Углекислый газ формируется при соединении двух элементов: углерода и кислорода. Он образуется в процессе сжигания угля или углеводородных соединений, при ферментации жидкостей, а также как продукт дыхания людей и животных. В небольших количествах он содержится и в атмосфере, откуда он ассимилируется растениями, которые в свою очередь производят кислород. Углекислый газ бесцветен и тяжелее воздуха. Он не пригоден для поддержания жизни. Углекислый газ замерзает при температуре −78,5 °C с образованием снега, состоящего из двуокиси углерода. В виде водного раствора он образует угольную кислоту, однако она не обладает достаточной стабильностью для того, чтобы ее можно было легко изолировать.
| Диоксид углерода | |
|---|---|
  
|
|
| Другие названия | углекислый газ, двуокись углерода, сухой лёд(твердый) |
| Формула | CO2 |
| Молярная масса | 44,0095(14) г/моль |
| В твердом виде | сухой лёд |
| Вид | бесцветный газ |
| Номер CAS | [ |
| Свойства | |
| Плотность и фазовое состояние | 1,9769 кг/м3, при н.у.; 771 кг/м3, жидкий; 1512 кг/м3, твёрдый |
| Растворимость в воде | 1,45 кг/м3 |
| Удельная теплоемкость | 0,846 кДж/(кг*С) при 27 °C |
| Удельная теплота плавления | 25,13 кДж/моль |
| Точка плавления | −57 °C (216 K), под давлением |
| Точка кипения | −78 °C (195 K), возгоняется |
| Константа диссоциации кислоты (pKa) | 6,35 и 10,33 |
| Вязкость | 0,07 пз при −78 °C |
| Строение | |
| Форма молекулы | линейная |
| Кристаллическая решётка | молекулярная |
| Дипольный момент | ноль |
| Техника безопасности | |
| MSDS | External MSDS |
| Главные опасности | удушающее, раздражающее |
| NFPA 704 | |
| R: As, Fb [источник не указан 830 дней] | |
| S9, S23, S36 (ж) | |
| RTECS number | FF6400000 |
| Страница дополнительных сведений | |
| Структура и свойства | n, εr, |
| Спектр | УФ, ИК, ЯМР, |
| Родственные соединения | |
| Оксиды | CO C3O2 C2O CO3 |
| Если не указано иное, данные даны для материалов при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа) Infobox disclaimer and references | |
Основное применение
Химическая отрасль
Углекислый газ используется при производстве синтетических химических веществ и регулировании реакторных температур.
CO2 также служит для нейтрализации щелочных сточных вод. В закритических условиях диоксид углерода используется в процессах очистки или осушки полимеров, волокон животного или растительного происхождения.
Фармацевтика
Углекислый газ используется для создания инертной среды, синтеза химических веществ, сверхкритической флюидной экстракции (SFE), подкисления (pH) сточных вод или продукта при их низкотемпературной транспортировке (−78 °C или −108 °F).
Пищевая отрасль
В пищевой отрасли выделяются следующие основные направления применения CO2
- Насыщение углекислотой шипучих напитков, в том числе безалкогольных напитков, минеральной воды и пива.
- Упаковка пищевых продуктов — инертные и бактерицидные свойства газа успешно используются в азотных смесях (упаковка в модифицированной атмосфере) для увеличения срока хранения многих продуктов питания (§ ALIGAL™).
- Процессы охлаждения или заморозки (в виде криогенной жидкости) и контроль температуры при распределении пищевых продуктов (в виде сухого льда).
- Удаление кофеина из кофе с использованием диоксида углерода в сверхкритическом состоянии.
Медицина
При проведении операций на искусственных органах углекислый газ служит для создания атмосферных условий, близких к физиологическим.
В качестве одного из компонентов кислородной или воздушной смеси углекислый газ служит стимулятором глубокого дыхания. Другим его применением является хирургическая дилатация при интраабдоминальных инсуффляциях.
Металлургическая отрасль
Наиболее популярным применением углекислого газа в металлургии является защита окружающей среды
- CO2 применяется для осаждения бурого дыма в процессах завалки лома и закачки углерода, для сокращения объема поглощения азота в процессе вскрытия электродуговых печей, а также для донного перемешивания.
- Отрасль переработки цветных металлов использует углекислый газ для осаждения дыма в процессе ковшовой транспортировки штейна (производство Cu/Ni) или слитков (производство Zn/Pb).
- Небольшое количество жидкого диоксида углерода может использоваться при рециркуляции воды в процессе отвода кислотных шахтных вод.
- Лазеры, использующие CO2, хорошо известны еще и как потребители некоторых специальных марок диоксида углерода (§ LASAL™).
Лабораторные исследования и анализ
Диоксид углерода в сверхкритическом состоянии представляет собой подвижную фазу, используемую как в процессе хроматографического анализа, так и в процессах экстрагирования.
Целлюлозно-бумажная отрасль
После щелочной отбелки древесной массы или целлюлозы диоксид углерода позволяет с высокой точностью регулировать уровень pH в переработанном сырье.
CO2 может использоваться в процессах нейтрализации талового масла и в целях повышения производительности бумагоделательных машин.
Электроника
Диоксид углерода стандартно применяется для обработки сточных вод, а в качестве охладителя он используется при испытании электронных приборов на воздействие окружающей среды.
Помимо этого диоксид углерода позволяет повышать проводимость сверхчистой воды, а в виде снега используется для абразивной очистки деталей или удаления осадков на кристаллических пластинах.
Дополнительно диоксид углерода может использоваться в качестве экологически чистой сверхкритической жидкости для удаления фототвердеющих материалов из кристаллических пластин без применения органических растворителей.
Охрана окружающей среды
Добавление диоксида углерода позволяет поддерживать необходимый уровень pH в жидких стоках. В качестве регулятора рН он является прекрасной альтернативой серной кислоте.
Telegram-бот