแต่ง E290 คือ CO 2 คาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้สภาวะปกติเป็นก๊าซที่ไม่มีกลิ่นและไม่มีสี คาร์บอนไดออกไซด์ละลายได้ง่ายในน้ำ (1 ลิตรของ CO 2 ในน้ำ 1 ลิตรที่อุณหภูมิ 15 °C) และก่อตัวเป็นกรดอ่อน

คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นจากการเผาไหม้และการสลายตัวทางชีวภาพ (การเน่าเปื่อย) ของสารอินทรีย์ต่างๆ ในกระบวนการของกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต (ระหว่างการสลายตัวและการสลายตัวของฮิวมัสในดิน ระหว่างไฟป่า อันเป็นผลมาจากการเผาไหม้ผลิตภัณฑ์น้ำมัน ก๊าซและถ่านหินในกระบวนการหายใจของพืช สัตว์ และ ร่างกายมนุษย์ ซึ่งคาร์บอนไดออกไซด์มีบทบาทสำคัญ จะปล่อยก๊าซออกมาในปริมาณประมาณ 2.3 กิโลกรัมต่อวัน

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในสารที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ คาร์บอนไดออกไซด์มีอยู่ในปริมาณมหาศาลในบรรยากาศและในน้ำพุแร่ คาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมากจะละลายในน้ำของทะเลและมหาสมุทร ในชั้นบรรยากาศของโลก ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 0.04% ความหนาแน่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คือหนึ่งเท่าครึ่งของความหนาแน่นของอากาศ สารนี้เป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจกที่เรียกว่าและการสะสมในชั้นบรรยากาศเป็นหนึ่งในสาเหตุของการเร่งความเร็วของภาวะโลกร้อน คาร์บอนไดออกไซด์ยังเป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์หลายดวงในระบบสุริยะของเรา เช่น ดาวอังคารและดาวศุกร์ และประกอบขึ้นเป็นส่วนสำคัญของมัน

ในปริมาณทางอุตสาหกรรม คาร์บอนไดออกไซด์ได้มาจากก๊าซไอเสียหรือระหว่างการสลายตัวของแร่คาร์บอเนต (โดโลไมต์และหินปูน) รวมถึงผลพลอยได้จากการหมักด้วยแอลกอฮอล์ ส่วนผสมที่เป็นผลลัพธ์ของก๊าซจะต้องถูกแยกออก การทำให้บริสุทธิ์ และได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย - คาร์บอนไดออกไซด์บริสุทธิ์ นอกจากนี้ยังมีวิธีเพื่อให้ได้ E290 ในการผลิตออกซิเจน อาร์กอน และไนโตรเจนบริสุทธิ์ในโรงแยกอากาศ

คาร์บอนไดออกไซด์ E290 - ส่งผลเสียต่อร่างกายหรือไม่?

คาร์บอนไดออกไซด์ไม่เป็นพิษและไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ต้องจำไว้ว่าคาร์บอนไดออกไซด์เร่งการดูดซึมของสารต่าง ๆ เข้าไปในเยื่อบุกระเพาะอาหารและอาจทำให้เกิดอาการมึนเมาอย่างรวดเร็วเมื่อดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่บรรจุอยู่ เครื่องดื่มอัดลมที่มีคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารละลายเจือจางของกรดคาร์บอนิกอ่อน ๆ ดังนั้นการดื่มเครื่องดื่มที่มีสารเติมแต่ง E290 จึงเป็นข้อห้ามสำหรับผู้ที่มีปัญหาทางการแพทย์เกี่ยวกับกระเพาะอาหารและทางเดินอาหาร (โรคกระเพาะ, แผลในกระเพาะอาหาร ฯลฯ )

วัตถุเจือปนอาหาร E290 คาร์บอนไดออกไซด์ - การใช้กับอาหาร

ในอุตสาหกรรมอาหาร E290 ถูกใช้เป็นก๊าซอิ่มตัวสำหรับเครื่องดื่ม สารกันบูด สารต้านอนุมูลอิสระ สารควบคุมความเป็นกรด และก๊าซป้องกัน คาร์บอนไดออกไซด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องดื่มอัดลมที่ไม่มีแอลกอฮอล์และแอลกอฮอล์ กรดคาร์บอนิกซึ่งเกิดขึ้นเมื่อ CO 2 ละลายในน้ำ แสดงคุณสมบัติต้านจุลชีพและการฆ่าเชื้อ

ในอุตสาหกรรมลูกกวาดและเบเกอรี่ สารเติมแต่ง E290 ใช้เป็นหัวเชื้อ ให้ปริมาณผลิตภัณฑ์ขนมและเบเกอรี่ คาร์บอนไดออกไซด์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไวน์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการหมัก คาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้เป็นก๊าซป้องกันในการจัดเก็บอาหารต่างๆ

คาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอนไดออกไซด์, คาร์บอนไดออกไซด์, CO 2) เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของสององค์ประกอบ - ออกซิเจนและคาร์บอน คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้สารประกอบไฮโดรคาร์บอนหรือถ่านหิน อันเป็นผลมาจากการหมักของเหลว และยังเป็นผลจากการหายใจของสัตว์และมนุษย์อีกด้วย มีอยู่ในบรรยากาศในปริมาณน้อย พืชดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศและแปลงเป็นสารประกอบอินทรีย์ เมื่อก๊าซนี้หายไปจากชั้นบรรยากาศบนโลก แทบไม่มีฝนตกเลย และอากาศจะเย็นลงอย่างเห็นได้ชัด

คุณสมบัติของคาร์บอนไดออกไซด์

คาร์บอนไดออกไซด์หนักกว่าอากาศ แช่แข็งที่อุณหภูมิ -78°C เมื่อกลายเป็นน้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์จะก่อตัวเป็นหิมะ ในสารละลาย คาร์บอนไดออกไซด์จะก่อตัวเป็นกรดคาร์บอนิก เนื่องจากคุณสมบัติบางอย่าง คาร์บอนไดออกไซด์จึงถูกเรียกว่า "ผ้าห่ม" ของโลก มันส่งรังสีอัลตราไวโอเลตได้อย่างง่ายดาย รังสีอินฟราเรดถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวของคาร์บอนไดออกไซด์สู่อวกาศ

คาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยออกมาในรูปของเหลวที่อุณหภูมิต่ำ รูปของเหลวที่ความดันสูง และรูปก๊าซ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปก๊าซได้มาจากก๊าซเสียในการผลิตแอลกอฮอล์ แอมโมเนีย และจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซที่ไม่เป็นพิษและไม่ระเบิด ไม่มีกลิ่นและไม่มีสี ในรูปของเหลว คาร์บอนไดออกไซด์เป็นของเหลวที่ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น ที่เนื้อหามากกว่า 5% คาร์บอนไดออกไซด์สะสมในพื้นที่พื้นในห้องที่มีการระบายอากาศไม่ดี การลดลงของปริมาณออกซิเจนในอากาศอาจทำให้ขาดออกซิเจนและทำให้หายใจไม่ออก นักคัพภวิทยาพบว่าเซลล์ของมนุษย์และสัตว์ต้องการคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 7% และออกซิเจนเพียง 2% คาร์บอนไดออกไซด์เป็นยากล่อมประสาทของระบบประสาทและเป็นยาชาที่ดีเยี่ยม ก๊าซในร่างกายมนุษย์มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์กรดอะมิโนมีผลทำให้หลอดเลือดขยายตัว การขาดคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดทำให้เกิดอาการกระตุกของหลอดเลือดและกล้ามเนื้อเรียบของอวัยวะทั้งหมด ทำให้มีการหลั่งเพิ่มขึ้นในช่องจมูก หลอดลม และการพัฒนาของติ่งเนื้อและเนื้องอกในจมูก ทำให้เยื่อหุ้มหนาขึ้นเนื่องจากการสะสมของ คอเลสเตอรอล.

รับคาร์บอนไดออกไซด์

มีหลายวิธีในการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในอุตสาหกรรม คาร์บอนไดออกไซด์ได้มาจากโดโลไมต์ ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของหินปูนของคาร์บอเนตธรรมชาติ และจากก๊าซจากเตาหลอม ล้างส่วนผสมของแก๊สด้วยสารละลายโพแทสเซียมคาร์บอเนต ส่วนผสมดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และเปลี่ยนเป็นไฮโดรเจนคาร์บอเนต สารละลายไบคาร์บอเนตถูกทำให้ร้อนและสลายตัวจะปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ในวิธีการผลิตเชิงอุตสาหกรรม ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกสูบเข้าไปในกระบอกสูบ

ในห้องปฏิบัติการ การผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของไบคาร์บอเนตและคาร์บอเนตกับกรด

การใช้งานสำหรับคาร์บอนไดออกไซด์

ในชีวิตประจำวันมีการใช้คาร์บอนไดออกไซด์ค่อนข้างบ่อย ในอุตสาหกรรมอาหาร คาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้เป็นหัวเชื้อสำหรับแป้งและเป็นสารกันบูด ระบุไว้บนบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์ภายใต้รหัส E290 คุณสมบัติของคาร์บอนไดออกไซด์ยังใช้ในการผลิตน้ำอัดลม

นักชีวเคมีพบว่าการใส่ปุ๋ยในอากาศด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นั้นมีประสิทธิภาพมากเพื่อเพิ่มผลผลิตของพืชผลต่างๆ อย่างไรก็ตาม วิธีการใส่ปุ๋ยนี้ใช้ได้เฉพาะในโรงเรือนเท่านั้น ในการเกษตร ก๊าซถูกใช้เพื่อสร้างฝนเทียม เมื่อทำให้สภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเป็นกลาง คาร์บอนไดออกไซด์จะเข้ามาแทนที่กรดแร่ที่มีศักยภาพ ในร้านขายผัก คาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซ

ในอุตสาหกรรมน้ำหอม คาร์บอนไดออกไซด์ใช้ในการผลิตน้ำหอม ในทางการแพทย์ คาร์บอนไดออกไซด์จะใช้สำหรับฤทธิ์ฆ่าเชื้อระหว่างการผ่าตัดแบบเปิด

เมื่อเย็นลง คาร์บอนไดออกไซด์จะกลายเป็น "น้ำแข็งแห้ง" ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวบรรจุในกระบอกสูบและส่งไปยังผู้บริโภค คาร์บอนไดออกไซด์ในรูปของ "น้ำแข็งแห้ง" ใช้ถนอมอาหาร น้ำแข็งดังกล่าวเมื่อถูกความร้อนจะระเหยไปโดยไม่มีสารตกค้าง

คาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้เป็นสื่อกลางในการเชื่อมลวด ในระหว่างการเชื่อม คาร์บอนไดออกไซด์จะสลายตัวเป็นออกซิเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับโลหะเหลวและออกซิไดซ์

ในการสร้างแบบจำลองทางอากาศ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเครื่องยนต์ คาร์บอนไดออกไซด์กระป๋องใช้ในปืนลม

กระบวนการที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการก่อตัวของสารประกอบนี้คือการสลายตัวของซากสัตว์และพืช การเผาไหม้เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ การหายใจของสัตว์และพืช ตัวอย่างเช่น หนึ่งคนต่อวันปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณหนึ่งกิโลกรัมสู่ชั้นบรรยากาศ คาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์สามารถเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกปลดปล่อยออกมาระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟ และยังสามารถสกัดได้จากแหล่งน้ำแร่อีกด้วย คาร์บอนไดออกไซด์พบได้ในปริมาณเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศของโลก

ลักษณะเฉพาะของโครงสร้างทางเคมีของสารประกอบนี้ทำให้สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีหลายอย่าง ซึ่งเป็นพื้นฐานของคาร์บอนไดออกไซด์

สูตร

ในสารประกอบของสารนี้ อะตอมของคาร์บอนเตตระวาเลนต์สร้างพันธะเชิงเส้นที่มีโมเลกุลออกซิเจนสองโมเลกุล การปรากฏตัวของโมเลกุลดังกล่าวสามารถแสดงได้ดังนี้:

ทฤษฎีไฮบริไดเซชันอธิบายโครงสร้างของโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ดังนี้: พันธะซิกมาสองพันธะที่มีอยู่เกิดขึ้นระหว่าง sp ออร์บิทัลของอะตอมคาร์บอนและออร์บิทัล 2p สองออร์บิทัลของออกซิเจน p-orbitals ของคาร์บอนซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการไฮบริไดเซชันมีการเชื่อมต่อร่วมกับออร์บิทัลออกซิเจนที่คล้ายคลึงกัน ในปฏิกิริยาเคมี คาร์บอนไดออกไซด์เขียนเป็น CO2

คุณสมบัติทางกายภาพ

ภายใต้สภาวะปกติ คาร์บอนไดออกไซด์จะเป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่น มันหนักกว่าอากาศ ดังนั้นคาร์บอนไดออกไซด์จึงสามารถทำตัวเหมือนของเหลวได้ ตัวอย่างเช่น สามารถเทจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่งได้ สารนี้ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ - CO 2 ประมาณ 0.88 ลิตรละลายในน้ำหนึ่งลิตรที่ 20 ⁰С อุณหภูมิที่ลดลงเล็กน้อยเปลี่ยนสถานการณ์อย่างรุนแรง - ในน้ำลิตรเดียวกันที่17⁰С CO 2 1.7 ลิตรสามารถละลายได้ ด้วยการระบายความร้อนที่รุนแรงสารนี้จะถูกสะสมในรูปของเกล็ดหิมะซึ่งเรียกว่า "น้ำแข็งแห้ง" ชื่อนี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าที่ความดันปกติ สารที่ผ่านสถานะของเหลวจะเปลี่ยนเป็นก๊าซทันที คาร์บอนไดออกไซด์เหลวเกิดขึ้นที่ความดันเพียง 0.6 MPa และที่อุณหภูมิห้อง

คุณสมบัติทางเคมี

เมื่อทำปฏิกิริยากับตัวออกซิไดซ์ที่แรง 4-carbon dioxide แสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาทั่วไปของการโต้ตอบนี้:

C + CO 2 \u003d 2CO.

ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของถ่านหิน คาร์บอนไดออกไซด์จึงลดลงเป็นการดัดแปลงแบบไดวาเลนต์ - คาร์บอนมอนอกไซด์

ภายใต้สภาวะปกติ คาร์บอนไดออกไซด์จะเฉื่อย แต่โลหะออกฤทธิ์บางชนิดสามารถเผาไหม้ได้ โดยดึงออกซิเจนออกจากสารประกอบและปล่อยก๊าซคาร์บอนออกมา ปฏิกิริยาทั่วไปคือการเผาไหม้ของแมกนีเซียม:

2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C.

ในระหว่างการทำปฏิกิริยา จะเกิดแมกนีเซียมออกไซด์และคาร์บอนอิสระ

ในสารประกอบทางเคมี CO 2 มักแสดงคุณสมบัติของกรดออกไซด์ทั่วไป ตัวอย่างเช่น ทำปฏิกิริยากับเบสและเบสออกไซด์ ผลของปฏิกิริยาคือเกลือของกรดคาร์บอนิก

ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของการรวมกันของโซเดียมออกไซด์กับคาร์บอนไดออกไซด์สามารถแสดงได้ดังนี้:

นา 2 O + CO 2 \u003d นา 2 CO 3;

2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O;

NaOH + CO 2 \u003d NaHCO 3

กรดคาร์บอนิกและสารละลาย CO 2

คาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำทำให้เกิดสารละลายที่มีความแตกตัวในระดับเล็กน้อย สารละลายคาร์บอนไดออกไซด์นี้เรียกว่ากรดคาร์บอนิก ไม่มีสีแสดงออกอย่างอ่อนและมีรสเปรี้ยว

บันทึกปฏิกิริยาเคมี:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

สมดุลถูกเลื่อนไปทางซ้ายค่อนข้างแรง - เพียงประมาณ 1% ของคาร์บอนไดออกไซด์เริ่มต้นเท่านั้นที่จะถูกแปลงเป็นกรดคาร์บอนิก ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น โมเลกุลของกรดคาร์บอนิกในสารละลายก็จะยิ่งน้อยลง เมื่อสารประกอบเดือด จะหายไปอย่างสมบูรณ์ และสารละลายจะสลายตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ สูตรโครงสร้างของกรดคาร์บอนิกแสดงไว้ด้านล่าง

คุณสมบัติของกรดคาร์บอนิก

กรดคาร์บอนิกอ่อนมาก ในสารละลายจะสลายตัวเป็นไฮโดรเจนไอออน H + และ HCO 3 - สารประกอบ ในปริมาณที่น้อยมาก CO 3 - ไอออนจะเกิดขึ้น

กรดคาร์บอนิกเป็นไดเบสิก ดังนั้นเกลือที่เกิดจากกรดนี้สามารถมีกรดปานกลางและเป็นกรดได้ ตามธรรมเนียมเคมีของรัสเซีย เกลือปานกลางเรียกว่าคาร์บอเนต และเกลือเข้มข้นเรียกว่าไบคาร์บอเนต

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ

วิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ในการตรวจจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซคือการเปลี่ยนความโปร่งใสของปูนขาว

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

ประสบการณ์นี้เป็นที่รู้จักจากหลักสูตรเคมีของโรงเรียน ในช่วงเริ่มต้นของปฏิกิริยา จะเกิดตะกอนสีขาวจำนวนเล็กน้อย ซึ่งจะหายไปเมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านน้ำ การเปลี่ยนแปลงของความโปร่งใสเกิดขึ้นเนื่องจากในกระบวนการปฏิสัมพันธ์ สารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ - แคลเซียมคาร์บอเนตจะกลายเป็นสารที่ละลายน้ำได้ - แคลเซียมไบคาร์บอเนต ปฏิกิริยาดำเนินไปในลักษณะต่อไปนี้:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2

รับคาร์บอนไดออกไซด์

หากคุณต้องการได้รับ CO2 จำนวนเล็กน้อย คุณสามารถเริ่มทำปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริกกับแคลเซียมคาร์บอเนต (หินอ่อน) บันทึกทางเคมีของการโต้ตอบนี้มีลักษณะดังนี้:

CaCO 3 + HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2

ด้วยเหตุนี้จึงใช้ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของสารที่มีคาร์บอนเช่นอะเซทิลีน:

CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -.

เครื่องมือ Kipp ใช้ในการรวบรวมและจัดเก็บสารที่เป็นก๊าซที่เกิดขึ้น

สำหรับความต้องการของอุตสาหกรรมและการเกษตร การผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต้องมีขนาดใหญ่ วิธีที่นิยมสำหรับปฏิกิริยาขนาดใหญ่เช่นการเผาไหม้ของหินปูนซึ่งก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สูตรปฏิกิริยาได้รับด้านล่าง:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

การใช้คาร์บอนไดออกไซด์

อุตสาหกรรมอาหารภายหลังการผลิต "น้ำแข็งแห้ง" ในปริมาณมาก ได้เปลี่ยนไปใช้วิธีการจัดเก็บอาหารแบบใหม่โดยพื้นฐาน เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตเครื่องดื่มอัดลมและน้ำแร่ ปริมาณ CO 2 ในเครื่องดื่มให้ความสดและเพิ่มอายุการเก็บรักษาอย่างมีนัยสำคัญ และการทำให้เป็นกรดของน้ำแร่ช่วยหลีกเลี่ยงความอับชื้นและรสชาติที่ไม่พึงประสงค์

ในการปรุงอาหารมักใช้วิธีการดับกรดซิตริกด้วยน้ำส้มสายชู ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาพร้อมๆ กันทำให้ขนมมีความวิจิตรงดงาม

สารประกอบนี้มักใช้เป็นสารเติมแต่งอาหารเพื่อเพิ่มอายุการเก็บของอาหาร ตามมาตรฐานสากลสำหรับการจำแนกประเภทของสารเคมีในผลิตภัณฑ์จะผ่านภายใต้รหัส E 290

ผงคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในสารที่นิยมใช้กันมากที่สุดซึ่งประกอบเป็นส่วนผสมในการดับเพลิง สารนี้ยังพบได้ในโฟมของเครื่องดับเพลิง

ทางที่ดีควรขนส่งและเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ในถังโลหะ ที่อุณหภูมิมากกว่า 31⁰C ความดันในกระบอกสูบสามารถเข้าถึงวิกฤตและ CO 2 ของเหลวจะเข้าสู่สถานะวิกฤตยิ่งยวดด้วยแรงดันใช้งานที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 7.35 MPa กระบอกโลหะสามารถทนต่อแรงดันภายในได้ถึง 22 MPa ดังนั้นช่วงแรงดันที่อุณหภูมิสูงกว่า 30 องศาจึงถือว่าปลอดภัย

ชื่ออื่น:คาร์บอนไดออกไซด์, คาร์บอนไดออกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์ (IV), คาร์บอนิกแอนไฮไดรด์

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตรเคมี CO 2 ; ก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่น

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติทางเคมีและวิธีการเตรียม

ทำความสะอาด

การทำให้บริสุทธิ์ของ CO 2 ที่เก็บไว้ในถังเหล็ก การขาย CO 2 ในถังเหล็กอาจมีสิ่งเจือปนดังต่อไปนี้: ไอน้ำ, O 2 , N 2, ร่องรอยของ H 2 S และ SO 2 ที่น้อยกว่า ในกรณีส่วนใหญ่ CO 2 เชิงพาณิชย์มีความบริสุทธิ์เพียงพอที่จะทำปฏิกิริยาเคมี สำหรับความต้องการที่สูงขึ้นเท่านั้น (เช่น ในการวิจัยทางกายภาพ) CO 2 เชิงพาณิชย์ควรได้รับการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติม ในการทำเช่นนี้ ก๊าซจะถูกส่งผ่านสารละลายอิ่มตัวของ CuSO 4 จากนั้นผ่านสารละลายของ KHCO 3 และสุดท้ายผ่านเครื่องแยกส่วน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อผลิต H 2 S บริสุทธิ์ สำหรับการแยกส่วน CO 2 จะใช้แหวนรองแนวตั้งสี่ตัว U-tube แปดตัวสำหรับการระบายความร้อนอย่างลึกและกับดักการเยือกแข็งสองตัว ก่อนที่ช่องแช่แข็งสุดท้ายจะมีกิ่งก้านของมาโนมิเตอร์ปรอท CO 2 ผ่าน U-tube สี่ท่อแรกเพื่อการระบายความร้อนที่ลึก (เก็บไว้ที่อุณหภูมิที่กำหนด) และแข็งตัวที่ 8 เมื่อเต็ม 8 ให้เปิดวาล์ว 9 บัดกรีที่จุด 10 และสร้างสุญญากาศสูงในส่วนนี้ของอุปกรณ์ . หลังจากนั้นหลอดรูป 11 รูปที่เหลืออีกสี่หลอดจะถูกทำให้เย็นลงที่ -78 ° C (น้ำแข็งแห้ง + 4-อะซิโตน) การระบายความร้อนด้วยอากาศด้วยของเหลวจะถูกลบออกจาก 5 กระแสก๊าซแรกจะถูกสูบออกไปแล้วจึงแช่อยู่ใน ภาชนะสำหรับการควบแน่น 11 เป็นของเหลวในอากาศ เศษส่วนตรงกลางจะถูกรวบรวมใน 11 และส่วนที่เหลือใน 8 เศษส่วนของ 11 จะถูกระเหิดเพิ่มอีกสองเท่าและความบริสุทธิ์ของก๊าซจะถูกควบคุมโดยการกำหนดความดันไอที่อุณหภูมิต่างๆ ก๊าซถูกเก็บไว้ในขวดแก้วขนาด 25 ลิตร ซึ่งลดแก๊สโดยการให้ความร้อนเป็นเวลาหลายชั่วโมงในสุญญากาศสูงที่ 350 °C

รูปที่ 1 การติดตั้งสำหรับการผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์

น้ำแข็งแห้ง

"น้ำแข็งแห้ง" - คาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็งภายใต้สภาวะปกติ (ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิห้อง) จะผ่านเข้าสู่สถานะไอโดยผ่านเฟสของเหลว มีลักษณะเป็นน้ำแข็ง (จึงเป็นที่มาของชื่อ)

อุณหภูมิการระเหิดที่ความดันปกติคือ -78.5˚ C เทคนิค "น้ำแข็งแห้ง" มีความหนาแน่นประมาณ 1,560 กก. / ลบ.ม. 3 ดูดซับความร้อนได้ประมาณ 590 kJ / kg (140 kcal / kg) ระหว่างการระเหิด ผลิตในพืชคาร์บอนไดออกไซด์

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว

1. Volkov, A.I. , Zharsky, I.M.หนังสืออ้างอิงทางเคมีขนาดใหญ่ / A.I. วอลคอฟ, ไอ.เอ็ม. ซาร์สกี้ - มินสค์: โรงเรียนสมัยใหม่ 2548 - 608 พร้อม ISBN 985-6751-04-7
2. ฮอฟแมน ดับเบิลยู, Rüdorf W. , Haas A. , Schenk P. W. , Huber F. , Schmeiser M. , Baudler M. , Becher H.-J. , Dönges E. , Schmidbaur H. , Erlich P. , Seifert H. I คู่มือการใช้สารอนินทรีย์ การสังเคราะห์: ใน 6 เล่ม ต.3 ต่อ. กับ. เยอรมัน / อ. จี. บราวเวอร์. - M.: Mir, 1985. - 392 p., ill. [กับ. 682]