Kohlendioxid zerfällt in... Verflüssigte Gase

Im industriellen Maßstab kann Kohlendioxid auf folgende Weise gewonnen werden:

1. aus Kalkstein, der bis zu 40 % CO 2 enthält, Koks oder Anthrazit bis zu 18 % CO 2 durch Brennen in speziellen Öfen;
2. in Anlagen, die nach der Schwefelsäuremethode betrieben werden, aufgrund von Wechselwirkungsreaktionen von Schwefelsäure mit Kreideemulsion;
3. aus Gasen, die bei der Gärung von Alkohol, Bier und beim Abbau von Fetten entstehen;
4. aus den Rauchgasen von Industriekesseln, die Kohle, Erdgas und andere Brennstoffe verbrennen. Rauchgas enthält 12-20 % CO 2;
5. aus Abgasen der chemischen Produktion, vor allem synthetisches Ammoniak und Methanol. Die Abgase enthalten etwa 90 % CO 2 .

Zur Zeit Kohlendioxid wird am häufigsten aus Gasen während der Fermentation gewonnen. Das Abgas besteht in diesen Fällen nahezu aus reinem Kohlendioxid und ist ein billiges Nebenprodukt der Produktion.

In Hydrolyseanlagen werden bei der Vergärung von Hefe mit Sägemehl Gase freigesetzt, die 99 % CO 2 enthalten.

1 - Gärtank; 2 - Gastank; 3 - Waschturm; 4 - Vorkompressor; 5 - Röhrenkühlschrank; 6 - Ölabscheider; 7 - Turm; 8 - Turm; 9 - zweistufiger Kompressor; 10 - Kühlschrank; 11 - Ölabscheider; 12 - Panzer.

Schema zur Herstellung von Kohlendioxid in Hydrolyseanlagen

Gas aus Gärtank 1 wird über Pumpen zugeführt und gelangt bei ausreichendem Druck selbstständig in den Gastank 2, wo es von Feststoffpartikeln getrennt wird. Anschließend gelangt das Gas in den mit Koks oder Keramikringen gefüllten Waschturm 3, wo es im Gegenstrom von Wasser gewaschen und schließlich von festen Partikeln und wasserlöslichen Verunreinigungen befreit wird. Nach dem Waschen gelangt das Gas in den Vorkompressor 4, wo es auf einen Druck von 400–550 kPa komprimiert wird.

Da bei der Kompression die Temperatur des Kohlendioxids auf 90-100°C ansteigt, gelangt das Gas nach dem Kompressor in den Rohrkühler 5, wo es auf 15°C abgekühlt wird. Anschließend wird das Kohlendioxid zum Ölabscheider 6 geleitet, wo das bei der Kompression in das Gas gelangte Öl abgetrennt wird. Anschließend wird Kohlendioxid in Turm 7 mit wässrigen Lösungen von Oxidationsmitteln (KMnO 4, K 2 Cr 2 P 7, Hypochromit) gereinigt und anschließend in Turm 8 mit Aktivkohle oder Kieselgel getrocknet.

Nach der Reinigung und Trocknung gelangt Kohlendioxid in einen zweistufigen Kompressor 9. In Stufe I wird es auf 1–1,2 MPa komprimiert. Anschließend gelangt Kohlendioxid in den Kühlschrank 10, wo es von 100 auf 15 °C abgekühlt wird, durch den Ölabscheider 11 gelangt und in die zweite Stufe des Kompressors gelangt, wo es auf 6–7 MPa komprimiert, in flüssiges Kohlendioxid umgewandelt und gesammelt wird Tank 12, aus dem die Betankung mit Standardflaschen oder anderen Behältern (Tanks) erfolgt.

Die häufigsten Prozesse zur Bildung dieser Verbindung sind die Verrottung von Tier- und Pflanzenresten, die Verbrennung verschiedener Arten von Brennstoffen und die Atmung von Tieren und Pflanzen. Beispielsweise stößt ein Mensch pro Tag etwa ein Kilogramm Kohlendioxid in die Atmosphäre aus. Kohlenmonoxid und Kohlendioxid können auch in der unbelebten Natur entstehen. Kohlendioxid wird bei vulkanischer Aktivität freigesetzt und kann auch aus Mineralwasserquellen entstehen. Kohlendioxid kommt in geringen Mengen in der Erdatmosphäre vor.

Die Besonderheiten der chemischen Struktur dieser Verbindung ermöglichen die Teilnahme an vielen chemischen Reaktionen, deren Grundlage Kohlendioxid ist.

Formel

In der Verbindung dieser Substanz geht das vierwertige Kohlenstoffatom eine lineare Bindung mit zwei Sauerstoffmolekülen ein. Das Aussehen eines solchen Moleküls lässt sich wie folgt darstellen:

Die Hybridisierungstheorie erklärt die Struktur des Kohlendioxidmoleküls wie folgt: Die beiden vorhandenen Sigma-Bindungen werden zwischen den sp-Orbitalen der Kohlenstoffatome und den beiden 2p-Orbitalen des Sauerstoffs gebildet; Die p-Orbitale des Kohlenstoffs, die nicht an der Hybridisierung teilnehmen, sind mit ähnlichen Orbitalen des Sauerstoffs verbunden. Bei chemischen Reaktionen wird Kohlendioxid wie folgt geschrieben: CO 2.

Physikalische Eigenschaften

Unter normalen Bedingungen ist Kohlendioxid ein farb- und geruchloses Gas. Es ist schwerer als Luft, weshalb sich Kohlendioxid wie eine Flüssigkeit verhalten kann. Es kann beispielsweise von einem Behälter in einen anderen umgefüllt werden. Dieser Stoff ist in Wasser schwer löslich – etwa 0,88 Liter CO 2 lösen sich in einem Liter Wasser bei 20 ⁰C. Ein leichter Temperaturabfall verändert die Situation radikal – 1,7 Liter CO 2 können sich in demselben Liter Wasser bei 17⁰C lösen. Bei starker Abkühlung fällt dieser Stoff in Form von Schneeflocken aus – es entsteht das sogenannte „Trockeneis“. Dieser Name rührt daher, dass der Stoff bei Normaldruck unter Umgehung der flüssigen Phase sofort in ein Gas übergeht. Flüssiges Kohlendioxid entsteht bei einem Druck knapp über 0,6 MPa und bei Raumtemperatur.

Chemische Eigenschaften

Bei Wechselwirkung mit starken Oxidationsmitteln zeigt 4-Kohlendioxid oxidierende Eigenschaften. Die typische Reaktion dieser Interaktion ist:

C + CO 2 = 2CO.

So wird Kohlendioxid mit Hilfe von Kohle zu seiner zweiwertigen Modifikation – Kohlenmonoxid – reduziert.

Unter normalen Bedingungen ist Kohlendioxid inert. Einige aktive Metalle können jedoch darin verbrennen, der Verbindung Sauerstoff entziehen und Kohlenstoffgas freisetzen. Eine typische Reaktion ist die Verbrennung von Magnesium:

2Mg + CO 2 = 2MgO + C.

Bei der Reaktion entstehen Magnesiumoxid und freier Kohlenstoff.

In chemischen Verbindungen weist CO 2 häufig die Eigenschaften eines typischen Säureoxids auf. Es reagiert beispielsweise mit Basen und basischen Oxiden. Das Ergebnis der Reaktion sind Kohlensäuresalze.

Beispielsweise kann die Reaktion einer Verbindung von Natriumoxid mit Kohlendioxid wie folgt dargestellt werden:

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3;

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O;

NaOH + CO 2 = NaHCO 3.

Kohlensäure und CO 2 -Lösung

Kohlendioxid in Wasser bildet eine Lösung mit geringem Dissoziationsgrad. Diese Kohlendioxidlösung wird Kohlensäure genannt. Es ist farblos, schwach ausgeprägt und hat einen säuerlichen Geschmack.

Aufzeichnen einer chemischen Reaktion:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.

Das Gleichgewicht verschiebt sich recht stark nach links – nur etwa 1 % des anfänglichen Kohlendioxids wird in Kohlensäure umgewandelt. Je höher die Temperatur, desto weniger Kohlensäuremoleküle sind in der Lösung enthalten. Wenn die Verbindung kocht, verschwindet sie vollständig und die Lösung zerfällt in Kohlendioxid und Wasser. Die Strukturformel der Kohlensäure ist unten dargestellt.

Eigenschaften von Kohlensäure

Kohlensäure ist sehr schwach. In Lösungen zerfällt es in Wasserstoffionen H + und Verbindungen HCO 3 -. CO 3 - Ionen werden in sehr geringen Mengen gebildet.

Kohlensäure ist zweibasisch, daher können die von ihr gebildeten Salze mittel- und sauer sein. In der russischen chemischen Tradition werden mittlere Salze Carbonate und starke Salze Bicarbonate genannt.

Qualitative Reaktion

Eine Möglichkeit, Kohlendioxidgas nachzuweisen, besteht darin, die Klarheit des Kalkmörtels zu verändern.

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

Diese Erfahrung kennt man aus einem Schulchemiekurs. Zu Beginn der Reaktion bildet sich eine kleine Menge weißer Niederschlag, der anschließend verschwindet, wenn Kohlendioxid durch Wasser geleitet wird. Die Änderung der Transparenz erfolgt, weil während des Wechselwirkungsprozesses eine unlösliche Verbindung – Calciumcarbonat – in eine lösliche Substanz – Calciumbicarbonat – umgewandelt wird. Die Reaktion verläuft auf diesem Weg:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2.

Produktion von Kohlendioxid

Wenn Sie eine kleine Menge CO2 benötigen, können Sie die Reaktion von Salzsäure mit Calciumcarbonat (Marmor) starten. Die chemische Notation für diese Wechselwirkung sieht folgendermaßen aus:

CaCO 3 + HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2.

Auch hierfür werden Verbrennungsreaktionen kohlenstoffhaltiger Stoffe, beispielsweise Acetylen, genutzt:

CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -.

Zur Sammlung und Speicherung des entstehenden gasförmigen Stoffes dient ein Kipp-Apparat.

Für den Bedarf von Industrie und Landwirtschaft muss die Kohlendioxidproduktion groß sein. Eine beliebte Methode für diese groß angelegte Reaktion ist das Verbrennen von Kalkstein, wodurch Kohlendioxid entsteht. Die Reaktionsformel ist unten angegeben:

CaCO 3 = CaO + CO 2.

Anwendungen von Kohlendioxid

Die Lebensmittelindustrie stellte nach der großtechnischen Produktion von „Trockeneis“ auf eine grundlegend neue Art der Lebensmittellagerung um. Es ist unverzichtbar bei der Herstellung von kohlensäurehaltigen Getränken und Mineralwasser. Der CO 2 -Gehalt verleiht Getränken Frische und verlängert ihre Haltbarkeit deutlich. Durch die Karbidisierung von Mineralwässern können Sie Muffigkeit und unangenehmen Geschmack vermeiden.

Beim Kochen wird häufig die Methode des Löschens von Zitronensäure mit Essig verwendet. Das dabei freigesetzte Kohlendioxid verleiht Süßwaren Flauschigkeit und Leichtigkeit.

Diese Verbindung wird häufig als Lebensmittelzusatzstoff verwendet, um die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern. Nach internationalen Standards für die Klassifizierung von in Produkten enthaltenen chemischen Zusatzstoffen wird es mit E 290 codiert.

Pulverförmiges Kohlendioxid ist einer der beliebtesten Stoffe in Feuerlöschmischungen. Dieser Stoff kommt auch im Feuerlöschschaum vor.

Der Transport und die Lagerung von Kohlendioxid erfolgt am besten in Metallflaschen. Bei Temperaturen über 31⁰C kann der Druck in der Flasche einen kritischen Wert erreichen und flüssiges CO 2 geht in einen überkritischen Zustand über, wobei der Betriebsdruck stark auf 7,35 MPa ansteigt. Der Metallzylinder hält einem Innendruck von bis zu 22 MPa stand, sodass der Druckbereich bei Temperaturen über dreißig Grad als sicher gilt.

CO – Kohlenmonoxid und CO2 – Kohlendioxid werden oft verwechselt. Die Namen klingen ähnlich, beide sind farb- und geruchlose Gase und in hohen Konzentrationen können beide tödlich sein. Der Unterschied besteht darin, dass CO2 ein gemeinsames Erdgas ist, das von allen Pflanzen und Tieren benötigt wird. CO kommt nicht häufig vor. Meistens ist es ein Nebenprodukt der Verbrennung von Kraftstoff unter Sauerstoffmangel.

Die Medien tragen oft zur Verwirrung bei. Früher hörten wir Geschichten über Selbstmord, bei dem man einen Gartenschlauch in den Auspuff und das Autofenster einführte und dann den Motor laufen ließ, bis das CO (Kohlenmonoxid) den Insassen aus dem Auto ausströmte. Heute wird uns gesagt, dass unser Auto-Auspuff die Hauptquelle des „tödlichen“ Treibhausgases CO2 ist. Es ist leicht zu verstehen, warum sie verwirrt sind.

Es ist hilfreich, die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen CO und CO2 zu verstehen:

Über Kohlenmonoxid

• CO wird teilweise in Spurenmengen natürlicherweise gebildet Methanoxidation Atmosphäre, Vulkane und Waldbrände
• Bei der Verbrennung mit Sauerstoff in nicht ordnungsgemäß belüfteten Brennstoffverbrennungsgeräten wie Öl- und Gasöfen, Gaswarmwasserbereitern, Gasöfen, Gas- oder Kerosinheizungen, Kaminen und Holzöfen entsteht CO in gefährlichen Mengen
• CO wird in gefährlichen Mengen produziert Verbrennungsmotor die KEINEN Katalysator verwenden
• Dies ist die häufigste tödliche Vergiftung weltweit.

• 0,1 ppm – aktueller durchschnittlicher CO-Gehalt auf dem Planeten
• Die OSHA begrenzt die langfristige Exposition am Arbeitsplatz auf 50 ppm (parts per million).
• Zu den Symptomen einer leichten CO-Vergiftung zählen Kopfschmerzen und Schwindel bei Konzentrationen unter 100 ppm
• Konzentrationen bis zu 700 ppm können lebensgefährlich sein

Über Kohlendioxid

• CO2 ist ein häufig vorkommendes Gas in der Atmosphäre und wird für das Pflanzenleben benötigt
• CO2 ist ein natürliches Nebenprodukt der menschlichen und tierischen Atmung, Fermentation, chemischen Reaktionen und der Verbrennung fossiler Brennstoffe und Holz
• CO2 ist nicht brennbar
• CO2 wird von Verbrennungsmotoren erzeugt, die einen Katalysator verwenden
• Eine CO2-Vergiftung ist selten; Allerdings sollten Taucher darauf achten (Kurven)
• Undichte CO2-Drucktanks in geschlossenen Räumen können für die Bewohner gefährlich sein – sowohl durch hohe CO2-Werte als auch durch relativ niedrige Sauerstoffwerte (Verdrängung).

• 400 ppm ist der aktuelle durchschnittliche CO2-Gehalt auf dem Planeten
• ASHRAE empfiehlt einen Grenzwert von 1.000 ppm für Bürogebäude und Klassenzimmer
• Die OSHA begrenzt die langfristige Exposition am Arbeitsplatz auf 5.000 ppm
• Bei 10.000 ppm kann es zu Schläfrigkeit kommen – häufig in geschlossenen Autos oder Auditorien
• Zu den Symptomen einer leichten CO2-Vergiftung gehören Kopfschmerzen und Schwindel bei Konzentrationen unter 30.000 ppm (3 %).
• Bei 80.000 ppm (8 %) CO2 kann lebensbedrohlich sein

Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen CO und CO2?

• Kohlenstoff und Sauerstoff verbinden sich zu beiden Gasen
• Beide sind farblos, geschmacks- und geruchlos
• Beide kommen weltweit in der Luft vor (wenn auch in unterschiedlichen Konzentrationen).
• Beide werden bei Verbrennung oder Brand freigesetzt

PPM verstehen – Teile pro Million

Mit Parts per Million (ppm oder ppmv) messen Wissenschaftler kleine Mengen an Gasmolekülen in der Luft, da die Anzahl der Gasmoleküle in einem Volumen deutlich weniger als 1 % beträgt. Anstatt „1 Volumenprozent Gas“ zu sagen, sagen Wissenschaftler „10.000 ppmv“ (10.000 / 1.000.000 = 1 %) oder kürzen es auf „10.000 ppm“.

Es ist beispielsweise einfacher zu schreiben, dass der CO2-Gehalt in einem Raum von 400 ppm auf 859 ppm gestiegen ist, als zu schreiben, dass der CO2-Gehalt von 0,04 % auf 0,0859 % gestiegen ist. Allerdings ist beides wahr.

Wie Monoxid und Dioxid zu ihren Namen kamen

Sie können den alten Griechen dafür danken, dass sie uns ihre Namen für Zahlen gegeben haben:

Mono = 1
di = 2
tri = 3
Tetra = 4
Penta = 5
Hexa = 6
Hepta = 7
Okta = 8
Ennea = 9
Deka = 10

So erhalten wir englische Wörter wie drei Ecke (3 Seiten), US Penta gon (einseitig 5) oder Resonanzboden thlon (10 Wettbewerbe). Also erste Hälfte Mono Xide bedeutet Sauerstoffatom 1 und die erste Hälfte di Oxid bedeutet Sauerstoffatome 2.

Für die zweite Hälfte des Wortes haben wir Oxid Ein Oxid ist die Bezeichnung für eine einfache Verbindung von Sauerstoff mit einem anderen Element oder einer anderen Gruppe. Fügt man beispielsweise dem Element Wasserstoff Sauerstoff hinzu, erhält man Wasserstoff-di Oxid(H20) oder Wasser. Andere Oxide, von denen Sie vielleicht schon gehört haben, sind Lachgas (NO2 – Lachgas) oder Zinkoxid (ZnO – der Wirkstoff in Sonnenschutzmitteln).

Der Inhalt des Artikels

KOHLENDIOXID(Kohlen(IV)monoxid, Kohlensäureanhydrid, Kohlendioxid) CO 2 , ein bekannter sprudelnder Bestandteil in kohlensäurehaltigen Erfrischungsgetränken. Die heilende Wirkung von „kohlensäurehaltigem Wasser“ aus natürlichen Quellen ist dem Menschen seit jeher bekannt, allerdings erst im 19. Jahrhundert. Ich habe gelernt, es selbst zu bekommen. Gleichzeitig wurde der Stoff identifiziert, der Wasser zum Sprudeln bringt – Kohlendioxid. Zum ersten Mal für Karbonisierungszwecke wurde dieses Gas 1887 bei der Reaktion zwischen zerkleinertem Marmor und Schwefelsäure gewonnen; es wurde auch aus natürlichen Quellen isoliert. Später begann man, CO 2 im industriellen Maßstab durch die Verbrennung von Koks, das Kalzinieren von Kalkstein und die Vergärung von Alkohol zu erzeugen. Mehr als ein Vierteljahrhundert lang wurde Kohlendioxid in unter Druck stehenden Stahlflaschen gespeichert und fast ausschließlich zur Karbonisierung von Getränken verwendet. Im Jahr 1923 begann die Produktion von festem CO 2 (Trockeneis) als kommerzielles Produkt und um 1940 wurde flüssiges CO 2 hergestellt, das unter hohem Druck in spezielle versiegelte Tanks gegossen wurde.

Physikalische Eigenschaften.

Bei normalen Temperaturen und Drücken ist Kohlendioxid ein farbloses Gas mit leicht säuerlichem Geschmack und Geruch. Es ist 50 % schwerer als Luft und kann daher von einem Behälter in einen anderen gegossen werden. CO 2 ist ein Produkt der meisten Verbrennungsprozesse und kann in ausreichend großen Mengen Flammen löschen, indem es Sauerstoff aus der Luft verdrängt. Wenn die CO 2 -Konzentration in einem schlecht belüfteten Raum ansteigt, sinkt der Sauerstoffgehalt der Luft so stark, dass eine Person ersticken kann. CO 2 löst sich in vielen Flüssigkeiten; Die Löslichkeit hängt von den Eigenschaften der Flüssigkeit, der Temperatur und dem CO 2 -Dampfdruck ab. Die Fähigkeit von Kohlendioxid, sich in Wasser zu lösen, bestimmt seine weit verbreitete Verwendung bei der Herstellung von Erfrischungsgetränken. CO 2 ist in organischen Lösungsmitteln wie Alkohol, Aceton und Benzol gut löslich.

Mit steigendem Druck und Abkühlung verflüssigt sich Kohlendioxid leicht und liegt bei Temperaturen von +31 bis –57 °C (je nach Druck) in flüssigem Zustand vor. Unterhalb von –57°C geht es in einen festen Zustand (Trockeneis) über. Der für die Verflüssigung erforderliche Druck hängt von der Temperatur ab: Bei +21 °C beträgt er 60 atm, bei –18 °C sind es nur 20 atm. Flüssiges CO 2 wird in verschlossenen Behältern unter entsprechendem Druck gelagert. Wenn es in die Atmosphäre gelangt, verwandelt es sich zum Teil in Gas, zum Teil in „Kohlenstoffschnee“, während seine Temperatur auf –84 °C sinkt.

Trockeneis nimmt Wärme aus der Umgebung auf und geht unter Umgehung der flüssigen Phase in einen gasförmigen Zustand über – es sublimiert. Um Sublimationsverluste zu reduzieren, wird es in versiegelten Behältern gelagert und transportiert, die stark genug sind, um dem Druckanstieg bei steigender Temperatur standzuhalten.

Chemische Eigenschaften.

CO 2 ist eine Verbindung mit geringer Aktivität. In Wasser gelöst bildet es schwache Kohlensäure, die Lackmuspapier rot färbt. Kohlensäure verbessert den Geschmack kohlensäurehaltiger Getränke und verhindert das Wachstum von Bakterien. CO 2 reagiert mit Alkali- und Erdalkalimetallen sowie mit Ammoniak und bildet Carbonate und Bicarbonate.

Verbreitung in Natur und Produktion.

CO 2 entsteht bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Stoffe, der alkoholischen Gärung und der Verrottung pflanzlicher und tierischer Rückstände; Es wird freigesetzt, wenn Tiere atmen, und es wird von Pflanzen im Dunkeln freigesetzt. Bei Licht hingegen absorbieren Pflanzen CO 2 und geben Sauerstoff ab, wodurch das natürliche Gleichgewicht von Sauerstoff und Kohlendioxid in der Luft, die wir atmen, aufrechterhalten wird. Der darin enthaltene CO 2 -Gehalt überschreitet nicht 0,03 Vol.-%.

Es gibt fünf Hauptmethoden zur Erzeugung von CO 2: Verbrennung kohlenstoffhaltiger Stoffe (Koks, Erdgas, flüssiger Brennstoff); Entstehung als Nebenprodukt bei der Ammoniaksynthese; Kalzinierung von Kalkstein; Fermentation; Pumpen aus Brunnen. In den letzten beiden Fällen entsteht nahezu reines Kohlendioxid, und beim Verbrennen kohlenstoffhaltiger Stoffe oder beim Kalzinieren von Kalkstein entsteht ein Gemisch aus CO 2 mit Stickstoff und Spuren anderer Gase. Diese Mischung wird durch eine Lösung geleitet, die nur CO 2 absorbiert. Anschließend wird die Lösung erhitzt und es entsteht nahezu reines CO 2, das von den restlichen Verunreinigungen getrennt wird. Durch Gefrieren und chemische Trocknung wird Wasserdampf entfernt.

Das gereinigte CO 2 wird durch Abkühlung unter hohem Druck verflüssigt und in großen Behältern gelagert. Zur Herstellung von Trockeneis wird flüssiges CO 2 in eine geschlossene Kammer einer hydraulischen Presse geleitet, wo der Druck auf Atmosphärendruck reduziert wird. Bei starkem Druckabfall entstehen aus CO 2 lockerer Schnee und sehr kaltes Gas. Der Schnee wird komprimiert und es entsteht Trockeneis. CO 2 -Gas wird abgepumpt, verflüssigt und in den Lagertank zurückgeführt.

ANWENDUNG

Niedrige Temperaturen empfangen.

In flüssiger und fester Form wird CO 2 hauptsächlich als Kältemittel verwendet. Trockeneis ist ein kompaktes Material, einfach zu handhaben und ermöglicht die Schaffung unterschiedlicher Temperaturbedingungen. Bei gleicher Masse ist es mehr als doppelt so kalt wie gewöhnliches Eis und nimmt die Hälfte des Volumens ein. Trockeneis wird zur Lagerung von Lebensmitteln verwendet. Es dient zur Kühlung von Champagner, Softdrinks und Eis. Es wird häufig beim „Kaltmahlen“ wärmeempfindlicher Materialien (Fleischprodukte, Harze, Polymere, Farbstoffe, Insektizide, Farben, Gewürze) verwendet. beim Trommeln (Entgraten) von geprägten Gummi- und Kunststoffprodukten; bei Tieftemperaturtests von Flugzeugen und elektronischen Geräten in speziellen Kammern; zum „kalten Mischen“ von halbfertigen Muffins und Kuchen, damit diese beim Backen homogen bleiben; zum schnellen Abkühlen von Behältern mit transportierten Produkten durch Anblasen mit einem Strahl zerkleinertem Trockeneis; beim Härten von legierten und rostfreien Stählen, Aluminium usw. um ihre physikalischen Eigenschaften zu verbessern; für festen Sitz von Maschinenteilen bei deren Montage; zum Kühlen von Fräsern bei der Bearbeitung hochfester Stahlwerkstücke.

Verkohlung.

Die Hauptanwendung von CO 2 -Gas ist die Karbonisierung von Wasser und Erfrischungsgetränken. Zuerst werden Wasser und Sirup im erforderlichen Verhältnis gemischt und dann wird die Mischung unter Druck mit CO 2 -Gas gesättigt. Die Kohlensäurebildung in Bieren und Weinen ist in der Regel das Ergebnis chemischer Reaktionen, die in ihnen ablaufen.

Anwendungen basierend auf Trägheit.

CO 2 wird als Antioxidans bei der Langzeitlagerung vieler Lebensmittel verwendet: Käse, Fleisch, Milchpulver, Nüsse, Instanttee, Kaffee, Kakao usw. Als Verbrennungsunterdrückungsmittel wird CO 2 bei der Lagerung und dem Transport von brennbaren Materialien wie Raketentreibstoff, Ölen, Benzin, Farben, Lacken und Lösungsmitteln verwendet. Es wird als Schutzmedium beim Elektroschweißen von Kohlenstoffstählen verwendet, um eine gleichmäßige, feste Schweißnaht zu erzielen, wobei die Schweißarbeiten kostengünstiger sind als bei der Verwendung von Edelgasen.

CO 2 ist eines der wirksamsten Mittel zum Löschen von Bränden, die durch die Entzündung brennbarer Flüssigkeiten und Stromausfälle entstehen. Es werden verschiedene Kohlendioxid-Feuerlöscher hergestellt: von tragbaren Feuerlöschern mit einem Fassungsvermögen von maximal 2 kg bis hin zu stationären automatischen Versorgungseinheiten mit einem gesamten Flascheninhalt von bis zu 45 kg oder Niederdruck-Gastanks mit einem Fassungsvermögen von bis zu 60 Tonnen CO 2. Flüssiges CO 2, das in solchen Feuerlöschern unter Druck steht, bildet bei der Freisetzung ein Gemisch aus Schnee und kaltem Gas; Letzteres hat eine höhere Dichte als Luft und verdrängt diese aus der Verbrennungszone. Verstärkt wird der Effekt auch durch die kühlende Wirkung von Schnee, der durch Verdunstung in gasförmiges CO 2 umgewandelt wird.

Chemische Aspekte.

Kohlendioxid wird bei der Herstellung von Aspirin, Bleiweiß, Harnstoff, Perboraten und chemisch reinen Carbonaten verwendet. Kohlensäure, die beim Auflösen von CO 2 in Wasser entsteht, ist ein kostengünstiges Reagenz zur Neutralisierung von Alkalien. In Gießereien wird Kohlendioxid zur Aushärtung von Sandformen verwendet, indem CO 2 mit mit Sand vermischtem Natriumsilikat reagiert. Dadurch erhalten Sie qualitativ hochwertigere Gussteile. Feuerfeste Steine, die zur Auskleidung von Öfen zum Schmelzen von Stahl, Glas und Aluminium verwendet werden, werden nach der Behandlung mit Kohlendioxid haltbarer. CO 2 wird auch in städtischen Wasserenthärtungsanlagen mit Natronkalk eingesetzt.

Entstehung von erhöhtem Druck.

CO 2 wird zur Druckprüfung und Dichtheitsprüfung verschiedener Behälter sowie zur Kalibrierung von Manometern, Ventilen und Zündkerzen verwendet. Es dient zum Befüllen von tragbaren Behältern zum Aufpumpen von Rettungsringen und Schlauchbooten. Eine Mischung aus Kohlendioxid und Lachgas wird seit langem verwendet, um Aerosoldosen unter Druck zu setzen. CO 2 wird unter Druck in versiegelte Behälter mit Äther (in Geräten zum schnellen Starten des Motors), Lösungsmitteln, Farben und Insektiziden injiziert, um diese Substanzen anschließend zu versprühen.

Anwendung in der Medizin.

CO 2 wird in geringen Mengen dem Sauerstoff (zur Anregung der Atmung) und während der Narkose zugesetzt. In hohen Konzentrationen wird es zur humanen Tötung von Tieren eingesetzt.

(IV), Kohlendioxid oder Kohlendioxid. Es wird auch Kohlensäureanhydrid genannt. Es ist ein völlig farbloses, geruchloses Gas mit saurem Geschmack. Kohlendioxid ist schwerer als Luft und in Wasser schlecht löslich. Bei Temperaturen unter - 78 Grad Celsius kristallisiert es und wird wie Schnee.

Dieser Stoff geht vom gasförmigen in den festen Zustand über, da er unter atmosphärischem Druck nicht in flüssigem Zustand existieren kann. Die Dichte von Kohlendioxid beträgt unter normalen Bedingungen 1,97 kg/m3 und ist damit 1,5-mal höher. Kohlendioxid in fester Form wird „Trockeneis“ genannt. Bei steigendem Druck geht es in einen flüssigen Zustand über, in dem es längere Zeit gelagert werden kann. Schauen wir uns diesen Stoff und seine chemische Struktur genauer an.

Kohlendioxid, dessen Formel CO2 ist, besteht aus Kohlenstoff und Sauerstoff und entsteht durch die Verbrennung oder den Zerfall organischer Substanzen. Kohlenmonoxid kommt in der Luft und in unterirdischen Mineralquellen vor. Auch Menschen und Tiere stoßen beim Ausatmen Kohlendioxid aus. Pflanzen ohne Licht geben es ab und nehmen es bei der Photosynthese intensiv auf. Dank des Stoffwechselprozesses der Zellen aller Lebewesen ist Kohlenmonoxid einer der Hauptbestandteile der umgebenden Natur.

Dieses Gas ist nicht giftig, aber wenn es sich in hohen Konzentrationen ansammelt, kann es zu Erstickungsgefahr (Hyperkapnie) kommen, und bei seinem Mangel entwickelt sich der gegenteilige Zustand – Hypokapnie. Kohlendioxid überträgt und reflektiert Infrarot. Es wirkt sich direkt auf die globale Erwärmung aus. Dies liegt daran, dass sein Gehalt in der Atmosphäre ständig zunimmt, was zum Treibhauseffekt führt.

Kohlendioxid wird industriell aus Rauch oder Ofengasen oder durch die Zersetzung von Dolomit- und Kalksteinkarbonaten hergestellt. Das Gemisch dieser Gase wird gründlich mit einer speziellen Lösung aus Kaliumcarbonat gewaschen. Anschließend wird es zu Bikarbonat und zersetzt sich beim Erhitzen, wodurch Kohlendioxid freigesetzt wird. Kohlendioxid (H2CO3) entsteht aus in Wasser gelöstem Kohlendioxid, kann aber unter modernen Bedingungen auch durch andere, fortschrittlichere Methoden gewonnen werden. Nachdem das Kohlendioxid gereinigt ist, wird es komprimiert, gekühlt und in Zylinder gepumpt.

In der Industrie wird dieser Stoff häufig und universell eingesetzt. Lebensmittelhersteller verwenden es als Treibmittel (z. B. zur Teigherstellung) oder als Konservierungsmittel (E290). Mit Hilfe von Kohlendioxid werden verschiedene Tonic-Drinks und Limonaden hergestellt, die nicht nur bei Kindern, sondern auch bei Erwachsenen so beliebt sind. Kohlendioxid wird bei der Herstellung von Backpulver, Bier, Zucker und Schaumweinen verwendet.

Kohlendioxid wird auch bei der Herstellung wirksamer Feuerlöscher verwendet. Mit Hilfe von Kohlendioxid entsteht ein aktives Medium, das bei hohen Temperaturen des Schweißlichtbogens Kohlendioxid in Sauerstoff und Kohlenmonoxid zerfällt. Sauerstoff interagiert mit flüssigem Metall und oxidiert es. Kohlendioxid in Dosen wird in Luftgewehren und Pistolen verwendet.

Flugzeugmodellbauer nutzen diesen Stoff als Treibstoff für ihre Modelle. Mit Hilfe von Kohlendioxid können Sie den Ertrag von im Gewächshaus angebauten Pflanzen deutlich steigern. Es wird auch häufig in der Industrie eingesetzt, wo Lebensmittelprodukte viel besser konserviert werden. Es wird als Kältemittel in Kühlschränken, Gefrierschränken, Stromgeneratoren und anderen Wärmekraftwerken verwendet.