دی اکسید کربن به ... گازهای مایع شده

در مقیاس صنعتی، دی اکسید کربن را می توان به روش های زیر بدست آورد:

1. از سنگ آهک، که حاوی 40٪ CO 2، کک یا آنتراسیت تا 18٪ CO 2 با پختن آنها در کوره های مخصوص است.
2. در تاسیساتی که با استفاده از روش اسید سولفوریک به دلیل واکنش های متقابل اسید سولفوریک با امولسیون گچ کار می کنند.
3. از گازهای تشکیل شده در طی تخمیر الکل، آبجو و تجزیه چربی ها؛
4. از گازهای دودکش دیگ های صنعتی که زغال سنگ، گاز طبیعی و سایر سوخت ها را می سوزانند. گاز دودکش حاوی 12-20٪ CO 2 است.
5. از گازهای زائد تولید شیمیایی، عمدتاً آمونیاک مصنوعی و متانول. گازهای خروجی تقریباً 90٪ CO 2 دارند.

در حال حاضر رایج ترین راه برای به دست آوردن دی اکسید کربن از گازها در طی تخمیر است. گاز زائد در این موارد تقریباً دی اکسید کربن خالص است و محصول فرعی ارزان قیمت تولید است.

در گیاهان هیدرولیز، در طی تخمیر مخمر با خاک اره، گازهای حاوی 99٪ CO 2 آزاد می شود.

1 - مخزن تخمیر؛ 2 - مخزن گاز; 3 - برج شستشو; 4 - پیش کمپرسور; 5 - یخچال لوله ای; 6 - جداکننده روغن; 7 - برج؛ 8 - برج؛ 9 - کمپرسور دو مرحله ای; 10 - یخچال؛ 11 - جداکننده روغن; 12 - مخزن.

طرحی برای تولید دی اکسید کربن در کارخانه های هیدرولیز

گاز مخزن تخمیر 1 توسط پمپ ها تامین می شود و در صورت وجود فشار کافی، خود به خود وارد مخزن گاز 2 می شود که ذرات جامد از آن جدا می شود. سپس گاز وارد برج شستشوی 3 می شود که با حلقه های کک یا سرامیکی پر شده است، در آنجا با جریان مخالف آب شسته می شود و در نهایت از ذرات جامد و ناخالصی های محلول در آب آزاد می شود. پس از شستشو، گاز وارد پیش کمپرسور 4 می شود و در آنجا تا فشار 400-550 کیلو پاسکال فشرده می شود.

از آنجایی که در حین فشرده سازی دمای دی اکسید کربن به 90-100 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، پس از کمپرسور گاز وارد یخچال لوله ای 5 می شود و در آنجا تا 15 درجه سانتیگراد خنک می شود. سپس دی اکسید کربن به جداکننده روغن 6 فرستاده می شود، جایی که روغنی که در حین فشرده سازی وارد گاز شده است جدا می شود. پس از این، دی اکسید کربن با محلول های آبی عوامل اکسید کننده (KMnO 4، K 2 Cr 2 P 7، هیپوکرومیت) در برج 7 خالص شده و سپس با کربن فعال یا سیلیکاژل در برج 8 خشک می شود.

پس از تمیز کردن و خشک کردن، دی اکسید کربن وارد کمپرسور دو مرحله ای 9 می شود. در مرحله I، به 1-1.2 مگاپاسکال فشرده می شود. سپس دی اکسید کربن وارد یخچال 10 می شود و در آنجا از 100 تا 15 درجه سانتی گراد خنک می شود، از جداکننده روغن 11 عبور می کند و وارد مرحله دوم کمپرسور می شود و در آنجا به 6-7 مگاپاسکال فشرده می شود و به دی اکسید کربن مایع تبدیل می شود و در آن جمع آوری می شود. مخزن 12 که از آن سوخت گیری سیلندرهای استاندارد یا سایر ظروف (مخازن) انجام می شود.

متداول ترین فرآیندهای تشکیل این ترکیب، پوسیدگی بقایای جانوری و گیاهی، احتراق انواع سوخت و تنفس حیوانات و گیاهان است. به عنوان مثال، یک نفر در روز حدود یک کیلوگرم دی اکسید کربن را در جو منتشر می کند. مونوکسید کربن و دی اکسید نیز می توانند در طبیعت بی جان تشکیل شوند. دی اکسید کربن در طی فعالیت های آتشفشانی آزاد می شود و همچنین می تواند از منابع آب معدنی تولید شود. دی اکسید کربن به مقدار کم در جو زمین یافت می شود.

ویژگی های ساختار شیمیایی این ترکیب به آن اجازه می دهد تا در بسیاری از واکنش های شیمیایی شرکت کند که اساس آن دی اکسید کربن است.

فرمول

در ترکیب این ماده، اتم کربن چهار ظرفیتی با دو مولکول اکسیژن پیوند خطی ایجاد می کند. ظاهر چنین مولکولی را می توان به صورت زیر نشان داد:

تئوری هیبریداسیون ساختار مولکول دی اکسید کربن را به شرح زیر توضیح می دهد: دو پیوند سیگما موجود بین اوربیتال های sp اتم های کربن و دو اوربیتال 2p اکسیژن تشکیل می شوند. اوربیتال‌های p کربن که در هیبریداسیون شرکت نمی‌کنند، در پیوند با اوربیتال‌های مشابه اکسیژن به هم متصل می‌شوند. در واکنش های شیمیایی، دی اکسید کربن را به صورت: CO 2 می نویسند.

مشخصات فیزیکی

در شرایط عادی، دی اکسید کربن یک گاز بی رنگ و بی بو است. از هوا سنگین تر است، به همین دلیل است که دی اکسید کربن می تواند مانند یک مایع رفتار کند. مثلا می توان آن را از ظرفی به ظرف دیگر ریخت. این ماده کمی در آب محلول است - حدود 0.88 لیتر CO 2 در یک لیتر آب با دمای 20 ⁰C حل می شود. کاهش جزئی دما وضعیت را به شدت تغییر می دهد - 1.7 لیتر CO 2 می تواند در همان لیتر آب در دمای 17⁰C حل شود. با خنک شدن قوی، این ماده به شکل دانه های برف رسوب می کند - به اصطلاح "یخ خشک" تشکیل می شود. این نام از این واقعیت ناشی می شود که در فشار معمولی ماده با دور زدن فاز مایع بلافاصله به گاز تبدیل می شود. دی اکسید کربن مایع در فشار کمی بالاتر از 0.6 مگاپاسکال و در دمای اتاق تشکیل می شود.

خواص شیمیایی

هنگام تعامل با عوامل اکسید کننده قوی، دی اکسید کربن 4 خاصیت اکسید کننده را از خود نشان می دهد. واکنش معمول این تعامل عبارت است از:

C + CO 2 = 2CO.

بنابراین، با کمک زغال سنگ، دی اکسید کربن به اصلاح دو ظرفیتی آن کاهش می یابد - مونوکسید کربن.

در شرایط عادی، دی اکسید کربن بی اثر است. اما برخی از فلزات فعال می توانند در آن بسوزند و اکسیژن را از ترکیب خارج کرده و گاز کربن را آزاد کنند. یک واکنش معمولی احتراق منیزیم است:

2Mg + CO 2 = 2MgO + C.

در طی واکنش، اکسید منیزیم و کربن آزاد تشکیل می شود.

در ترکیبات شیمیایی، CO 2 اغلب خواص یک اکسید اسید معمولی را نشان می دهد. مثلاً با بازها و اکسیدهای بازی واکنش می دهد. نتیجه واکنش نمک های اسید کربنیک است.

برای مثال، واکنش یک ترکیب اکسید سدیم با دی اکسید کربن را می توان به صورت زیر نشان داد:

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

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

NaOH + CO 2 = NaHCO 3.

محلول اسید کربنیک و CO 2

دی اکسید کربن در آب محلولی با درجه تفکیک کمی تشکیل می دهد. این محلول دی اکسید کربن اسید کربنیک نامیده می شود. بی رنگ، با بیان ضعیف و مزه ترش است.

ثبت یک واکنش شیمیایی:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.

تعادل به شدت به سمت چپ تغییر می کند - تنها حدود 1٪ از دی اکسید کربن اولیه به اسید کربنیک تبدیل می شود. هر چه دما بالاتر باشد، مولکول های اسید کربنیک در محلول کمتر می شود. هنگامی که این ترکیب به جوش می آید، به طور کامل ناپدید می شود و محلول به دی اکسید کربن و آب تجزیه می شود. فرمول ساختاری اسید کربنیک در زیر ارائه شده است.

خواص اسید کربنیک

اسید کربنیک بسیار ضعیف است. در محلول ها به یون های هیدروژن H + و ترکیبات HCO 3 - تجزیه می شود. CO 3 - یونها در مقادیر بسیار کم تشکیل می شوند.

اسید کربنیک دوبازیک است، بنابراین نمک های تشکیل شده توسط آن می توانند متوسط ​​و اسیدی باشند. در سنت شیمی روسیه، نمک های متوسط ​​​​کربنات و نمک های قوی بی کربنات نامیده می شوند.

واکنش کیفی

یکی از راه های ممکن برای تشخیص گاز دی اکسید کربن، تغییر شفافیت ملات آهک است.

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

این تجربه از یک دوره شیمی مدرسه شناخته شده است. در ابتدای واکنش، مقدار کمی رسوب سفید تشکیل می شود که متعاقباً با عبور دی اکسید کربن از آب، از بین می رود. تغییر در شفافیت به این دلیل رخ می دهد که در طول فرآیند برهمکنش، یک ترکیب نامحلول - کربنات کلسیم - به یک ماده محلول - بی کربنات کلسیم تبدیل می شود. واکنش در این مسیر ادامه می یابد:

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

تولید دی اکسید کربن

در صورت نیاز به دریافت مقدار کمی CO2، می توانید واکنش اسید هیدروکلریک را با کربنات کلسیم (مرمر) شروع کنید. نماد شیمیایی این برهمکنش به این صورت است:

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

همچنین برای این منظور، از واکنش های احتراق مواد حاوی کربن، به عنوان مثال استیلن، استفاده می شود:

CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -.

از دستگاه کیپ برای جمع آوری و ذخیره ماده گازی حاصل استفاده می شود.

برای نیازهای صنعت و کشاورزی، مقیاس تولید دی اکسید کربن باید زیاد باشد. یک روش محبوب برای این واکنش در مقیاس بزرگ سوزاندن سنگ آهک است که دی اکسید کربن تولید می کند. فرمول واکنش در زیر آورده شده است:

CaCO 3 = CaO + CO 2.

کاربردهای دی اکسید کربن

صنعت غذا، پس از تولید در مقیاس بزرگ "یخ خشک"، به روشی اساساً جدید برای نگهداری مواد غذایی روی آورد. در تولید نوشیدنی های گازدار و آب معدنی ضروری است. محتوای CO 2 موجود در نوشیدنی ها به آنها طراوت می بخشد و ماندگاری آنها را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. و کاربید شدن آبهای معدنی به شما امکان می دهد از کدر شدن و طعم ناخوشایند جلوگیری کنید.

در آشپزی اغلب از روش اطفاء اسید سیتریک با سرکه استفاده می شود. دی اکسید کربن آزاد شده در طی این فرآیند به محصولات شیرینی پزی نرم و سبک می شود.

این ترکیب اغلب به عنوان یک افزودنی غذایی برای افزایش ماندگاری محصولات غذایی استفاده می شود. طبق استانداردهای بین المللی برای طبقه بندی افزودنی های شیمیایی موجود در محصولات، کد E 290،

دی اکسید کربن پودری یکی از محبوب ترین مواد موجود در مخلوط های اطفاء حریق است. این ماده در فوم کپسول آتش نشانی نیز یافت می شود.

بهتر است دی اکسید کربن را در سیلندرهای فلزی حمل و نگهداری کنید. در دماهای بالاتر از 31 درجه سانتیگراد، فشار در سیلندر می تواند به بحرانی برسد و CO 2 مایع به حالت فوق بحرانی با افزایش شدید فشار کاری به 7.35 مگاپاسکال می رود. سیلندر فلزی می تواند فشار داخلی تا 22 مگاپاسکال را تحمل کند، بنابراین محدوده فشار در دمای بالای سی درجه ایمن در نظر گرفته می شود.

CO - مونوکسید کربن و CO2 - دی اکسید کربن اغلب با هم اشتباه گرفته می شوند. نام ها شبیه به هم هستند، هر دو گازهای بی رنگ و بی بو هستند و در غلظت های بالا هر دو می توانند کشنده باشند. تفاوت این است که CO2 یک گاز طبیعی معمولی است که مورد نیاز همه جانداران و گیاهان است. CO رایج نیست. اغلب این محصول فرعی احتراق سوخت با کمبود اکسیژن است.

رسانه ها اغلب بر سردرگمی می افزایند. ما قبلاً داستان هایی در مورد خودکشی می شنویم که یک شلنگ باغچه را در لوله اگزوز و شیشه ماشین قرار می دهیم و سپس موتور را روشن می کنیم تا CO (مونوکسید کربن) سرنشین ماشین را منفجر کند. امروزه به ما می گویند که لوله اگزوز ماشین ما منبع اصلی گاز گلخانه ای "کشنده" CO2 است. به راحتی می توان فهمید که چرا آنها گیج شده اند.

درک شباهت ها و تفاوت های بین CO و CO2 مفید است:

درباره مونوکسید کربن

• CO به طور طبیعی در مقادیر جزئی تشکیل می شود اکسیداسیون متانجو، آتشفشان ها و آتش سوزی های جنگلی
• CO در سطوح خطرناکی از احتراق با اکسیژن در وسایل سوخت سوز با تهویه نادرست مانند کوره های نفت و گاز، آبگرمکن های گازی، کوره های گازی، بخاری های گازی یا نفت سفید، شومینه ها و اجاق های چوبی تشکیل می شود.
• CO در سطوح خطرناک تولید می شود موتور احتراق داخلیکه از مبدل کاتالیزوری استفاده نکنید
• این شایع ترین نوع مسمومیت کشنده در جهان است.

• 0.1 ppm - میانگین سطح CO2 فعلی در این سیاره
• OSHA سطوح قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در محل کار را به 50 ppm (قسمت در میلیون) محدود می کند.
• علائم مسمومیت خفیف با CO شامل سردرد و سرگیجه در غلظت های کمتر از 100 ppm است.
• غلظت تا 700 ppm می تواند تهدید کننده زندگی باشد

در مورد دی اکسید کربن

• CO2 یک گاز معمولی در جو است و برای زندگی گیاهان مورد نیاز است
• CO2 محصول جانبی طبیعی تنفس انسان و حیوان، تخمیر، واکنش های شیمیایی و سوزاندن سوخت های فسیلی و چوب است.
• CO2 غیر قابل اشتعال است
• CO2 توسط موتورهای احتراق داخلی که از مبدل کاتالیزوری استفاده می کنند تولید می شود
• مسمومیت با CO2 نادر است. با این حال غواصان باید مراقب این باشند (خم شدن)
• نشت مخازن CO2 تحت فشار در فضاهای بسته می تواند برای سرنشینان خطرناک باشد - هم به دلیل سطوح بالای CO2 و هم از سطوح نسبتاً پایین اکسیژن (جابجایی)

• 400 ppm میانگین سطح CO2 فعلی در این سیاره است
• ASHRAE حد 1000 ppm را برای ساختمان های اداری و کلاس های درس توصیه می کند
• OSHA سطوح قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در محل کار را به 5000 ppm محدود می کند
• خواب‌آلودگی ممکن است با 10000 پی‌پی‌ام اتفاق بیفتد که در اتومبیل‌های بسته یا سالن‌های سالن معمول است
• علائم مسمومیت خفیف با CO2 شامل سردرد و سرگیجه در غلظت های کمتر از 30000 ppm (3%) است.
• 80000 ppm (8%) CO2 می تواند تهدید کننده زندگی باشد

چه شباهت هایی بین CO و CO2 وجود دارد؟

• کربن و اکسیژن با هم ترکیب می شوند و هر دو گاز را تشکیل می دهند
• هر دو بی رنگ، بی مزه و بی بو هستند
• هر دو در هوای سراسر جهان یافت می شوند (البته در غلظت های مختلف)
• هر دو در هنگام احتراق یا آتش سوزی آزاد می شوند

درک PPM - قطعات در میلیون

قطعات در میلیون (ppm یا ppmv) روشی است که دانشمندان مقادیر کمی از مولکول‌های گاز موجود در هوا را اندازه‌گیری می‌کنند، زیرا تعداد مولکول‌های گاز در یک حجم به طور قابل توجهی کمتر از 1٪ است. به جای گفتن "1% گاز حجمی"، دانشمندان می گویند "10000 ppmv" (10000 / 1000000 = 1%) یا آن را به "10000 ppm" کوتاه می کنند.

به عنوان مثال، نوشتن اینکه سطح CO2 در یک اتاق از 400 ppm به 859 ppm افزایش یافته آسان تر است تا اینکه بنویسیم که سطح CO2 از 0.04٪ به 0.0859٪ افزایش یافته است. با این حال، هر دوی آنها درست است.

چگونه مونوکسید و دی اکسید نام خود را پیدا کردند

می توانید از یونانیان باستان برای اینکه نام آنها را برای اعداد به ما داده اند تشکر کنید:

مونو = 1
دی = 2
سه = 3
تترا = 4
پنتا = 5
هگزا = 6
هپتا = 7
اکتا = 8
انیا = 9
دکا = 10

اینگونه است که ما کلمات انگلیسی مانند را دریافت می کنیم سهگوشه (3 طرف)، ایالات متحده پنتا gon (یک طرفه 5) یا کمان ویولن و تار thlon (10 مسابقه). پس نیمه اول مونونوکلئوز xide به معنای اتم اکسیژن 1 و نیمه اول است دیاکسید یعنی اتم های اکسیژن 2.

برای نیمه دوم کلمه داریم اکسیداکسید نام ترکیب ساده ای از اکسیژن با عنصر یا گروه دیگری است. به عنوان مثال به عنصر هیدروژن اکسیژن اضافه کنید و هیدروژن دی بدست می آید اکسید(H20) یا آب. اکسیدهای دیگری که ممکن است در مورد آنها شنیده باشید، اکسید نیتروژن (NO2 - گاز خنده) یا اکسید روی (ZnO - ماده فعال ضد آفتاب است).

محتوای مقاله

دی اکسید کربن(کربن (IV) مونوکسید، انیدرید کربنیک، دی اکسید کربن) CO 2، یک ماده حبابدار شناخته شده در نوشابه های گازدار است. بشر از زمان های بسیار قدیم، اما تنها در قرن نوزدهم، از خواص درمانی "آب گازدار" از منابع طبیعی مطلع بوده است. خودم یاد گرفتم که بگیرمش در همان زمان، ماده ای که آب را جوشان می کند شناسایی شد - دی اکسید کربن. برای اولین بار برای اهداف کربنی کردن، این گاز در سال 1887 در طی واکنش بین سنگ مرمر خرد شده و اسید سولفوریک به دست آمد. همچنین از منابع طبیعی جدا شد. بعدها، CO 2 در مقیاس صنعتی با سوزاندن کک، کلسینه کردن سنگ آهک و تخمیر الکل شروع به تولید کرد. برای بیش از یک ربع قرن، دی اکسید کربن در سیلندرهای فولادی تحت فشار ذخیره می شد و تقریباً منحصراً برای کربناته کردن نوشیدنی ها استفاده می شد. در سال 1923 CO 2 جامد (یخ خشک) به عنوان یک محصول تجاری شروع به تولید کرد و در حدود سال 1940 CO 2 مایع تولید شد که تحت فشار بالا در مخازن مهر و موم شده مخصوص ریخته شد.

مشخصات فیزیکی.

در دماها و فشارهای معمولی، دی اکسید کربن گازی بی رنگ با طعم و بوی کمی ترش است. 50 درصد از هوا سنگین تر است، بنابراین می توان آن را از ظرفی به ظرف دیگر ریخت. CO 2 محصول اکثر فرآیندهای احتراق است و در مقادیر کافی می تواند شعله های آتش را با جابجایی اکسیژن از هوا خاموش کند. هنگامی که غلظت CO 2 در یک اتاق با تهویه ضعیف افزایش می یابد، محتوای اکسیژن در هوا به حدی کاهش می یابد که فرد ممکن است خفه شود. CO 2 در بسیاری از مایعات حل می شود. حلالیت به خواص مایع، دما و فشار بخار CO 2 بستگی دارد. توانایی دی اکسید کربن برای حل شدن در آب، کاربرد گسترده آن را در تولید نوشابه ها مشخص می کند. CO 2 در حلال های آلی مانند الکل، استون و بنزن بسیار محلول است.

با افزایش فشار و خنک شدن، دی اکسید کربن به راحتی مایع می شود و در دمای 31+ تا 57- درجه سانتی گراد (بسته به فشار) در حالت مایع قرار می گیرد. در زیر 57- درجه سانتیگراد به حالت جامد (یخ خشک) تبدیل می شود. فشار مورد نیاز برای مایع سازی به دما بستگی دارد: در +21 درجه سانتیگراد 60 اتمسفر است و در -18 درجه سانتیگراد فقط 20 اتمسفر است. CO 2 مایع در ظروف در بسته تحت فشار مناسب ذخیره می شود. وقتی وارد جو می شود، بخشی از آن به گاز و مقداری به «برف کربنی» تبدیل می شود، در حالی که دمای آن به -84 درجه سانتی گراد کاهش می یابد.

با جذب گرما از محیط، یخ خشک به حالت گازی می رود و فاز مایع را دور می زند - تصعید می شود. برای کاهش تلفات تصعید، آن را در ظروف دربسته ای ذخیره و حمل می کنند که به اندازه کافی قوی هستند تا در برابر افزایش فشار با افزایش دما مقاومت کنند.

خواص شیمیایی.

CO 2 یک ترکیب کم فعال است. هنگامی که در آب حل می شود، اسید کربنیک ضعیف تشکیل می دهد که کاغذ تورنسل را به رنگ قرمز در می آورد. اسید کربنیک طعم نوشابه های گازدار را بهبود می بخشد و از رشد باکتری ها جلوگیری می کند. در واکنش با فلزات قلیایی و قلیایی خاکی و همچنین با آمونیاک، CO 2 کربنات ها و بی کربنات ها را تشکیل می دهد.

شیوع در طبیعت و تولید.

CO 2 در طی احتراق مواد حاوی کربن، تخمیر الکلی و پوسیدگی بقایای گیاهی و حیوانی تشکیل می شود. هنگام نفس کشیدن حیوانات آزاد می شود و در تاریکی توسط گیاهان آزاد می شود. برعکس، در نور، گیاهان CO 2 را جذب کرده و اکسیژن آزاد می کنند که تعادل طبیعی اکسیژن و دی اکسید کربن را در هوایی که تنفس می کنیم حفظ می کند. محتوای CO 2 در آن از 0.03٪ (از نظر حجم) تجاوز نمی کند.

پنج راه اصلی برای تولید CO2 وجود دارد: احتراق مواد حاوی کربن (کک، گاز طبیعی، سوخت مایع). تشکیل به عنوان یک محصول جانبی در طول سنتز آمونیاک؛ تکلیس سنگ آهک؛ تخمیر؛ پمپاژ از چاه در دو مورد آخر دی اکسید کربن تقریبا خالص به دست می آید و هنگام سوزاندن مواد حاوی کربن یا کلسینه کردن سنگ آهک، مخلوطی از CO 2 با نیتروژن و آثاری از گازهای دیگر تشکیل می شود. این مخلوط از محلولی عبور می کند که فقط CO 2 را جذب می کند. سپس محلول حرارت داده می شود و CO 2 تقریبا خالص به دست می آید که از ناخالصی های باقی مانده جدا می شود. بخار آب با انجماد و خشک کردن شیمیایی حذف می شود.

CO 2 خالص شده با خنک کردن آن در فشار بالا مایع شده و در ظروف بزرگ ذخیره می شود. برای تولید یخ خشک، CO 2 مایع به یک محفظه بسته پرس هیدرولیک وارد می شود، جایی که فشار به فشار اتمسفر کاهش می یابد. با کاهش شدید فشار، برف شل و گاز بسیار سرد از CO 2 تشکیل می شود. برف فشرده شده و یخ خشک به دست می آید. گاز CO 2 خارج شده، مایع شده و به مخزن ذخیره بازگردانده می شود.

کاربرد

دریافت دماهای پایین

در شکل مایع و جامد، CO 2 عمدتا به عنوان مبرد استفاده می شود. یخ خشک یک ماده فشرده است که به راحتی قابل حمل است و به شما امکان می دهد شرایط دمایی مختلفی ایجاد کنید. با همان جرم، بیش از دو برابر سردتر از یخ معمولی است و نیمی از حجم را اشغال می کند. یخ خشک در نگهداری مواد غذایی استفاده می شود. برای خنک کردن شامپاین، نوشابه و بستنی استفاده می شود. به طور گسترده ای در "سنگ زنی سرد" مواد حساس به حرارت (محصولات گوشتی، رزین ها، پلیمرها، رنگ ها، حشره کش ها، رنگ ها، چاشنی ها) استفاده می شود. هنگام غلت زدن (تمیز کردن از فرز) محصولات لاستیکی و پلاستیکی مهر شده. هنگام آزمایش دمای پایین هواپیما و دستگاه های الکترونیکی در اتاق های ویژه؛ برای "اختلاط سرد" کلوچه ها و کیک های نیمه تمام به طوری که در طول پخت همگن باقی بمانند. برای خنک کردن سریع ظروف با محصولات حمل شده با دمیدن آنها با جریانی از یخ خشک خرد شده. هنگام سخت شدن فولادهای آلیاژی و ضد زنگ، آلومینیوم و غیره. به منظور بهبود خواص فیزیکی آنها؛ برای اتصال محکم قطعات ماشین در هنگام مونتاژ آنها؛ برای خنک کردن برش ها هنگام پردازش قطعات فولادی با مقاومت بالا.

کربن سازی.

کاربرد اصلی گاز CO 2 کربناته کردن آب و نوشابه است. ابتدا آب و شربت را به نسبت لازم مخلوط کرده و سپس مخلوط را با گاز CO 2 تحت فشار اشباع می کنند. کربناته شدن در آبجو و شراب معمولاً در نتیجه واکنش های شیمیایی رخ می دهد.

برنامه های کاربردی بر اساس اینرسی.

CO 2 به عنوان یک آنتی اکسیدان در طول نگهداری طولانی مدت بسیاری از محصولات غذایی استفاده می شود: پنیر، گوشت، پودر شیر، آجیل، چای فوری، قهوه، کاکائو و غیره. به عنوان یک سرکوب کننده احتراق، CO 2 در ذخیره و حمل و نقل مواد قابل اشتعال مانند سوخت موشک، روغن، بنزین، رنگ، لاک و حلال ها استفاده می شود. به عنوان یک محیط محافظ در جوشکاری الکتریکی فولادهای کربنی به منظور به دست آوردن یک جوش یکنواخت و قوی استفاده می شود، در حالی که کار جوشکاری ارزان تر از هنگام استفاده از گازهای بی اثر است.

CO 2 یکی از موثرترین ابزار برای خاموش کردن آتش است که در هنگام مشتعل شدن مایعات قابل اشتعال و خرابی الکتریکی رخ می دهد. کپسول های آتش نشانی دی اکسید کربن مختلفی تولید می شود: از کپسول های قابل حمل با ظرفیت حداکثر 2 کیلوگرم تا واحدهای عرضه خودکار ثابت با ظرفیت سیلندر تا 45 کیلوگرم یا مخازن گاز کم فشار با ظرفیت حداکثر 60 تن. CO 2. CO 2 مایع که در چنین کپسول های آتش نشانی تحت فشار است، هنگامی که آزاد می شود، مخلوطی از برف و گاز سرد را تشکیل می دهد. دومی چگالی بالاتری نسبت به هوا دارد و آن را از منطقه احتراق خارج می کند. این اثر همچنین با اثر خنک کنندگی برف افزایش می یابد، که با تبخیر، به گاز CO2 تبدیل می شود.

جنبه های شیمیایی

دی اکسید کربن در تولید آسپرین، سرب سفید، اوره، پربورات ها و کربنات های خالص شیمیایی استفاده می شود. اسید کربنیک که هنگام حل شدن CO 2 در آب تشکیل می شود، یک معرف ارزان قیمت برای خنثی کردن قلیاها است. در ریخته‌گری‌ها، از دی اکسید کربن برای درمان کپک‌های شنی با واکنش CO 2 با سیلیکات سدیم مخلوط با ماسه استفاده می‌شود. این به شما امکان می دهد تا قطعات ریخته گری با کیفیت بالاتر را بدست آورید. آجرهای نسوز که برای پوشش کوره های ذوب فولاد، شیشه و آلومینیوم استفاده می شوند پس از تصفیه با دی اکسید کربن دوام بیشتری پیدا می کنند. CO 2 همچنین در سیستم های نرم کننده آب شهری با استفاده از آهک سودا استفاده می شود.

ایجاد افزایش فشار

CO 2 برای تست فشار و تست نشت ظروف مختلف و همچنین برای کالیبره کردن فشار سنج ها، شیرها و شمع ها استفاده می شود. برای پر کردن ظروف قابل حمل برای باد کردن کمربند نجات و قایق های بادی استفاده می شود. مخلوطی از دی اکسید کربن و اکسید نیتروژن از دیرباز برای تحت فشار قرار دادن قوطی های آئروسل استفاده می شود. CO 2 تحت فشار به داخل ظروف مهر و موم شده با اتر (در وسایل راه اندازی سریع موتور)، حلال ها، رنگ ها، حشره کش ها برای سمپاشی بعدی این مواد تزریق می شود.

کاربرد در پزشکی.

CO 2 در مقادیر کم به اکسیژن (برای تحریک تنفس) و در طول بیهوشی اضافه می شود. در غلظت های بالا برای کشتن انسانی حیوانات استفاده می شود.

(IV)، دی اکسید کربن یا دی اکسید کربن. به آن انیدرید کربنیک نیز می گویند. این گاز کاملا بی رنگ و بی بو با طعم ترش است. دی اکسید کربن سنگین تر از هوا است و در آب کم محلول است. در دمای کمتر از -78 درجه سانتیگراد متبلور شده و شبیه برف می شود.

این ماده از حالت گازی به جامد تبدیل می شود، زیرا نمی تواند در حالت مایع تحت فشار اتمسفر وجود داشته باشد. چگالی دی اکسید کربن در شرایط عادی 1.97 کیلوگرم بر متر مکعب - 1.5 برابر بیشتر است و دی اکسید کربن به شکل جامد "یخ خشک" نامیده می شود. به حالت مایع تبدیل می شود که با افزایش فشار می توان آن را برای مدت طولانی ذخیره کرد. بیایید نگاهی دقیق تر به این ماده و ساختار شیمیایی آن بیندازیم.

دی اکسید کربن که فرمول آن CO2 است از کربن و اکسیژن تشکیل شده است و در نتیجه احتراق یا پوسیدگی مواد آلی به دست می آید. مونوکسید کربن در هوا و چشمه های معدنی زیرزمینی یافت می شود. انسان ها و حیوانات نیز هنگام بازدم دی اکسید کربن ساطع می کنند. گیاهان بدون نور آن را آزاد می کنند و در طول فتوسنتز به شدت آن را جذب می کنند. به لطف فرآیند متابولیک سلول های همه موجودات زنده، مونوکسید کربن یکی از اجزای اصلی طبیعت اطراف است.

این گاز سمی نیست، اما اگر در غلظت های بالا تجمع پیدا کند، خفگی (هیپرکاپنیا) شروع می شود و با کمبود آن، حالت مخالف ایجاد می شود - هیپوکاپنی. دی اکسید کربن مادون قرمز را منتقل و منعکس می کند. این است که به طور مستقیم بر گرم شدن کره زمین تأثیر می گذارد. این به دلیل این واقعیت است که سطح محتوای آن در جو به طور مداوم در حال افزایش است که منجر به اثر گلخانه ای می شود.

دی اکسید کربن به صورت صنعتی از دود یا گازهای کوره یا از تجزیه دولومیت و کربنات های سنگ آهک تولید می شود. مخلوط این گازها با محلول مخصوصی متشکل از کربنات پتاسیم کاملا شسته می شود. سپس به بی کربنات تبدیل می شود و با حرارت دادن تجزیه می شود و در نتیجه دی اکسید کربن آزاد می شود. دی اکسید کربن (H2CO3) از دی اکسید کربن محلول در آب تشکیل می شود، اما در شرایط مدرن با روش های پیشرفته تر دیگری نیز به دست می آید. پس از خالص شدن دی اکسید کربن، فشرده، خنک و به داخل سیلندرها پمپ می شود.

در صنعت، این ماده به طور گسترده و جهانی استفاده می شود. تولیدکنندگان مواد غذایی از آن به عنوان یک عامل خمیر کننده (مثلاً برای تهیه خمیر) یا به عنوان نگهدارنده (E290) استفاده می کنند. با کمک دی اکسید کربن، نوشیدنی های مقوی و نوشابه های مختلف تولید می شود که نه تنها توسط کودکان، بلکه توسط بزرگسالان نیز مورد علاقه است. دی اکسید کربن در تولید جوش شیرین، آبجو، شکر و شراب های گازدار استفاده می شود.

همچنین از دی اکسید کربن در تولید کپسول های آتش نشانی موثر استفاده می شود. با کمک دی اکسید کربن، یک محیط فعال ایجاد می شود که لازم است در دماهای بالای قوس جوشکاری، دی اکسید کربن به اکسیژن و مونوکسید کربن تجزیه شود. اکسیژن با فلز مایع تعامل می کند و آن را اکسید می کند. دی اکسید کربن موجود در قوطی ها در تفنگ های بادی و تپانچه استفاده می شود.

مدل سازان هواپیما از این ماده به عنوان سوخت مدل های خود استفاده می کنند. با کمک دی اکسید کربن، می توانید عملکرد محصولات کشت شده در گلخانه را به میزان قابل توجهی افزایش دهید. همچنین در صنایعی که در آن محصولات غذایی بسیار بهتر نگهداری می شوند، به طور گسترده استفاده می شود. این ماده به عنوان مبرد در یخچال ها، فریزرها، ژنراتورهای برق و سایر نیروگاه های حرارتی استفاده می شود.